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アリスとボブの通話に耳を傾けるイヴ
中国の研究者らが、電磁(EM)信号を注入することで、ヘッドフォンや固定電話の受話器、スマートデバイスなどの機器内でアナログ部品が処理する信号を盗聴する手法を考案しました。
InjectEaveと呼ばれるこの手法は、単に低周波のアナログ信号を聞き取るものではありません。これはEM側チャネル攻撃の一種で、この攻撃手法はEM漏洩を悪用する際の長年の障壁、つまりヘッドフォンなどの機器から発せられるRF信号が非常に微弱で、攻撃者がノイズから信号を分離するのが難しいという問題を克服しています。
これまでにも、画面表示の電磁放射を読み取って画面上のテキストを再構成する手法や、キーボードのキー操作が発するRF信号を検出する手法など、さまざまなRF側チャネル攻撃が研究されてきました。しかし、これらの手法は信号対雑音比が低いため、パッシブなEM信号の取得には実用性を欠く場合が多いのが実情です。
InjectEaveは、パッシブな信号取得ではなく、アクティブな信号操作を行う点が特徴です。攻撃者は0~9MHzの範囲(詳細は非公開)で信号を送信することで、通常は検出が難しい音声信号を変調し、近くの機器で捕捉できるようにする可能性があります。
「私たちの新しいプロジェクトInjectEaveは、RF(無線周波数)信号が日常的に使われているヘッドフォンから情報漏洩を引き起こせることを示しています。これにより攻撃者は、壁を隔てた場合を含め、最大30メートル離れた場所からヘッドフォンの音声を復元できます」と、香港科技大学(HKUST)広州校の助教授であるYan Long氏はThe Register宛の電子メールで述べています。「私たちはSony、HP、Philipsなど複数の市販デバイスでこの新たな脆弱性を検証済みです」
Long氏とHKUSTの共著者であるHaoran Yan氏、Ziyu Shao氏、Shuhao Zhang氏は、香港理工大学のQinhong Jiang氏とともに、「Injected and Leaked: Actively Inducing Side-Channel Leakage Using Electromagnetic Injection and Hardware Nonlinearity」と題した論文[PDF]でこの研究成果を発表しており、この論文はUSENIX Security 2026で発表されました。
この攻撃は、増幅器、アナログ-デジタル変換器、電力変換器、スイッチングMOSFETなど、コンピューターシステムに搭載されている非線形部品を標的としています。注入された信号とハードウェア、そして標的となる音声信号が相互に作用することで、実質的に標的信号が変調され、その結果信号が漏洩し、攻撃者による検出が可能になります。
InjectEave攻撃を実行するには、市販のRF機器が必要です。具体的には、USRP B210ソフトウェア無線機、信号注入・受信用アンテナ、Siglent SSA3075X Plusスペクトラムアナライザー、SDRを制御するノートPC、そして攻撃範囲を拡大するためのRFパワーアンプ(オプション)です。
研究者らは市販の11種類のデバイスでこの手法を検証しました。用途として真っ先に思いつくのはスパイ活動でしょう。攻撃者はヘッドフォンや固定電話を経由した会話を盗聴できるようになります。また、制御信号や消費電力を監視・分析することで、スマートファンやスマートランプを備えた家庭内での個人の行動を推測することにも利用できる可能性があります。
検証対象となったデバイスは以下の通りです。Sony ZX110AP(2014年、有線ヘッドフォン)、Apple Earbuds(2016年、有線イヤフォン)、UGreen MAX2、Philips TAH2020、HP H231R(それぞれ2024年、2025年、2023年、無線ヘッドフォン)、Flyingvoice P23GW(2023年、VoIP固定電話)、OIDIRE ODI-MF10AおよびXiaomi BPLDS10DM(それぞれ2023年、2025年、スマートファン)、JINGZAO JDO-06およびXiaomi 1S(それぞれ2024年、2019年、スマートランプ)です。
「私たちの検証結果によると、これらのデバイスの大半において、注入によって誘発される側チャネル攻撃は2メートル以上離れた場所からでも、また壁を隔てた状態でも盗聴が可能であり、ヘッドフォンの音声を聞き取れる形で復元できる最大距離は30メートルに達しました」と研究者らは論文で述べており、こうしたシナリオが実際の環境でも十分に起こり得ることを検証結果が示していると指摘しています。
研究者らが挙げたデバイスについては、実証された最大攻撃範囲は概ね1メートルから6メートルの間でしたが、RFアンプを使用した場合には、ヘッドフォンの盗聴を最大30メートルの距離で別途実証しています。
それでも、研究者らはさまざまなシナリオを記録しており、ホテルの部屋の壁を隔てた盗聴や、近くに置かれたスーツケースやオフィス家具の中に攻撃用機材を隠して行う盗聴が可能であることを示しています。
研究者らは、非線形部品はコンピューターシステムに広く使われており、信号のステップ処理(例えば電力変換器)を行う部品を持つデバイスであれば、InjectEaveに対して脆弱となる可能性があると指摘しています。
「InjectEaveは、漏洩がアナログ経路から発生するため、暗号化やマスキング、ランダム化といったデジタル的な防御手段の影響を受けません」と研究者らは結論付けています。「ツイストペア配線、シールド、フィルタリングといったハードウェアを意識した対策を講じれば、注入されたキャリア信号がデバイスに結合するエネルギーを減らし、リスクを低減できます。これらの対策はハードルを上げるものではありますが、完全な防御を保証するものではありません」 ®
