AirKey: Multimodal Acoustic-Assisted WiFi Sensing for Zero-Training Robust PIN Inference

Immagina di essere seduto in un bar affollato, mentre digiti un codice segreto sul tuo laptop. Pensi di essere al sicuro perché nessuno ti guarda oltre la spalla e hai coperto lo schermo con la mano. Ma cosa succederebbe se il tuo segreto non venisse solo guardato, ma anche ascoltato dall'aria stessa? Questo è il mondo del "sensing", un ramo della scienza in cui onde invisibili che rimbalzano sul tuo corpo possono dirci cosa stai facendo. Pensalo come un pipistrello che usa l'ecolocalizzazione: il pipistrello emette un suono e l'eco gli dice dove si trova la falena. Nel nostro mondo digitale, usiamo i segnali Wi-Fi invece del suono. Quando digiti, le tue dita si muovono e questi piccoli movimenti cambiano il modo in cui le onde Wi-Fi rimbalzano nella stanza. Gli scienziati hanno cercato di usare questi "echi" per indovinare cosa stai scrivendo, ma finora hanno incontrato alcuni ostacoli principali. Di solito avevano bisogno di essere sulla stessa rete Wi-Fi di te (come una spia all'interno dell'edificio) o avevano bisogno di apparecchiature speciali ed costose per catturare i segnali chiaramente. Senza queste cose, i segnali diventano confusi, specialmente quando digiti velocemente, perché gli "echi" di una pressione di tasto si fondono con la successiva, trasformando un messaggio chiaro in una macchia indistinta.

Entra in scena AIRKEy, un nuovo sistema che agisce come un detective astuto che risolve un mistero usando due diversi set di indizi. I ricercatori hanno scoperto un modo subdolo per ascoltare il tuo Wi-Fi senza mai dover entrare nella tua rete. Si sono resi conto che quando un dispositivo riceve un segnale, invia automaticamente un piccolo segnale di risposta "Okay, ricevuto!" chiamato ACK (Acknowledgment). Inviando un "ping" innocuo e invisibile al tuo dispositivo, l'attaccante può ingannarlo affinché invii questi ACK in risposta. Il sistema AIRKEy ascolta poi queste risposte per mappare i movimenti delle tue dita nello spazio 3D. Tuttavia, come nota il documento, ascoltare il Wi-Fi da soli è come cercare di leggere un libro mentre qualcuno parla sopra di te; la digitazione veloce fa sì che i segnali si fondano, rendendo impossibile capire dove finisce un tasto e ne inizia un altro.

Per risolvere questo problema, AIRKEy aggiunge un secondo senso: il suono. Il sistema utilizza due piccoli microfoni per ascoltare il click dei tuoi tasti. Sebbene i microfoni non possano dirti quale tasto hai premuto (non possono vedere la tastiera), sono perfetti per dirti esattamente quando lo hai premuto. La magia avviene quando il sistema combina questi due indizi. Se il segnale Wi-Fi sembra un unico, grande e confuso ammasso (una "fusione"), ma i microfoni sentono due click distinti, il sistema capisce: "Ah! Questi due tasti sono stati premuti proprio uno accanto all'altro o lo stesso tasto due volte!". Questo permette al sistema di districare il confuso segnale Wi-Fi. I ricercatori hanno testato questo in scenari reali, inclusi un McDonald's rumoroso e un ufficio affollato. Hanno scoperto che combinando la "forma" della tua digitazione con il "ritmo" del suono, potevano indovinare il tuo PIN a 6 cifre molto più velocemente di prima. Infatti, nei loro test, sono stati in grado di recuperare il PIN corretto in soli 6 tentativi dopo aver osservato l'utente digitare alcune volte. Ciò suggerisce che anche se sei lontano e non sulla stessa rete, la tua digitazione potrebbe non essere così privata come pensi, perché i segnali di "okay" del tuo stesso dispositivo e il suono della tua digitazione possono fare squadra per rivelare i tuoi segreti.