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

Imagine que você está sentado em uma cafeteria lotada, digitando um código secreto em seu laptop. Você pensa que está seguro porque ninguém está olhando por cima do seu ombro e você cobriu a tela com a mão. Mas e se o seu segredo não estivesse apenas sendo observado, mas sendo ouvido pelo próprio ar? Este é o mundo do "sensing" (sensoriamento), um ramo da ciência onde ondas invisíveis que ricocheteiam no seu corpo podem nos dizer o que você está fazendo. Pense nisso como um morcego usando ecolocalização: o morcego emite um som, e o eco diz a ele onde a mariposa está. Em nosso mundo digital, usamos sinais de Wi-Fi em vez de som. Quando você digita, seus dedos se moveem, e esses pequenos movimentos alteram a maneira como as ondas de Wi-Fi ricocheteiam pela sala. Cientistas têm tentado usar esses "ecos" para adivinhar o que você está digitando, mas, até agora, eles encontraram alguns grandes obstáculos. Eles geralmente precisavam estar na mesma rede Wi-Fi que você (como um espião dentro do prédio) ou precisavam de equipamentos especiais e caros para captar os sinais com clareza. Sem essas coisas, os sinais tornam-se confusos, especialmente quando você digita rápido, porque os "ecos" de um pressionamento de tecla se misturam com o próximo, transformando uma mensagem clara em um borrão lamacento.

Apresentamos o AIRKEy, um novo sistema que atua como um detetive astuto resolvendo um mistério com dois conjuntos diferentes de pistas. Os pesquisadores descobriram uma maneira sorrateira de ouvir o seu Wi-Fi sem nunca precisar entrar na sua rede. Eles perceberam que, quando um dispositivo recebe um sinal, ele envia automaticamente de volta um pequeno sinal de "Ok, entendi!", chamado ACK (Acknowledgment/Confirmação). Ao enviar um "ping" inofensivo e invisível para o seu dispositivo, o invasor pode enganá-lo para que envie esses ACKs de volta. O sistema AIRKEy então ouve essas respostas para mapear os movimentos dos seus dedos no espaço 3D. No entanto, como o artigo observa, ouvir o Wi-Fi sozinho é como tentar ler um livro enquanto alguém fala por cima de você; a digitação rápida faz com que os sinais se fundam, tornando impossível distinguir onde uma tecla termina e a próxima começa.

Para corrigir isso, o AIRKEy adiciona um segundo sentido: o som. O sistema usa dois microfones minúsculos para ouvir o clique das suas teclas. Embora os microfones não consigam dizer qual tecla você pressionou (eles não conseguem ver o teclado), eles são perfeitos para dizer exatamente quando você a pressionou. A mágica acontece quando o sistema combina essas duas pistas. Se o sinal de Wi-Fi parece um grande borrão confuso (uma "fusão"), mas os microfones ouvem dois cliques distintos, o sistema sabe: "Ah! Estas duas teclas foram pressionadas uma ao lado da outra ou a mesma tecla duas vezes!". Isso permite que o sistema desate o nó do sinal de Wi-Fi confuso. Os pesquisadores testaram isso em cenários do mundo real, incluindo um McDonald's barulhento e um escritório movimentado. Eles descobriram que, ao combinar a "forma" da sua digitação via Wi-Fi com o "ritmo" do som, podiam adivinhar o seu PIN de 6 dígitos muito mais rápido do que antes. De fato, em seus testes, eles foram capazes de recuperar o PIN correto em apenas 6 tentativas após observar o usuário digitar algumas vezes. Isso sugere que, mesmo que você esteja longe e não na mesma rede, sua digitação pode não ser tão privada quanto você pensa, porque os próprios sinais de "ok" do seu dispositivo e o som da sua digitação podem se unir para revelar seus segredos.