安博体育纸质二维码也能隔空篡改:百米之外无痕攻击秒变恶意网站入口

2023-12-11

  以下图中的2(尺寸)M(纠错等级)型二维码为例,它由25×25个格点组成,其中左上、左下、右下的7×7区域为定位点。

  下图中D1~D28和E1~E16分别为数据字段和纠错字段,蓝域则为格式及掩码信息区。

  其中数据字段是由原始文本先经过分组,然后用一定的处理方式转换为二进制字符串,在二维码中用黑色和白色分别表示1和0。

  纠错字段,顾名思义就是为了避免在生成和扫描过程中产生误差而设计的,它由数据字段根据里德-所罗门算法生成,根据纠错等级的不同长度也有所区别。

  格式及掩码信息区则储存了二维码的编码(明文到二进制串)方式,以及掩码操作。

  掩码是为了避免出现某些特定图案影响扫描结果,按照一定规律对原始点阵进行的变换操作,操作方式存储在了掩码信息区域。

  读取过程则是先捕捉定位点,然后对图像进行校正和降噪处理,接着判断格式及掩码区的位置并读取,以获知数据字段的解码方式。

  本实验中,研究者通过逐步覆盖二维码信息的方法,构造出一个介于两个二维码之间的混合中间体。

  这个中间体包含了一个关键色块,它的颜色决定了真正被读取出的二维码究竟是哪一个。

  研究人员利用肉眼不可见的激光对这个色块进行照射,就能决定摄像头的识别结果——

  经过照射之后,虽然肉眼看不出区别,但在摄像头的视角下原本是黑色的模块就会被识别为白色。

  下图对比了人眼和摄像头可以识别的波长范围:在暗处,波长超过600纳米的光几乎无法被人眼识别,即使在亮处,也无法看到超过700纳米的光。

  本实验中,研究人员使用了10毫瓦的635纳米(红色可见光)和785纳米(红外线)的光分别在不同距离对二维码进行了照射。

  结果显示,在10~40米处,两种波长的光都能成功将二维码指向的链接改成虚假网址;

  在50米处,可见光处理的二维码出现了两个网址都能扫出的现象,但红外光依然能成功篡改;

  如果光路中的气流扰动比较明显,则会对这一过程产生影响,因此长距离攻击存在更多不确定因素。

  也正是这一特点,为防御这种攻击提供了可能——只要时不时扰动二维码面前的气流,激光就找不到位置了。

  除了气流扰动的方式,作者在论文中还提到,二维码拥有者可以使用防篡改材料来避免攻击。

  相关研究表明,在室内环境下,这种攻击对停车标志和限速标志的攻击成功率几乎是百分之百。安博体育