2022 年 11 月，美國和加拿大大學的研究人員展示了一種使用廉價且易於找到的設備進行 Wi-Fi 設備定位的方法。該攻擊概念驗證被稱為 Wi-Peep，因為它可用於窺視通過 Wi-Fi 相互通信的設備。該研究提供了對 Wi-Fi 網路某些特性以及設備本地化潛在風險的新見解。我們應該首先說明風險並不太高——攻擊看起來就像龐德電影中的場景。但這並沒有使這項研究變得不那麼有趣。

Wi-Peep 攻擊特徵

在詳細查看報告之前，讓我們考慮一下現實生活中的攻擊。攻擊者駕駛搭載最廉價微型計算機的微型四軸飛行器繞目標建築物飛行，收集數據以獲得內部無線設備的地圖，精度合理（理想條件下為 ±1.5 米）。但他們為什麼要這麼做？好吧，讓我們假設它是一家銀行或絕密實驗室，其安全系統配備了 Wi-Fi 模塊。這就是您的“原因”：它們的位置對於計劃物理滲透的攻擊者來說可能具有巨大的實際意義。

 

那麼研究人員如何模仿這樣的東西呢？…

Wi-Peep 攻擊利用了任何 Wi-Fi 設備的兩個重要特徵，從 20 年前的古老無線模塊到最現代的無線模塊。首先是 Wi-Fi 設備中的省電機制。例如，智能手機中的 Wi-Fi 模塊可以通過短時間關閉無線接收器來節省電量。無線接入點需要考慮這種操作模式：您的路由器可以為特定設備積累數據包，然後在它發出再次準備好接收傳輸信號時立即傳輸所有數據包。

為了成功進行攻擊，潛在的間諜需要獲得 MAC 地址列表——唯一的設備 ID，其位置將在以後確定。同一家庭、辦公室或酒店中的設備通常連接到共享的 Wi-Fi 網路，其名稱已不是秘密。事實證明，有可能發送一個偽造的數據包，表面上來自這個共享無線網路，通知所有連接的設備接入點緩衝區已經積累了一些發往它們的數據。作為對該信號的回复，設備會發送響應，經過分析後，幾乎可以立即顯示所有網路設備的唯一 MAC 地址。但是有一個更簡單的方法：竊聽無線電通信；然而，這需要更多時間：根據研究人員的說法，您需要在被動模式下積累 12 小時的數據。

無線數據交換的第二個可利用特性臨時命名為 Wi-Fi Polite。該名稱是由 2020 年早期一項研究的作者指定的. 簡而言之，該功能的本質是：無線設備始終響應來自另一台設備的地址請求，即使它們未連接到共享 Wi-Fi 網路，即使請求未加密或是畸形的。作為響應，Wi-Fi 模塊會發送一個簡單的確認信息（“您收到的數據”），但這足以確定到響應設備的距離。接收此類數據包的響應時間受到嚴格規定，為 10 微秒。潛在的攻擊者可以測量發送請求和接收響應之間的時間，減去這 10 微秒，並獲得無線電信號到達設備所用的時間。

那有什麼意義？在靜止的無線設備周圍移動，我們可以以相當高的精度確定其坐標，了解我們自己的位置和與感興趣對象的距離。許多研究致力於克服這種方法的許多困難。來自 Wi-Fi 無線電發射器的信號不斷被牆壁和其他障礙物反射，因此難以計算距離。事實上，標準化的響應時間應該為 10 微秒，但它實際上因設備而異 — 從 8 到 13 微秒不等。攻擊者的 Wi-Fi 模塊本身的地理定位精度也有影響：事實證明，即使是地理定位系統（GPS、GLONASS 等）的精度也並不總是足夠的。雖然得到的數據包含很多噪聲，但如果進行了足夠多的測量，則可以獲得相對較高的精度。這意味著如果您進行數万次讀數，您將獲得定位精度，誤差範圍為 1.26 至 2.30 米——在水平面上。在垂直方向上，研究人員能夠確定 91% 的情況下的確切樓層，但僅此而已。

低成本的複雜攻擊

儘管用於確定無線設備坐標的系統被證明不是很準確，但它仍然很有趣——尤其是因為研究人員使用的設備非常便宜。從理論上講，潛在的間諜可以親自進行攻擊，只需在目標物體周圍慢慢走動即可。為了更加方便，研究人員使用了一台廉價的四軸飛行器，該飛行器配備了基於 ESP32 芯片組和無線模塊的微型計算機。這個偵察套件的總成本（不包括四軸飛行器的成本）不到 20 美元！更重要的是，攻擊幾乎不可能在受害者的設備上進行追踪。它使用 Wi-Fi 模塊的標準功能，無法禁用或至少在行為方面無法修改。如果原則上受害者的設備和攻擊者的微型計算機之間的通信是可能的，那麼攻擊就會成功。Wi-Fi 數據傳輸的實際範圍是幾十米，在大多數情況下就足夠了。

模糊含義

如果我們假設攻擊在現實生活中是可行的，那麼獲得的數據是否有任何用處？研究人員提出了幾種情景。首先也是最明顯的是，如果我們知道特定個人智能手機的 MAC 地址，我們就可以粗略地追踪他們在公共場所的一舉一動。即使他們的智能手機在攻擊時沒有連接到任何無線網路，這也是可能的。其次，在安全建築物（競爭對手的辦公室、銀行場所）中為隨後的物理攻擊創建無線設備地圖是一個完全現實的場景。例如，如果監控攝像頭使用 Wi-Fi 進行數據傳輸，則攻擊者可以確定監控攝像頭的大致位置。

收集此類數據也有不太明顯的好處。例如，您可以收集有關酒店中 Wi-Fi 設備數量的信息，以估計有多少客人。此類數據可能會引起競爭對手的興趣。或者，了解無線設備的數量可以幫助確定潛在受害者是否在家。甚至 MAC 地址本身（沒有坐標）也有一些用途：用於收集有關智能手機在公共場所使用情況的統計數據。除了間諜和盜竊之外，此類方法還對人們的隱私構成威脅。

然而，在實踐中部署這種方法的直接風險仍然很低。這適用於您必須靠近目標對象的所有潛在攻擊和數據收集方法。一方面，這是相當勞動密集型的，這意味著很少有人會大規模地這樣做，而對於有針對性的攻擊——其他方法可能更有效。同時，科學研究有助於了解複雜技術的次要特徵如何被用於惡意目的。研究人員自己指出，如果在未來版本的無線數據傳輸技術中消除這種小的安全和隱私風險，他們的工作就會真正受益。

目前，我們只能推薦使用反無人機系統。它無助於對抗 Wi-Peep，但至少可以防止被空中監視。