无线充电器中非接触式侧信道窃听行为的特征分析

《IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing》：Characterizing Contactless Side-channel Eavesdropping on Wireless Chargers

本文提出一种利用无线充电过程中产生的线圈噪音和磁场扰动的新型侧信道攻击方法，通过三阶段框架推断用户交互并泄露敏感信息，评估显示准确率超过90.4%，并验证其抗干扰能力和扩展性，最后提出防护措施。

　　

摘要：

如今，越来越多的智能手机配备了无线充电功能，这些手机利用电磁感应将电力从无线充电器传输到正在充电的设备上。在本文中，我们揭示了一种新型的非接触式、基于上下文感知的侧信道攻击方法，该方法利用了无线充电过程中产生的两种物理现象：线圈啸叫（coil whine）和磁场扰动（magnetic field perturbations），从而推断出用户对充电智能手机的操作行为。为了验证这种新侧信道攻击的可行性，我们设计并实现了一个三阶段攻击框架WISERS+。该框架首先捕获无线充电器发出的线圈啸叫和磁场扰动信号，然后推断出（i）界面切换行为（例如从主屏幕切换到应用程序界面）以及（ii）界面内的操作活动（例如在应用程序内的键盘输入），以此构建用户交互的上下文信息，并进一步获取敏感数据。我们使用多种市售（COTS）智能手机和无线充电器对所提出的攻击方法进行了全面测试。测试结果表明，WISERS+在推断敏感信息（如屏幕解锁密码和移动应用的启动操作）方面的准确率可超过90.4%。此外，我们的研究还表明WISERS+能够抵御多种实际影响因素，并显示出其扩展到快速充电模式进行攻击的潜力。最后，我们提出了有效的对策来减轻WISERS+攻击带来的威胁。