Вооружившись всего лишь смартфоном и хорошим компьютерным «железом», исследователи могут использовать внешние сигналы для отслеживания людей у них дома

Wi-Fi заполняет наш мир радиоволнами. Они везде – у вас дома, в офисе, всё больше — на улицах городов. Люди буквально купаются в постоянном излучении 2,4-и 5-гигагерцовых радиосигналов. И когда они двигаются, то искажают это поле, отражая и преломляя волны.

Эта особенность подсказала нескольким группам исследователей интересную идею. В теории, говорят они, должно быть возможным использовать это изменяющееся электромагнитное поле для определения положения, действий и движения людей. Действительно, несколько групп создали системы визуализации, которые используют Wi-Fi для «взгляда» сквозь стены.

Но все эти системы имеют свои недостатки. Например, для них требуется знать точное местонахождение передатчиков Wi-Fi и войти в сеть, дабы управлять движением сигналов.

Это невозможно для обычного «снупера», который обычно может иметь доступ только к готовым к использованию беспроводным устройствам вроде встроенных в смартфоны. Это слишком ограниченная возможность, которая не позволяет ничего выявить кроме наличия самой сети Wi-Fi.

По крайней мере, так считалось ранее. Сегодня же ситуация изменилась благодаря работе Янзи Чжу из Калифорнийского университета Санта-Барбары и его коллег. Эти ребята нашли способ «видеть» сквозь стены, используя внешние сигналы Wi-Fi и обычный смартфон.

По сути, новая технология позволяет осуществлять беспрецедентное вторжение в частную жизнь. «Плохие парни, использующие смартфоны, могут локализовать и отслеживать людей в доме или офисе из-за пределов стен, используя отражения от внешних Wi-Fi-сигналов» — говорят они.

Сначала немного общей информации. Если бы люди смогли увидеть мир как это доступно Wi-Fi, то обнаружили бы выглядело бы странным пейзажем. Двери и стены кажутся почти прозрачными, и почти каждый дом и офис освещены изнутри яркой лампочкой — передатчиком Wi-Fi.

Но, несмотря на широко распространенную прозрачность, этот мир будет трудно понять. Всё потому, что стены, двери, мебель и т. д. — отражают и сгибают этот свет. Таким образом, любое четкое изображение получить весьма непросто.

Но это не должно стать проблемой, если все, что вас интересует — движение людей. Люди отражают и искажают излучение Wi-Fi. Искажение и способ его движения будут хорошо видны с помощью волн, хотя другие детали и смазаны. В результате можно уверенно установить есть ли кто-то за стеной, и если да, то как человек двигается.

Это основа для технологии слежки команды Чжу. Суть – в отслеживании изменений в обычном сигнале Wi-Fi, который показывает присутствие людей.

Проблема на самом деле еще сложнее, чем описано, потому что снифферы Wi-Fi вообще не создают изображение. Данные, которые Чжу и команда используют — просто измерение силы сигнала в определенном месте. Это ничего не говорит о местонахождении передатчика. И, не зная этого, невозможно сказать, где находится человек, искажающий поле.

Итак, первый шаг в подходе исследователей — найти излучатель Wi-Fi. Они делают это, измеряя силу сигнала вне целевого здания или комнаты. Действительно, они создали приложение, которое использует встроенные акселерометры смартфона для записи движения, а затем анализирует изменение силы сигнала по мере перемещения. Таким образом, возможно засечь положение передатчика, даже при наличии многочисленных отражений и искажений.

Можно даже точно определить, где передатчик находится внутри дома, потому что планы этажей большинства домов и офисов в США можно найти на веб-сайтах недвижимости.

Исследователи говорят, что таким образом можно точно найти передатчик. «Мы обнаружили, что проверка согласованности в 4 раундах измерений достаточна для локализации объекта в комнате с точностью 92,6% в среднем» — говорят они.

А дальше – вопрос ожидания. Если ничто не перемещается внутри целевого здания, сигнал Wi-Fi будет постоянным. Но любое небольшое движение изменяет сигнал таким образом, который можно измерить.

Чжу и команда указывают, что различные движения меняют сигнал по-разному. Например, открытие двери изменяет поле в двух смежных комнатах и, таким образом, легко засекается. Хождение по комнате создает большие искажения, и даже такое действие как печать на компьютере создает небольшие изменения, которые может засечь приемник Wi-Fi для смартфонов.

Команда утверждает, что они протестировали этот подход, используя смартфоны Nexus 5 и Nexus 6 для Android в 11 разных офисах и квартирах, многие из которых содержали несколько передатчиков Wi-Fi.

Дополнительные передатчики повышают точность наблюдения. «Мы видим, что с использованием более 2 Wi-Fi-устройств в обычной комнате наша атака обнаруживает более 99% присутствия и движения пользователя в каждой комнате, которую мы тестировали» — говорят исследователи.

Нетрудно представить, как злоумышленник может использовать это для слежки, причём неважно пустое ли здание или заполненное людьми.

Команда заявляет, что существуют различные средства защиты от такого типа наблюдения, такие как изменение геозоны Wi-Fi-сети, но это сложно реализовать и имеет ограниченную эффективность. Наиболее перспективная форма защиты – добавить больше шума к сигналам. Исследователи собираются изучить это более подробно в будущем.

В то же время исследование делает однозначный вывод, что простое присутствие сигналов Wi-Fi представляет собой значительный риск для конфиденциальности. «Хотя сеть значительно улучшает нашу повседневную жизнь, [беспроводные передачи] также неосознанно раскрывают информацию о себе и наших действиях» — говорят учёные. На данный момент этот риск в значительной степени игнорируется.

Ссылка на оригинал исследования: arxiv.org/abs/1810.10109: Adverarial WiFi Sensing