在我们的印象里,以及在不少电影中,如果黑客要窃听或盗取一个人的信息,TA必须要能上网,通过网络入侵一个人的电脑。但实际上,高级黑客甚至不需要和你的电脑对线,就能隔空盗取你的电脑信息了。这可能吗?这实际上是一种已经有50年历史的黑客技术了,它就是范·埃克窃听。我们来看看21世纪初日本东京一家银行做的实验。银行职员在普通的台式电脑上输入文字。
只要在30米开外的放置天线,黑客的电脑上就同步输出了被窃听显示器上的内容。这种窃听手段对密码也有效。虽然输入的密码没有在屏幕上显示,但也被黑客的电脑读取了。这是怎么做到的呢?
范·埃克窃听技术是荷兰计算机学家维姆·范·埃克发表在1985年的Computers & Security上的一篇论文提出的,它利用的是电子设备躲不掉的物理规律——任何电子设备工作时都会向外辐射电磁波,利用仪器接收这些电磁辐射,就可以反推出相应的内容。其实,贝尔实验室早在二战期间就向政府报告了电传打字机的这种漏洞。
当时,贝尔实验室成功在24米远处接收了电传打字机的电磁波,并以75%的正确率还原了电传打字机的文字。不过,范·埃克提出的窃听技术针对的不是古早的电传打字机,而是计算机显示器。虽然如此,它的实操也不复杂。用普通的收音机就能接收和解码阴极射线管(CRT)显示器发出的无线电波。范·埃克证明,只要用一台电视和成本为15美金的装置就可以对CRT显示器实现范·埃克窃听了。
1985年,范·埃克和BBC电视台合作,在苏格兰场附近的一辆小车车里,用上述设备成功监听了几百米开外的一台计算机——范·埃克的这篇论文,以及他的实验却引起了计算机安全领域的一阵恐慌。随着LCD液晶显示器的出现,对范·埃克窃听技术的关注消停了一阵子,因为一开始大家认为,平板显示器是不容易被窃听的。但是这种幻想在2004年被击破了。
2004年,剑桥大学的计算机学家Markus Guenther Kuhn发现,原来平板显示器的串行通信数据线也可以泄露秘密,而这种监听设备的造价不到2千美金。Kuhn还指出,银行ATM机用来传输银行卡密码等隐私的RS-232标准接口发出的无线射频信号也可以被不法分子截取。Kuhn凿开了漏洞之后,各式各样针对LCD显示器、键盘、打印机的范·埃克窃听技术开始不断涌现。
2014年,佐治亚理工学院和以色列本·古里安大学的计算机学家甚至设计出了一种利用显示器的显卡发出的无线电远程操控一台7米外的安卓手机的技术AirHopper。2016年,以色列特拉维夫大学的研究人员用3千美金的设备破解了旁边房间的计算机的平板显示器。近几年,一位叫做Martin Marinov的程序员研发了针对Windows系统的窃听程序TempestSDR。
这个技术的原理和上面讲到的差不多,也是利用数据接口无意中泄漏的无线电信号进行窃听的。虽然黑客还原出的屏幕是黑白的,像素不如原版,但是被黑的电脑浏览的网页、输入的文字还是一览无余。这件事告诉我们,现在无线电窃听技术其实已经十分泛滥了。如何防止窃听?
对普通人来说,范·埃克窃听只是一个装笔袋没有带的知识点,但是对金融商业机构乃至政府来说,这是一个无形的可怕敌人,因为和普通黑客攻击不一样,要追踪范·埃克窃听很难。为了防止被范·埃克窃听,美国国家安全局和北约组织制定了TEMPEST安全标准,要求对敏感设备进行电磁屏蔽。日本中央政府的总务省也在2001年3月修订了信息安全标准,加入了“由电磁波引起的信息泄漏”威胁。
TEMPEST的具体细节外界不得而知,但是要防止利用物理规律搞事的范·埃克窃听,最简单的方法也是物理防御——法拉第笼。法拉第笼可以阻隔内外的电磁波。为了防止被范·埃克窃听,银行等金融机构常常设有六面金属的法拉第笼防窃听房间。这些房间的玻璃窗用的也是特种玻璃——电磁屏蔽玻璃,玻璃内有细密的金属网屏蔽电磁信号。除了物理防火墙,还存在软件防窃听技术。
比如可以添加隐写术信号,或者过滤字体中的高频信号,使屏幕内容不容易被监听设备阅读。当然,范·埃克窃听的终极防范策略就是不要使用任何电子设备。比如,为了防范范·埃克窃听,荷兰政府禁止在2006年的国家选举中使用电子投票器。大家注意到了吗,黑客世界很在意帽子这个配饰,不是“黑帽”黑客,就是“白帽”黑客,形象也总是连帽衫遮头。能把别人的秘密看光光的他们,最不想让大家看到的恐怕就是自己的头顶了吧。