手機傳感器是怎么泄密的

前言

手機太能干了：計算你每天走了多少步，幫你導(dǎo)航，成為你的轉(zhuǎn)賬工具……這是因為它們裝了一套傳感器。手機傳感器的功能，有些曾被我們忽略了，比如感知光線、濕度、壓力以及氣溫。

手機傳感器每時每刻都在與人為伴，畢竟絕大多數(shù)人選擇一直開機，即使手機鎖著屏。

自那以后，科學(xué)家們編寫推測各類手機上的數(shù)字以及字母按鍵的代碼，做了許多類似的研究。在2016年《普適與移動計算》期刊上，阿勒·海奇和他的同事對這些研究進(jìn)行了評述。按鍵可以泄漏所有信息——從網(wǎng)上銀行的登陸密碼，到一封郵件，或者一條短信的內(nèi)容。

一個更新的應(yīng)用程序利用了一整套手機傳感器，來猜PIN碼，包括陀螺儀、加速計、光傳感器以及測量磁性的磁強計在內(nèi)的。這個應(yīng)用分析的是手機的移動軌跡，以及在觸屏?xí)r用戶手指是如何遮住光傳感器的。根據(jù)研究者2017年12月發(fā)布的報告，在50個PIN碼庫的測試中，這個應(yīng)用通過按鍵推測出的答案有99.5％正確。

跟蹤狂：運動傳感器

你去了哪，可能見什么人，我都知道

運動傳感器同樣可以描繪出一個人旅途，比如一次地鐵或公交行程。一次旅程產(chǎn)生的潛在移動數(shù)據(jù)和更短的、急速的運動——比如把手機從口袋里拿出來——有可分辨的不同。研究者設(shè)計了一款應(yīng)用，從加速計記錄中抓取不同地鐵路線的數(shù)據(jù)標(biāo)志，該研究發(fā)表在了2017年IEEE[1]的《信息取證與安全事務(wù)》期刊上。

實驗使用了三星手機，在中國南京的地鐵上進(jìn)行測驗。這個追蹤應(yīng)用可以從辨認(rèn)出使用者乘坐地鐵的路線，當(dāng)乘坐站數(shù)變多時，應(yīng)用的推測準(zhǔn)確率也相應(yīng)提高。當(dāng)乘車距離是3站、5站、7站的時候，與之對應(yīng)的最低正確率是59％、81％和88％。有能力窺探用戶地鐵移動路線的人也許能知道用戶的私人信息，比如用戶的居住地點和工作地點、用戶常去的商店或酒吧、日常行程。如果這個應(yīng)用能追蹤多人的話，窺探者甚至能知道用戶會在哪些地點見哪些人。

加速計的數(shù)據(jù)同樣可以窺探駕駛路線，2012年就有人描述過。其他傳感器可以用于跟蹤人們在有限空間內(nèi)的運動：有一個團隊同步了手機的麥克風(fēng)和便攜式揚聲器，制造出一個動態(tài)聲納系統(tǒng)去描繪一個人在屋子里的移動軌跡。這個團隊的研究發(fā)表在了2017年9月的美國計算機協(xié)會期刊上[2]。

保持警惕

這不只是隱私被窺探

傳感器防護(hù)措施

讓第三方軟件遠(yuǎn)離隱私信息

因為現(xiàn)在，不可信的第三方從傳感器數(shù)據(jù)里獲得私密信息變得越來越容易，所以研究者想要找出方法，讓人們能清楚地知道，什么應(yīng)用能獲取設(shè)備上的信息。一些防護(hù)措施可能會以獨立應(yīng)用的形式出現(xiàn)，或者以工具的形式，通過手機系統(tǒng)更新嵌入。

烏迦克和他的同事在2017年8月溫哥華USENIX安全研討會上提出創(chuàng)建一個叫第六感（6thSense）的系統(tǒng)。這個系統(tǒng)用來監(jiān)視手機傳感器的活動，在傳感器有不尋常行為的時候提醒用戶。用戶訓(xùn)練這個系統(tǒng)來識別手機在進(jìn)行日?；顒颖热绱螂娫挕g覽網(wǎng)頁以及導(dǎo)航時的傳感器行為。然后，第六感會持續(xù)檢測手機傳感器是否與有這些習(xí)得行為不一樣的活動。

如果哪一天第六感識別出不尋常的舉動——比如運動傳感器在收集一個用戶坐著或打字時的數(shù)據(jù)，第六感就會提醒用戶。然后用戶就可以檢查是哪一個最近下載的應(yīng)用做出了可疑行為，并且從手機中刪掉這個應(yīng)用。

烏迦克的團隊最近在測試這個系統(tǒng)的原型：50位用戶使用三星手機對第六感進(jìn)行識別典型傳感器活動的訓(xùn)練。研究者將來自日?；顒又械臒o害數(shù)據(jù)樣例和傳感器惡意操作數(shù)據(jù)混合，然后讓第六感挑出其中的問題數(shù)據(jù)，第六感的正確率超過了96％。

賓州州立大學(xué)（Penn State）的計算機科學(xué)家和工程師朱塞佩·彼得拉卡（Giuseppe Petracca）和他的同事使用了另一種方法來保護(hù)用戶。他們使用一個叫做AWare的安全系統(tǒng)防止用戶無意間允許欺詐性應(yīng)用訪問傳感器。

惡意軟件可能在不同請求時使用類似的圖標(biāo)來迷惑用戶。圖片來源：引用論文https://www.usenix.org/system/files/conference/usenixsecurity17/sec17-petracca.pdf

應(yīng)用在初次安裝或者初次使用像麥克風(fēng)、相機這類特定傳感器的時候必須得到用戶的許可。但是用戶很可能隨意、盲目、慷慨地甩給應(yīng)用一堆許可，他們并不知道嚴(yán)重性。

相比在新應(yīng)用安裝時請求授權(quán)，AWare會在一個應(yīng)用第一次使用某個特定傳感器提供某個特定輸入的時候發(fā)出請求，比如用戶按下相機按鈕的時候。不僅如此，AWare系統(tǒng)還能記住在用戶初次給予應(yīng)用權(quán)限時手機的狀態(tài)——手機屏幕上的具體畫面、請求的哪項傳感器許可以及其他信息。通過這種方法，在之后應(yīng)用想要欺騙用戶獲取訪問許可時，AWare就可以提醒用戶。

朱塞佩和他的同事用想象中的一個狡猾的數(shù)據(jù)盜取應(yīng)用作為例子。這個應(yīng)用會在用戶第一次按下相機按鈕的時候申請相機訪問權(quán)限，但還會在用戶第二次按下相機按鈕時試圖獲取麥克風(fēng)的訪問權(quán)限。這時候AWare系統(tǒng)就會意識到在初次授權(quán)時，麥克風(fēng)功能并沒有包含在許可范圍內(nèi)，從而會再次詢問用戶是否要給予應(yīng)用這個額外權(quán)限。該系統(tǒng)同樣在2017年USENIX安全研討會上進(jìn)行了展示。

朱塞佩和同事發(fā)現(xiàn)，用戶在使用裝有AWare系統(tǒng)的Nexus手機時避免了93％的不必要授權(quán)，而使用典型條款即應(yīng)用在首次安裝或使用時請求許可的情況下，這一數(shù)字是9％。

隱私保護(hù)，道阻且艱

這是一場不會終止的博弈

谷歌的安卓安全團隊同樣在努力減少應(yīng)用收集傳感器數(shù)據(jù)帶來的隱私暴露風(fēng)險。安卓系統(tǒng)安全工程師雷內(nèi)·邁爾霍夫（Rene Mayrhofer）說，他和他的同事正在密切關(guān)注學(xué)術(shù)界最新的安全研究。

但是僅僅是某個人成功創(chuàng)建并測試了新手機安全系統(tǒng)的原型，并不意味著它會出現(xiàn)在將來的手機操作系統(tǒng)更新中。安卓并沒有適配這些傳感器防護(hù)措施，邁爾霍夫解釋道，因為我們的安全團隊還在尋找一種可以維持適當(dāng)平衡的協(xié)議——既可以限制惡意應(yīng)用又不會妨礙到可信用程序的運行。