Harde schijven heimelijk omgezet in microfoons: een nieuwe spionageraadseling

Als je je zorgen maakt over de verschillende soorten computervirussen en malware, dan is hier nog een onwelkom nieuws: elektronische apparaten zijn niet alleen kwetsbaar voor aanvallen gebaseerd op software, maar ook op fysica.

Onlangs ontdekten onderzoekers van de Universiteit van Michigan dat persoonlijke elektronica en huishoudelijke apparaten gecontroleerd of gemanipuleerd kunnen worden door geluidsgolven en andere bronnen van interferentie. In computers kunnen deze golven harde schijven in staat stellen je stem op te nemen, zonder je kennis.

De studie toont aan dat de mechanische componenten in magnetische harde schijven fungeren als microfoons met voldoende precisie om menselijke spraak te extraheren en te parsen. Feitelijk kunnen deze ongewilde microfoons nabijgelegen muziek met voldoende hoge getrouwheid opnemen dat Shazam (een van de meest populaire muziekherkenning-apps) het nummer succesvol kon identificeren.

Sensoren zijn essentieel

Sensoren zijn tegenwoordig alomtegenwoordig: denk aan spanningsmonitoren in pacemakers, versnellingsmeters in airbags en thermometers in vriezers. Bijna alle apparaten nemen metingen van deze sensoren zonder vragen. Echter, onderzoekers hebben aangetoond dat het mogelijk is om sensoroutputs te veranderen door gebruik te maken van zorgvuldig aangepaste elektromagnetische en akoestische interferentie.

Referentie: IEEE Computer Society | doi:10.1109/SP.2019.00008 | Universiteit van Michigan

Ze hebben getoond dat goed gekozen elektromagnetische golvenpatronen een thermocouple kunnen laten uitvoeren van -1044°C toen het apparaat eigenlijk op kamertemperatuur was. Op dezelfde manier deden ze andere sensoren, zoals spanningsmonitoren in pacemakers, onnauwkeurige resultaten produceren.

Het team toonde aan dat geschikte hoogfrequente geluidsgolven een Fitbit valse stappen kunnen laten toevoegen zonder beweging. Ook deden ze het uitgangsspanningsgrafiek van een versnellingsmeter een Engels woord "WALNUT" spellen, met een specifieke akoestische golfvorm.

De golfvorm kan verborgen in een soundtrack worden ingebed, wat betekent dat een aanvaller je kan lokken om een online liedje te luisteren of een video te kijken om controle te krijgen over de versnellingsmeter van je apparaat.

Afbeeldingscredit: Eric Gaba / Wikimedia Commons

In een van hun laatste trucs zetten ze een harde schijf om in een microfoon door in te tappen op een systeem dat de locatie van de leeskop boven de magnetische schijf stuurt. De geluidsgolven raken de kop continu, waardoor de trillingen weerspiegeld worden in de outputs (spanningssignalen) gegenereerd door de positie-sensor van de schijf. Onderzoekers gebruikten deze metingen om menselijke spraak en muziek in de buurt van de schijf op te nemen.

Computersystemen beveiligen

Onderzoekers stelden verdedigingen voor tegen elke aanval die ze ontwikkelden. Bijvoorbeeld, harde schijffabrikanten kunnen firmware cryptografisch ondertekenen en Transport Layer Security gebruiken bij het distribueren van updates om aanvallen te voorkomen.

Ze zijn nog steeds bezorgd over beveiligingssystemen die zwaar vertrouwen op sensoren, zoals ruimtevaartuigen, zelfrijdende voertuigen en zelfs temperatuurcontrollers in embryolabs.

Volgens het rapport zouden industrieën niet blindelings op dergelijke sensoren moeten vertrouwen. Staatsinstanties en grote corporaties moeten dergelijke dreigingen in overweging nemen, en informatici en natuurkundigen moeten samenwerken om mogelijke toekomstige aanvallen te voorkomen.

Als positief punt: dit is allemaal nog een academische exploitatie van harde schijftechnologie. Het is extreem moeilijk om gebruikers via hun draaiende ruste te bespioneren.