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麻省理工最新研究:防范信号干扰攻击窃取IoT数据

E安全6月19日讯  当前,全球约有80亿台设备联网,预计到2020年,这一数字将超过200亿台。医疗设备、可穿戴设备、车辆以及智能家居和城市技术在内的设备构建起了规模空前的物联网,这些设备将会在线上传并共享数据,联网设备容易受到黑客的信号干扰攻击,例如黑客可能会定位、拦截、覆写数据、干扰信号、并造成严重破坏。

麻省理工学院研发出无线发射器防范黑客攻击

麻省理工学院(MIT)的研究人员现研发出了特殊的无线发射器(Transmitter),能以随机高速跳频技术防范黑客攻击,以保护联网设备的通信安全,同时还能维持与低功耗蓝牙相当的每秒传输量。这种保护数据的方法被称为“跳频”,它会在一个随机的、唯一的无线电频率(RF)通道上发送每个数据包(包含数千个单独的比特),这样一来,黑客将无法确定任何给定的数据包。

跳频技术:越快越安全

无线电攻击比想象中严重,黑客可通过无线电定位、拦截或覆写数据。 要抵御无线干扰攻击,可以让载波快速的在不同频率间切换,这便是常见的跳频技术,频率切换的速度越快就越安全。

发射器与接受器使用预先决定好的共享序列,在不同的信道传送数据,封包层级的跳频技术会在80个信道间跳换,一次发送一个数据封包。而频率切换的速度不够快就容易受到攻击,低功耗蓝牙发射器传送一个数据封包要花约612微秒的时间, MIT 的研究人员 Rabia Tugce Yazicigil 表示,一个数据封包在信道上传输太久,黑客就有更多机会发起攻击,通常黑客只要花1微秒就能锁定攻击信道,接着发射大量数据报让该信道阻塞。

研究人员研发支持超高速跳频发射器

研究团队表示,现有的发射器架构,无法以低功耗高速跳频。MIT 研发了全新的发射器能支持超高速跳频,它们以体声波(Bulk Acoustic Wave,BAW)振荡器取代晶体振荡器,能够快速的在无线射频信道间切换,每次切换传送一位的信息。不过这还不够,如果信道以固定模式切换的话亦容易被黑客追踪,因此研究团队还加入了信道产生器,每微秒随机选择传送位的信道。

就低功耗蓝牙模块而言,跳频切换的偏移总是固定的正负250千赫,黑客的恶意接受器可以纪录每个传送位的偏移,进而译码相对应的位,也就是说黑客只要能够知道载波的频率,他们也可以存取在上面传输的信息。而为了解决这个问题,MIT 这个新的发射器才需要使用信道产生器,每微秒在80个信道频谱中产生一对独立的信道。研究人员 Yazicigil 表示,信道是快速且随机产生的,没有固定的模式可追踪,黑客无法得知确切的传输信道,想要攻击的话就只能靠随机猜测碰运气。

MIT 研发的这个新发射器,结合了超高速跳频以及随机信道技术,提供了无线传输更高的安全性,而在传输量上,在每微秒的跳频频率下,每秒可以传输1MB的数据量,与现在普及使用的低功耗蓝芽相当。

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