AmbSentry: Mitigating Sensing Eavesdropping in ISAC Systems by Harnessing Ambient IoT Devices

कल्पना कीजिए कि हमारे चारों ओर की हवा अदृश्य लहरों से भरी है, जैसे तालाब में पत्थर फेंकने के बाद उसकी सतह पर लहरें उठती हैं। दशकों से, हमने इन लहरों का उपयोग एक-दूसरे से बात करने के लिए किया है (यह वाई-फाई और सेल फोन है) और बिना छुए चीजों को "देखने" के लिए किया है (यह रडार है, जैसे पुलिस द्वारा स्पीड ट्रैप के लिए या जो स्वायत्त कारों को नेविगेट करने में मदद करता है)। भविष्य में, ये दोनों दुनियाएँ एक ही शक्तिशाली प्रणाली में विलीन हो जाएंगीगी जिसे इंटीग्रेटेड सेंसिंग एंड कम्युनिकेशन (ISCT) कहा जाता है। यह एक ऐसी सिंगल टॉर्च की तरह है जो टेक्स्ट मैसेज भी भेज सकती है और कमरे को स्कैन भी कर सकती है कि फर्नीचर कहाँ रखा है। लेकिन यहाँ एक पेंच है: क्योंकि ये लहरें हवा में खुले रूप से यात्रा करती हैं, इसलिए सही उपकरण वाला कोई भी व्यक्ति उन्हें पकड़ सकता है। यदि कोई चालाक जासूस (ईव्सड्रॉपर) सिग्नल के रडार वाले हिस्से को पकड़ लेता है, तो वह यह पता लगा सकता है कि आप कहाँ हैं, आपकी गति कितनी है, या आप किस तरह की वस्तु हैं, और वह यह सब आपको पता चले बिना कर सकता है। यह गोपनीयता के लिए एक बड़ा जोखिम है, खासकर जैसे-जैसे हमारी दुनिया अधिक स्मार्ट और जुड़ी हुई होती जा रही है।

बड़ा सवाल जो वैज्ञानिक पूछ रहे हैं: हम इन अदृश्य जासूसों को हमारा स्थान डेटा चुराने से कैसे रोकें, बिना लाइट बंद किए या विशाल, महंगे दीवारें बनाए? पारंपरिक तरीकों में अक्सर जासूस को भ्रमित करने के लिए तेज़ "शोर" (नॉइज़) का उपयोग किया जाता है, लेकिन इससे बहुत अधिक ऊर्जा बर्बाद होती है और उन लोगों के लिए सिग्नल को खराब कर सकती है जिनसे हम वास्तव में बात करना चाहते हैं। अन्य विचारों में विशेष दर्पण बनाना या आकाश में ड्रोन भेजना शामिल है, लेकिन वे बहुत महंगे और जटिल हैं जिन्हें हर जगह लगाया जा सके। इसलिए, शोधकर्ता एक चतुर, कम लागत वाला तरीका खोज रहे हैं जो स्वयं वातावरण का उपयोग करके हमें सुरक्षित रख सके।

यहीं पर एक नया विचार आता है जिसे AmbSentry कहा जाता है, जिसे शोधकर्ताओं की एक टीम ने प्रस्तावित किया है। उन्होंने महसूस किया कि हमारी दुनिया पहले से ही छोटे, सस्ते, पैसिव डिवाइस से भरी हुई है जिन्हें "एम्बिएंट आईओटी" (AIoT) डिवाइस कहा जाता है—सोचिए पैकेज पर लगे स्मार्ट टैग, पैसिव सेंसर, या आरएफआईडी (RFID) स्टिकर जो बिना बैटरी के चलते हैं। ये डिवाइस हर जगह हैं, लेकिन आमतौर पर, वे बस वहीं पड़े रहते हैं। AmbSentry टीम को एक शानदार अंतर्दृष्टि मिली: क्या हम इन हानिरहित छोटे टैगों को अदृश्य बॉडीगार्ड की एक टीम में बदल सकते हैं?

यहाँ उनका "जादुई ट्रिक" कैसे काम करता है, सरल भाषा में समझाया गया है:

सेटअप: लुका-छिपी का खेल
कल्पना कीजिए कि आप बेस स्टेशन (मुख्य टावर जो सिग्नल भेज रहा है) हैं। आप एक लक्ष्य (जैसे कार या व्यक्ति) को खोजना चाहते हैं और एक दोस्त से बात करना चाहते हैं। लेकिन एक चालाक जासूस (Eavesdropper) है जो आपकी बातें सुनने और यह पता लगाने की कोशिश कर रहा है कि आपका लक्ष्य कहाँ है।

पुराना तरीका बनाम नया तरीका
आमतौर पर, जासूस को रोकने के लिए, आप वास्तविक लक्ष्य को दबाने के लिए एक तेज़ शोर चिल्ला सकते हैं। लेकिन यह थकाऊ और महंगा है। AmbSentry कुछ अलग करता है। यह उन AIoT डिवाइसों का उपयोग करता है जो आसपास बिखरे हुए हैं। ये डिवाइस ऐसे छोटे दर्पणों की तरह हैं जिन्हें सिग्नल को एक बहुत ही विशिष्ट, अराजक तरीके से वापस उछालने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है।

"घोस्ट" (भूत) रणनीति
जब बेस स्टेशन अपना सिग्नल भेजता है, तो वह इन AIoT डिवाइसों से टकराता है। डिवाइस सिग्नल को वापस उछालते हैं, लेकिन वे इसमें थोड़ा सा "स्टैटिक" या "क्लटर" (अव्यवस्था) जोड़ देते हैं। बेस स्टेशन और आपके दोस्त के लिए, यह कोई बड़ी बात नहीं है। वे जानते हैं कि दर्पणों को कैसे सेट किया गया है, इसलिए वे अतिरिक्त शोर को अनदेखा कर सकते हैं और वास्तविक लक्ष्य को स्पष्ट रूप से देख सकते हैं। यह शोर रद्द करने वाले (नॉइज़-कैंसलिंग) हेडफ़ोन पहनने जैसा है जो जानते हैं कि किस शोर को ब्लॉक करना है।

लेकिन जासूस के लिए? यह एक आपदा है। जासूस को नहीं पता कि दर्पणों को कैसे सेट किया गया है। उनके लिए, सिग्नल अराजक मलबे जैसा दिखता है। AIoot डिवाइस नकली लक्ष्य बनाते हैं जो वास्तविक लक्ष्य जितने ही असली दिखते हैं। जासूस को बहुत सारे चलते-फिरते ऑब्जेक्ट्स दिखाई देते हैं और उसे पता नहीं चलता कि असली लक्ष्य कौन सा है। यह एक ऐसी भीड़ में किसी विशिष्ट व्यक्ति को खोजने जैसा है जहाँ हर कोई एक समान मास्क पहने हुए है और बेतरतीब ढंग से घूम रहा है।

सिमुलेशन ने क्या दिखाया
शोधकर्ताओं ने विस्तृत कंप्यूटर सिमुलेशन चलाए यह देखने के लिए कि क्या वास्तव में यह विचार काम करता है। उन्होंने केवल अनुमान नहीं लगाया; उन्होंने इस प्रणाली का एक डिजिटल मॉडल बनाया और कई अलग-अलग स्थितियों के तहत इसका परीक्षण किया।

• जासूस भ्रमित है: परिणामों ने दिखाया कि लक्ष्य का पता लगाने की जासूस की क्षमता काफी कम हो गई। वास्तव में, वैध रिसीवर के समान लक्ष्य को खोजने का मौका पाने के लिए, जासूस को एक सिग्नल की आवश्यकता होगी जो 14 डेसिबल (dB) अधिक मजबूत हो। सिग्नल की दुनिया में यह एक बहुत बड़ा अंतर है।
• "घोस्ट" प्रभाव: जासूस द्वारा लक्ष्य के स्थान का अनुमान लगाने की त्रुटि बहुत अधिक थी। जबकि वास्तविक रिसीवर केवल 0.01 मीटर (एक नाखून की चौड़ाई के बराबर) की त्रुटि के साथ स्थान का सटीक पता लगा सकता था, जासूस की त्रुटि लगभग 10 मीटर (एक बस की लंबाई के बराबर) थी। यह सौ गुना बदतर है!
• कोई अतिरिक्त लागत नहीं: सबसे अच्छी बात यह है कि इसके लिए बेस स्टेशन को अधिक शक्ति का उपयोग करने या नया हार्डवेयर बनाने की आवश्यकता नहीं थी। इसने केवल मौजूदा, सस्ते AIoT डिवाइसों का उपयोग किया जो पहले से ही वातावरण में मौजूद थे।

समझौता (The Trade-Off)
बेशक, कुछ भी मुफ्त नहीं मिलता। शोधकर्ताओं ने पाया कि यदि आप बहुत अधिक "क्लटर" जोड़कर सिस्टम को बहुत अधिक सुरक्षित बनाने की कोशिश करते हैं, तो यह सुपर-हाई स्पीड पर डेटा भेजने या बहुत कमजोर संकेतों का पता लगाने में थोड़ा कठिन बना सकता है। हालाँकि, उन्होंने दिखाया कि सिस्टम को सावधानीपूर्वक ट्यून करके, आप अच्छे लोगों के लिए संचार को तेज़ और सेंसिंग को सटीक रख सकते हैं, जबकि बुरे लोगों को पूरी तरह से अंधेरे में छोड़ सकते हैं।

निष्कर्ष
पेपर यह निष्कर्ष निकालता है कि AmbSentry वायरलेस तकनीक के भविष्य में हमारी गोपनीयता की रक्षा करने का एक बहुत ही आशाजनक तरीका है। वातावरण के अपने "कचरे" (पैसिव IoT डिवाइस) को एक ढाल में बदलकर, हम एक सुरक्षित क्षेत्र बना सकते हैं जहाँ हमारा स्थान और गतिविधियाँ निजी रहती हैं, जिसके लिए महंगे नए गैजेट्स की आवश्यकता नहीं है या ऊर्जा की बर्बादी नहीं होती है। यह पूरी दुनिया को एक मित्रवत जैमर में बदल देता है, जिससे जासूस अनुमान लगाते रह जाते हैं जबकि हम स्पष्ट रूप से देख पाते हैं।