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我在听你的位置!通过声学侧信道推断用户位置
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韩国大学,韩国,jyb9443@k
orea.ac.kr
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韩国大学,韩国,k.minchul9
5@gmail.com
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韩国大学,韩国,aitch25@ko
rea.ac.kr
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成均馆大学,韩国,hyoung@skk
u.edu
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三星电子,韩国,junho.huh@sa
msung.com
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韩国大学,韩国,jiwon_yoon
@korea.ac.kr
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摘要
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电网频率(ENF)信号具有常见的模式,可以用作识别视频和声音的
录制时间和位置的签名。为了实现成本效益高、可靠和可扩展的位置
推断,我们创建了一个代表全球数百个位置的ENF信号参考地图,从
在线多媒体流媒体服务(如YouTube和Explore)中提取真实的ENF
信号。基于这个ENF信号参考地图,我们提出了一种新颖的侧信道攻
击,可以识别目标视频或声音的录制或流媒体的物理位置。我们的攻
击不需要任何昂贵的ENF信号接收器,也不需要在受害者设备上安装
任何软件,我们只需要录制的视频或声音文件来执行攻击,这些文件
是从全球范围内收集的。评估结果显示,当音频文件长度达到5分钟
或更长时,我们的攻击可以推断出录制音频文件的网格内位置,准确
度达到76%。我们还展示了我们提出的攻击在实际VoIP应用中使用的
音频编解码器处理一定失真范围内的视频和音频数据时仍然有效。
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CCS概念
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•安全和隐私→隐私保护;
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关键词
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电网频率,位置跟踪,侧信道分析
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ACM参考格式:YoungbaeJeon,MinchulKim,Hyunsoo
Kim,HyoungshickKim,JunHoHuh和JiWon
Yoon。2018年。我在听你的位置!通过声学侧信道推断用户位置。在WWW
2018:2018年Web会议上,2018年4月23日至27日,法国里昂。ACM,纽约
,纽约,美国,10页。https://doi.org/10.1145/3178876.3186100
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本研究得到韩国大学的特别研究资助(资助编号:K1711541)
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本文发表在知识共享署名4.0国际(CCBY
4.0)许可下。作者保留在个人和公司网站上传播作品的权利,并附上适当的归属。WWW
2018,2018年4月23日至27日,法国里昂©2018
IW3C2(国际万维网会议委员会),根据知识共享CCBY4.0许可发布。ACMISBN
978-1-4503-5639-8/18/04。https://doi.org/10.1145/3178876.3186100
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1引言
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随着全球高速互联网的普及,许多允许人们在线语音和视频聊天的VoIP应
用程序,如FacebookMessenger[15],Skype[2]和WhatsApp
[28],已经出现并变得流行起来。此外,许多在线流媒体服务,如YouTu
be[55],FacebookLive[14],Twitter的Periscope[48]和Twitch
[46],也变得流行起来。然而,此类VoIP应用程序或流媒体服务可能引发
隐私问题。对于VoIP应用程序,一些用户,例如参与秘密会议、匿名举报
或一般进行秘密聊天的用户,即使他们没有意识到位置隐私威胁,也必须
匿名化他们的身份和位置。一些研究[3,
17]表明,位置信息可以揭示用户的敏感信息。因此,一些服务已经尝试
匿名化或混淆用户的实际位置。例如,Skype作为最广泛使用的VoIP应用
程序之一,最近更新了其默认应用程序设置,使用代理服务器隐藏用户的I
P地址[32]。流媒体服务中也普遍存在位置隐私问题。那些在家中进行广
播和直播的人的安全可能受到威胁,因为跟踪者或潜在的不适当的粉丝可
能会找到他们的受害者,并亲自拜访受害者的私人场所。因此,大多数流
媒体服务可能不仅隐藏内容创作者(或广播者)的IP地址,还隐藏有关他
们的任何其他与位置相关的信息。像Twitch这样的流媒体服务已经使用匿
名策略来隐藏用户的网络地址[47]。然而,研究人员已经提出了各种破坏
位置隐私的方法。例如,PowerSpy
[38]是一种只需测量手机的总功耗就可以推断手机位置的技术。此外,在
另一项关于Android手机的研究中[39],只需使用陀螺仪、加速度计和磁
力计等传感器就可以推断位置,而不需要任何权限。在本文中,我们提出
了一种基于“使用电网频率生成的签名进行位置推断”的新型侧信道攻击
技术。与之前需要在受害者设备上安装特定恶意应用程序的工作[38,39,
53]不同,LISTEN攻击可以使用已经在使用的流行VoIP应用程序或在线流
媒体服务来执行。事实上,执行攻击所需的唯一部分是目标多媒体文件。
为了实施LISTEN攻击,攻击者通过受害者的麦克风收集从受害者设备传输
的电网频率(ENF)信号,并分析这些信号来推断受害者的位置。ENF是
电力配电网络中的供电频率。通常,ENF信号主要在特定频率(50Hz或6
0Hz)下捕获。此外,ENF信号的波动模式在时间和空间上非常相似,因
为这些模式受到同一电网中供电和需求之间的差异的高度影响[21]。由于
这些波动具有时空特征,它们可以用作识别受害者的时间位置的签名[5,6,
20,21,27,36,40,
43]。使用ENF信号进行位置识别的技术已经进行了多年的深入研究。这
些研究使我们能够确定从哪个电网提取了ENF信号[25,
26],并在网格内获得精确的位置信息[18,
24]。然而,现有的ENF处理技术[18,
24]不足以实现LISTEN攻击。通常,它们无法实时推断受害者位置的地理
位置信息。此外,尚不清楚应该如何从VoIP应用程序或流媒体服务中使用
的音频和/或视频流媒体数据中正确提取ENF信号,这对于在实际环境中执
行LISTEN攻击是必要的。在我们的工作中,我们提出了一种可以处理这些
问题的新方法。我们总结我们的贡献如下。
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Track:SecurityandPrivacyontheWebWWW2018,2018年4月23日至27日,法国里昂