键盘记录程序不是恶意黑客可以获取手机或平板电脑密码的唯一方式。在本周Arxiv.org 上发布的预印纸(“ 智能手机上的新声学侧通道 ”)中，研究人员描述了一种新颖的攻击，它可以从手指敲击产生的声音中恢复虚拟键盘上输入的字符。

“我们发现该设备的麦克风可以恢复这一波并'听到'手指的触摸，而波浪的扭曲是屏幕上水龙头位置的特征，”该论文的共同作者写道。“因此，通过内置麦克风录制音频，恶意应用程序可以在用户在设备上输入文本时推断文本。”

研究人员指出，针对键盘的声学攻击并不新鲜 - 以前的研究已经研究过使用麦克风来识别物理钥匙的独特物理特性或缺陷。但是软键盘自然会造成更难的目标，因为每次点击都发生在同一个表面上。

该团队采用的应用程序采用了一种应用程序，可以恢复点击的声音并将其与击键相关联，使用机器学习算法，该算法经过离线培训并调整到特定的智能手机或平板电脑模型。构建算法需要克服重大的工程挑战：它需要能够解释通过敲击指尖产生的干扰振动。最后，研究人员对反馈声音进行了交叉关联，以便将其与振动反馈消除歧义，并减去振动数据。

有了模型，他们开始计算他们测试的双麦克风设备上接收声音信号之间的时间差：LG的Nexus 5和三星的Nexus 9.大约70%的录音水龙头 - 这些都在频率上范围1,300-1,700Hz，8000-8500Hz，4000-4400Hz和60-70Hz - 被送入机器学习分类器，而剩余的30%被保留用于测试。

为了验证他们的方法，研究人员开发了一款Android应用程序，用户可以通过设备上的麦克风收集音频，从而在字段中输入字母，单词和数字。大约45名测试对象在具有相当大的环境噪声的环境中使用它，包括公共休息室，阅览室和图书馆。

十名参与者被要求按随机顺序按十次九位数(1至9)，另外10位被告知输入200个唯一的四位数PIN。第三组被指示键入字母(也是随机排序的)，第四组被告知从开源数据集中键入五个字符的单词。

研究人员报告说，使用两个麦克风，模型正确预测单个数字比最差情况下的随机猜测和最佳情况下的100%数字好三倍。此外，它在10次尝试后恢复了54%的PIN，在20次尝试中恢复了150个四位数PIN中的91个。在字母和单词方面，单个麦克风的表现优于随机猜测的三倍。更令人担忧的是，它设法在10次尝试中以27个密码恢复Nexus 5和Nexus 9上的19个单词。

尽管麦克风配置并不完全相同 - Nexus 5的主麦克风位于底部，与顶部的第二个麦克风相对，而Nexus 9的第二个麦克风位于右侧。

“这说明了鉴于现代平台的复杂性，以及对现代硬件更加真实的威胁模型的需求，推理智能手机沙盒的危害，”该论文的作者写道。

他们列出了可以减轻攻击的多种方式 - 例如，使用允许用户关闭麦克风的物理开关，具有较低采样频率的麦克风，以及可以吸收大多数手指敲击噪声的屏幕顶部的额外玻璃层 - 但承认最明显的解决方案存在设计和可用性缺陷。相反，它们假设(1)报告哪些传感器处于活动状态的机制，以及(2)用于临时阻塞所有传感器的密码或其他敏感文本输入的“安全注意序列”。

他们总结道：“移动设备可能需要更丰富的功能模型，更加用户友好的传感器使用通知系统，以及对底层硬件泄漏信息的更全面评估。” “在这些(或其他缓解措施)在平台上实施之前，应用程序开发人员应该考虑使用战术干扰，如果通过侧通道进行PIN盗窃是按比例进行的。”

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