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Die Verwendung von Wi-Fi, um hinter verschlossene Türen zu sehen, ist einfacher als gedacht
Frau Tech
Wi-Fi erfüllt unsere Welt mit Funkwellen. In Ihrem Zuhause, im Büro und zunehmend auf den Straßen der Stadt sind Menschen in einem konstanten Hintergrundfeld von 2,4- und 5-Gigahertz-Funksignalen gebadet. Und wenn Menschen sich bewegen, verzerren sie dieses Feld, indem sie die Wellen reflektieren und brechen, während sie sich bewegen.
Das hat mehr als eine Gruppe von Forschern auf eine interessante Idee gebracht. Theoretisch, sagen sie, müsste es möglich sein, dieses sich verändernde elektromagnetische Feld zu nutzen, um die Position, Handlungen und Bewegungen von Personen zu ermitteln. Tatsächlich haben mehrere Gruppen Bildgebungssysteme entwickelt, die Wi-Fi verwenden, um durch Wände zu sehen.
Aber alle diese Systeme haben Nachteile. Sie sind beispielsweise darauf angewiesen, die genaue Position der beteiligten WLAN-Sender zu kennen und müssen im Netzwerk angemeldet sein, um bekannte Signale hin und her senden zu können.
Das ist für den gewöhnlichen Schnüffler oder Spanner nicht möglich, der normalerweise nur Zugriff auf handelsübliche Wi-Fi-Schnüffler hat, wie sie in Smartphones eingebaut sind. Diese Art der Einrichtung ist einfach zu einfach, um nützliche Details darüber zu enthüllen, was hinter verschlossenen Türen vor sich geht, außer dem Vorhandensein des Wi-Fi-Netzwerks selbst.
Das dachten zumindest alle. Heute ändert sich das dank der Arbeit von Yanzi Zhu an der University of California, Santa Barbara, und Kollegen. Diese Jungs haben einen Weg gefunden, mithilfe von Wi-Fi-Umgebungssignalen und einem gewöhnlichen Smartphone durch Wände zu sehen.
Sie sagen, dass die neue Technik eine beispiellose Verletzung der Privatsphäre ermöglicht. Bösewichte, die Smartphones verwenden, können Personen in ihrem Haus oder Büro von Außenwänden aus lokalisieren und verfolgen, indem sie Reflexionen von WLAN-Übertragungen in der Umgebung nutzen, sagen sie.
Zuerst etwas Hintergrund. Wenn Menschen in der Lage wären, die Welt so zu sehen, wie Wi-Fi es tut, würde es eine bizarre Landschaft erscheinen. Türen und Wände wären fast transparent, und fast jedes Haus und Büro würde von innen durch eine helle Glühbirne – einen Wi-Fi-Sender – beleuchtet.
Aber trotz der weit verbreiteten Transparenz wäre diese Welt schwer zu verstehen. Das liegt daran, dass Wände, Türen, Möbel usw. dieses Licht reflektieren und beugen sowie es durchlassen. Jedes Bild wäre also unmöglich mit verwirrenden Reflexionen verschmiert.
Aber das muss kein Problem sein, wenn Sie sich nur für die Bewegung von Menschen interessieren. Auch Menschen reflektieren und verzerren dieses Wi-Fi-Licht. Die Verzerrung und die Art und Weise, wie sie sich bewegt, wären durch Wi-Fi-Augen deutlich sichtbar, obwohl die anderen Details verschmiert wären. Diese verrückte Wi-Fi-Vision würde deutlich zeigen, ob sich jemand hinter einer Wand befindet und wenn ja, ob sich die Person bewegt.
Das ist die Grundlage des Wi-Fi-basierten Spanners von Zhu und Co. Es sucht nach Veränderungen in einem gewöhnlichen Wi-Fi-Signal, die die Anwesenheit von Menschen erkennen lassen.
Die Herausforderung ist tatsächlich noch schwieriger als beschrieben, da WLAN-Sniffer überhaupt kein Bild produzieren. Die Daten, die Zhu und Co. verwenden, sind nur eine Messung der Signalstärke an einem bestimmten Ort. Das sagt nichts über den Standort des Senders aus. Und ohne das zu wissen, ist es unmöglich zu sagen, wo ein Mensch sein würde, der das Feld verzerrt.
Der erste Schritt im Ansatz der Forscher besteht also darin, den WLAN-Sender zu lokalisieren. Sie tun dies, indem sie die Änderung der Signalstärke messen, wenn sie außerhalb des Zielgebäudes oder -raums herumlaufen. Tatsächlich haben sie eine App entwickelt, die die integrierten Beschleunigungsmesser des Smartphones verwendet, um diese Bewegung aufzuzeichnen und dann die Änderung der Signalstärke während der Bewegung zu analysieren. Auf diese Weise ist es möglich, die Position des Senders selbst bei zahlreichen Reflexionen und Verzerrungen zu berechnen.
Es ist sogar möglich, genau herauszufinden, wo sich der Sender in einem Haus befindet, da die Grundrisse der meisten Wohnungen und Büros in den USA beispielsweise von Immobilien-Websites heruntergeladen werden können.
Die Forscher sagen, dass sie den Sender zuverlässig lokalisieren können, indem sie außerhalb eines Raums oder Gebäudes einige Male hin und her gehen. Wir haben festgestellt, dass die Konsistenzprüfung über 4 Messrunden ausreicht, um eine Lokalisierung auf Raumebene mit einer Genauigkeit von durchschnittlich 92,6 % zu erreichen, sagen sie.
Danach heißt es nur noch abwarten. Solange sich im Zielgebäude nichts bewegt, bleibt das WLAN-Signal konstant. Aber jede kleine Bewegung verändert das Signal auf eine Weise, die einfach zu messen ist.
Zhu und Co. zeigen, wie verschiedene Bewegungen das Signal auf unterschiedliche Weise verändern. Beispielsweise ändert das Öffnen einer Tür das Feld in zwei angrenzenden Räumen und ist somit leicht zu erkennen. Das Herumlaufen erzeugt große Verzerrungen, und selbst eine Aktion wie das Tippen erzeugt kleine Änderungen, die ein Smartphone-Wi-Fi-Empfänger erfassen kann.
Das Team sagt weiter, dass es diesen Ansatz mit Nexus 5- und Nexus 6-Android-Smartphones getestet hat, um in 11 verschiedene Büros und Wohnungen zu spähen, die das Team beobachten durfte, von denen viele mehrere Wi-Fi-Sender enthielten.
Zusätzliche Sender verbessern die Genauigkeit des Anfluges. Wir sehen, dass unser Angriff mit mehr als 2 Wi-Fi-Geräten in einem normalen Raum mehr als 99 % der Anwesenheit und Bewegung der Benutzer in jedem von uns getesteten Raum erkennen kann, sagen die Forscher.
Es ist nicht schwer vorstellbar, wie ein böswilliger Akteur dies nutzen könnte, um herauszufinden, ob ein Gebäude besetzt oder leer war.
Das Team sagt, dass es verschiedene Abwehrmaßnahmen gegen diese Art von Angriffen gibt, wie z. B. das Geofencing von Wi-Fi-Signalen, aber diese sind schwierig zu implementieren und haben nur begrenzte Wirksamkeit. Die vielversprechendste Form der Verteidigung scheint das Hinzufügen von Rauschen zu den Signalen zu sein; die Forscher hoffen, dies in Zukunft detaillierter entwickeln zu können.
In der Zwischenzeit legt diese Arbeit nahe, dass das bloße Vorhandensein von Wi-Fi-Signalen ein erhebliches Risiko für die Privatsphäre darstellt. Während sie unser tägliches Leben erheblich verbessern, geben [drahtlose Übertragungen] auch unwissentlich Informationen über uns selbst und unsere Handlungen preis, sagen Zhu und Co. Bisher wurde dieses Risiko weitgehend übersehen. Das muss sich schnell ändern.
Ref: arxiv.org/abs/1810.10109 : Adversarial WiFi Sensing