?新型Volschemer攻擊利用無(wú)線(xiàn)充電器注入語(yǔ)音指令

時(shí)間：2024-02-22

?新型Volschemer攻擊利用無(wú)線(xiàn)充電器注入語(yǔ)音指令甚至損壞智能手機(jī)
 

佛羅里達(dá)大學(xué)和CertiK的學(xué)術(shù)研究人員最新的成果表示，一組名為“Volschemer”（伏特圖式）的新攻擊可以通過(guò)現(xiàn)成的無(wú)線(xiàn)充電器發(fā)出的磁場(chǎng)注入語(yǔ)音命令來(lái)操縱智能手機(jī)的語(yǔ)音助手。volschemer還可用于對(duì)移動(dòng)設(shè)備造成物理?yè)p壞，并將靠近充電器的物品加熱到536華氏度(280攝氏度)以上。這篇由技術(shù)論文將volschemer描述為一種利用電磁干擾來(lái)操縱充電器行為的攻擊。

為了證明這種攻擊，研究人員對(duì)全球九種最暢銷(xiāo)的無(wú)線(xiàn)充電器進(jìn)行了測(cè)試，突出了這些產(chǎn)品的安全漏洞。

測(cè)試產(chǎn)品(arxiv.org)
 

這些攻擊為何能夠成功？

無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)通常依靠電磁感應(yīng)原理，利用電磁場(chǎng)在兩個(gè)物體之間傳遞能量。

充電器包含一個(gè)發(fā)送線(xiàn)圈，交流電在其中流過(guò)，產(chǎn)生振蕩磁場(chǎng)，智能手機(jī)包含一個(gè)接收線(xiàn)圈，從磁場(chǎng)中捕獲能量，并將其轉(zhuǎn)換為電能，為電池充電。

無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)概述(arxiv.org)

攻擊者可以操縱充電器輸入的電壓，并微調(diào)電壓波動(dòng)(噪聲)，以產(chǎn)生干擾信號(hào)，從而改變產(chǎn)生的磁場(chǎng)的特性。

電壓操縱可以通過(guò)插入設(shè)備引入，不需要對(duì)充電站進(jìn)行物理修改，也不需要對(duì)智能手機(jī)設(shè)備進(jìn)行軟件感染。

研究人員表示，這種噪音信號(hào)會(huì)干擾充電器和智能手機(jī)之間的常規(guī)數(shù)據(jù)交換，從而扭曲電源信號(hào)，破壞高精度傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。充電站和智能手機(jī)都使用微控制器來(lái)管理充電過(guò)程。

從本質(zhì)上講，volschemer利用了無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中的安全漏洞和控制其通信的協(xié)議。

這為volschemer攻擊開(kāi)辟了至少三種潛在的攻擊途徑，包括過(guò)熱/過(guò)度充電，繞過(guò)Qi安全標(biāo)準(zhǔn)，以及在充電的智能手機(jī)上注入語(yǔ)音命令。

volschemer攻擊概述(arxiv.org)
 

欺騙語(yǔ)音助手，破壞手機(jī)
 

智能手機(jī)的設(shè)計(jì)是，一旦電池充滿(mǎn)，就會(huì)停止充電，以防止過(guò)度充電，并與充電站溝通，減少或切斷電力供應(yīng)。

volschemer引入的噪聲信號(hào)會(huì)干擾這種通信，使功率傳輸保持在最大，并導(dǎo)致充電板上的智能手機(jī)過(guò)度充電和過(guò)熱，從而帶來(lái)重大的安全隱患。

測(cè)試充電器的操作范圍(arxiv.org)

研究人員用三星Galaxy S8設(shè)備描述了他們的實(shí)驗(yàn):

注入CE包增加功率后，溫度迅速上升。不久之后，由于手機(jī)過(guò)熱，手機(jī)試圖通過(guò)傳輸EPT包來(lái)停止電力傳輸，但研究人員的電壓操縱器引入的電壓干擾破壞了這些，使充電器無(wú)響應(yīng)。

充電器受到虛假CE和RP包的誤導(dǎo)，不斷傳輸功率，進(jìn)一步升高溫度。手機(jī)進(jìn)一步激活了更多的保護(hù)措施:關(guān)閉應(yīng)用程序，并在126華氏度(76.7攝氏度)時(shí)限制用戶(hù)交互，在170華氏度(76.7攝氏度)時(shí)啟動(dòng)緊急關(guān)機(jī)。盡管如此，電力傳輸仍在繼續(xù)，保持著危險(xiǎn)的高溫，穩(wěn)定在178華氏度(81攝氏度)。

熱像儀掃描被測(cè)設(shè)備(arxiv.org)

第二種volschemer攻擊類(lèi)型可以繞過(guò)Qi標(biāo)準(zhǔn)的安全機(jī)制，啟動(dòng)能量轉(zhuǎn)移到附近不受支持的物品。一些例子包括汽車(chē)鑰匙卡、u盤(pán)、用于支付卡和門(mén)禁控制的RFID或NFC芯片、筆記本電腦的SSD驅(qū)動(dòng)器，以及其他靠近充電板的物品。

能夠使用充電器來(lái)破壞外來(lái)物品(arxiv.org)

通過(guò)用夾著文件的曲別針進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究人員設(shè)法將它們加熱到536華氏度(280攝氏度)，這足以讓文件著火。

電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)不支持這種水平的熱量，可能會(huì)在這種伏特圖式攻擊中損壞。

過(guò)熱異物的熱掃描(arxiv.org)

在汽車(chē)鑰匙卡的情況下，攻擊導(dǎo)致電池爆炸并摧毀了設(shè)備。使用USB存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器，電壓傳輸導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，就像在SSD驅(qū)動(dòng)器的情況下一樣。

研究人員測(cè)試的第三種攻擊類(lèi)型是向iOS(Siri)和Android(Google Assistant)上的助手發(fā)送聽(tīng)不見(jiàn)的語(yǔ)音命令。

研究人員已經(jīng)證明，可以通過(guò)在充電站范圍內(nèi)傳輸?shù)脑胍粜盘?hào)注入一系列語(yǔ)音命令，從而實(shí)現(xiàn)呼叫發(fā)起、瀏覽網(wǎng)站或啟動(dòng)應(yīng)用程序。

然而，這種攻擊有其局限性，可能使其在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中不切實(shí)際。攻擊者首先必須記錄目標(biāo)的激活命令，然后添加到電源適配器的輸出語(yǔ)音信號(hào)中。在低于10kHz的頻帶中包含最重要的信息。

“[…研究人員解釋說(shuō):“當(dāng)語(yǔ)音信號(hào)被添加到電源適配器的輸出電壓時(shí)，它可以在有限的衰減和失真的情況下調(diào)制TX線(xiàn)圈上的電源信號(hào)。”研究人員補(bǔ)充說(shuō)，最近的一項(xiàng)研究表明，通過(guò)磁耦合，“am調(diào)制的磁場(chǎng)可以在現(xiàn)代智能手機(jī)的麥克風(fēng)電路中引起磁感應(yīng)聲(MIS)。”

引入惡意電壓波動(dòng)的插入設(shè)備可能是任何偽裝成合法配件的東西，通過(guò)各種方式分發(fā)，如促銷(xiāo)贈(zèng)品、二手銷(xiāo)售或作為所謂召回產(chǎn)品的替代品。

潛在電壓操縱點(diǎn)(arxiv.org)

雖然使用無(wú)線(xiàn)充電器為充電板上的移動(dòng)設(shè)備或附近的物品提供更高的電壓是可行的方案，但使用volschemer操縱手機(jī)助手確實(shí)在攻擊者的技能和動(dòng)機(jī)方面設(shè)置了更高的障礙。

這些發(fā)現(xiàn)突出了現(xiàn)代充電站和標(biāo)準(zhǔn)的安全漏洞，并呼吁更好的設(shè)計(jì)，更能抵御電磁干擾。研究人員向測(cè)試充電站的供應(yīng)商披露了他們的發(fā)現(xiàn)，并討論了可以消除volschemer攻擊風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)策。

第一種實(shí)用的對(duì)策，是集成噪聲抑制組件，例如額外的DC/DC轉(zhuǎn)換器，以消除輸入電壓中的噪聲。第二種對(duì)策是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)直流母線(xiàn)的電壓波形。如果充電器檢測(cè)到異常噪音，這可能表明IEMI注入，它可以觸發(fā)警報(bào)或關(guān)閉以避免進(jìn)一步損壞。

參考資源

1、https://www.bleepingcomputer.com/news/security/voltschemer-attacks-use-wireless-chargers-to-inject-voice-commands-fry-phones/

2、http://arxiv.org/pdf/2402.11423.pdf

來(lái)源：網(wǎng)空閑話(huà)plus