一种用于获取敏感信息的击键攻击方法及相关设备技术

本发明专利技术提供了一种用于获取敏感信息的击键攻击方法及相关设备，包括：获取目标设备的软键盘被按压时产生的多个击键信号；对多个击键信号进行特征提取，得到频谱特征和能量衰减关系特征；基于频谱特征和能量衰减关系特征对多个击键信号进行聚类，得到聚类结果；利用英文单词之间的字母关系构建单词属性特征表达式，通过单词属性特征表达式对聚类结果进行识别，得到识别结果，并将识别结果与单词数据库中的单词进行匹配，得到输入目标设备的敏感信息；与现有技术相比，提高了获取用户输入的敏感隐私信息的准确性，增强了攻击效率和成功率；促进智能设备的生产商设计针对击键攻击方法的防窃取功能，提高手机的安全性和可靠性。提高手机的安全性和可靠性。提高手机的安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于获取敏感信息的击键攻击方法及相关设备


[0001]本专利技术涉及智能感知
，特别涉及一种用于获取敏感信息的击键攻击方法及相关设备。

技术介绍

[0002]目前，智能设备已经渗透到人们的日常生活中，人们通常使用软键盘输入敏感信息，如安全码、财务信息和个人手机识别密码。现有的研究已经证明，通过屏幕输入的这些信息可以被测信道攻击窃取，例如利用手机内置的运动传感器，麦克风收集到的声音信号，视频录制，射频信号和被周围设备捕获的电磁辐射等。而为了实现这些侧信道攻击，则需要详细的攻击设置阶段和现场校准或者需要进行大量的训练才能发动攻击。基于运动传感器的攻击需要预先对每个目标设备进行预训练；基于视频的攻击依赖于目标的视线(LoS)视图；基于射频信号的攻击通过分析反射信号来表示手指电机运动，从而推断出按键的位置，但这些细微的信号很容易受到外界干扰；基于电磁辐射的攻击利用受手指运动影响的电磁信号来推断输入的内容。依赖于设备的电磁辐射攻击使得对目标设备的预训练必不可少，而且由于环境的动态性，攻击效果往往不理想。综上所述，训练要求高和可扩展性差的缺点使得现有攻击方法难以应用于实际的攻击场景。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种用于获取敏感信息的击键攻击方法及相关设备，其目的是为了提高获取用户输入的敏感信息的准确性。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种用于获取敏感信息的击键攻击方法，包括：
[0005]步骤1，获取目标设备的软键盘被按压时产生的多个击键信号；
[0006]步骤2，对多个击键信号进行特征提取，得到频谱特征和能量衰减关系特征；
[0007]步骤3，基于频谱特征和能量衰减关系特征对多个击键信号进行聚类，得到聚类结果；
[0008]步骤4，利用英文单词之间的字母关系构建单词属性特征表达式，通过单词属性特征表达式对聚类结果进行识别，得到识别结果，并将识别结果与单词数据库中的单词进行匹配，得到输入目标设备的敏感信息。
[0009]进一步来说，步骤2包括：
[0010]对预处理后的击键信号进行特征提取，得到频谱特征；
[0011]基于频谱特征，将高于预设音频的击键信号通过带通滤波器进行移除，保留低于预设音频的击键信号；
[0012]通过维纳滤波器对低于预设音频的击键信号进行降噪处理，得到降噪后的击键信号；
[0013]对降噪后的击键信号进行特征提取，得到能量衰减关系特征。
[0014]进一步来说，在步骤3之前还包括：
[0015]定义第一个击键位置为Δ1，第二个击键位置为Δ2，第N个击键位置为Δ
N
，所述第一个击键位置产生的击键信号为所述第二个击键位置产生的击键信号为所述第N个击键位置产生的击键信号为
[0016]利用互相关函数计算从击键信号和击键信号提取的频谱特征的相似性值为
[0017]当所述第一个击键位置为Δ1和第二个击键位置为Δ2是相同位置时，相似性值大；当第一个击键位置Δ1和第二个击键位置Δ2是不同位置时，相似性值小。
[0018]进一步来说，步骤3包括：
[0019]将所述目标设备内置上麦克风获取到的击键信号强度表示为：
[0020][0021]将所述目标设备内置下麦克风获取到的击键信号强度表示为：
[0022][0023]其中，Δ为击键位置，I
s
(Δ)为目标设备获取的击键信号，k为归一化系数，δ
t
为上麦克风的衰减系数，δ
b
为下麦克风的衰减系数，d
t
为击键位置到上麦克风的距离，d
b
为击键位置到下麦克风的距离，|x
i
|为对第i个信号采样点的值取绝对值；
[0024]将所述上麦克风获取到的击键信号强度与所述下麦克风获取到的击键信号强度进行转换，得到如下表达式：
[0025][0026]其中，ESR(Δ)为击键位置的能量衰减关系特征；
[0027]为了使用所述能量衰减关系特征，定义聚类变量ω为：
[0028][0029]当第一个击键位置Δ1和第二个击键位置Δ2是相同位置时，聚类变量ω等于1；当第一个击键位置Δ1和第二个击键位置Δ2是不同位置时，聚类变量ω大于1；
[0030]选取聚类距离的计算公式为：
[0031][0032]其中，ε(Δ1，Δ2)表示第一个击键位置Δ1产生的击键信号为和第二个击键位
置Δ2产生的击键信号为之间的聚类距离；
[0033]通过暴力列举的方式将所有的聚类数量进行列举，求和每个击键信号到聚类质心样本的距离，并根据下式选取初始化聚类数量为：
[0034][0035]其中，N
k
为第k个聚类，表示第k个聚类中的第i个击键信号，μ
k
为第k个聚类的质心样本；
[0036]基于所述聚类距离公式和所述初始化聚类数量的公式，对所述击键信号进行聚类，得到K个聚类结果。
[0037]进一步来说，单词属性特征表达式为：
[0038]F
word
＝(WK
L
，<W1，
…
，W
i
，
…
，W
L
>)
[0039]其中，WK
L
为单词长度，W
i
为单词的第i个字母，W
L
为单词的第L个字母。
[0040]进一步来说，步骤2包括：
[0041]对多个击键信号进行预处理；
[0042]对预处理后的击键信号进行特征提取，得到频谱特征和能量衰减关系特征。
[0043]本专利技术还提供了一种用于获取敏感信息的击键攻击装置，包括：
[0044]获取模块，用于获取目标设备的软键盘被按压时产生的多个击键信号；
[0045]特征提取模块，用于对多个击键信号进行特征提取，得到频谱特征和能量衰减关系特征；
[0046]聚类模块，用于基于频谱特征和能量衰减关系特征对多个击键信号进行聚类，得到聚类结果；
[0047]识别匹配模块，用于利用英文单词之间的字母关系构建单词属性特征表达式，通过单词属性特征表达式对聚类结果进行识别，得到识别结果，并将识别结果与单词数据库中的单词进行匹配，得到输入目标设备的敏感信息。
[0048]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现用于获取敏感信息的击键攻击方法。
[0049]本专利技术还提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现用于获取敏感信息的击键攻击方法。
[0050]本专利技术的上述方案有如下的有益效果：
[0051]本专利技术通过获取目标设备的软键盘被按压时产生的多个击键信号；对多个击键信号进行特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于获取敏感信息的击键攻击方法，其特征在于，包括：步骤1，获取目标设备的软键盘被按压时产生的多个击键信号；步骤2，对多个所述击键信号进行特征提取，得到频谱特征和能量衰减关系特征；步骤3，基于所述频谱特征和所述能量衰减关系特征对多个所述击键信号进行聚类，得到聚类结果；步骤4，利用英文单词之间的字母关系构建单词属性特征表达式，通过所述单词属性特征表达式对所述聚类结果进行识别，得到识别结果，并将所述识别结果与单词数据库中的单词进行匹配，得到输入目标设备的敏感信息。2.根据权利要求1所述的用于获取敏感信息的击键攻击方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：对所述击键信号进行特征提取，得到频谱特征；基于所述频谱特征，将高于预设音频的击键信号通过带通滤波器进行移除，保留低于预设音频的击键信号；通过维纳滤波器对低于预设音频的击键信号进行降噪处理，得到降噪后的击键信号；对降噪后的击键信号进行特征提取，得到能量衰减关系特征。3.根据权利要求1所述的用于获取敏感信息的击键攻击方法，其特征在于，在所述步骤3之前还包括：定义第一个击键位置为Δ1，第二个击键位置为Δ2，第N个击键位置为Δ
N
，所述第一个击键位置产生的击键信号为所述第二个击键位置产生的击键信号为所述第N个击键位置产生的击键信号为利用互相关函数计算从击键信号和击键信号提取的频谱特征的相似性值为当所述第一个击键位置为Δ1和第二个击键位置为Δ2是相同位置时，相似性值大；当第一个击键位置Δ1和第二个击键位置Δ2是不同位置时，相似性值小。4.根据权利要求3所述的用于获取敏感信息的击键攻击方法，其特征在于，所述步骤3包括：将所述目标设备内置上麦克风获取到的击键信号强度表示为：将所述目标设备内置下麦克风获取到的击键信号强度表示为：其中，Δ为击键位置，I
S
(Δ)为目标设备获取的击键信号，k为归一化系数，δ
t
为上麦克风的衰减系数，δ
b
为下麦克风的衰减系数，d
t
为击键位置到上麦克风的距离，d
b
为击键位置
到下麦克风的距离，|x
i
|为对第i个信号采样点的值取绝对值；将所述上麦克风获取到的击键信号强度与所述下麦克风获取到的击键信号强度进行转换，得到如下表达式：其中，ESR(Δ)为击键位置的能量衰减关系特征；为了使用所述能量衰减关系特征，定义聚类变量ω为：当第一个击键位置Δ1和第二个击键位置Δ2是相同位...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘代波，奉云鹏，蒋洪波，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：