PCが会話を盗聴してないか確認できる装置「TickTock」 シンガポールと韓国の研究者らが開発：Innovative Tech

[山下裕毅，ITmedia]

Innovative Tech：

このコーナーでは、テクノロジーの最新研究を紹介するWebメディア「Seamless」を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。

　シンガポールのNational University of Singaporeと韓国のYonsei Universityの研究チームが開発した「TickTock: Detecting Microphone Status in Laptops Leveraging Electromagnetic Leakage of Clock Signals」は、ラップトップPCのマイクが会話をひそかに録音していないかどうかをチェックする装置だ。マイク動作時に発生する電磁信号の漏れを捉え、マイクのオン／オフを識別する。

ユーザーがTickTockデバイスをラップトップPCの近くに設置し、マイクを使った盗聴攻撃を検知する図

　マルウェアを仕込み、ラップトップPCのWebカメラをこっそりオンにし盗撮する攻撃がある。カメラがオンのときにインジケーターを光らせる対策は、マルウェアでインジケーターを無効化する方法で破られているが、物理的にカメラレンズにシールを貼って見えないようにする効果的な方法が存在する。

　一方で、マルウェアが被害者のラップトップPCからこっそりと盗聴するケースの報告もある。一般的なビデオ通話アプリでは、会議が終了した後でもMac OS上で音声をキャプチャーするバグもあった。

　これらの対策として、例えばWindows 10とmacOS 12の両方がマイクの起動を目に見える形で表示しているが、Webカメラと同様に表示の無効化で突破される。Dellはオペレーティングシステムレベルでマイクを無効にできるようにしたり、Apple Macbook 2019以降のモデルではPCが閉じられるとマイクが無効になる設計が導入されたりした。

　いずれにしても、Webカメラへの攻撃対策のような物理的にシールを貼るといった効果的な解決策が見つかっていないのが現状だろう。

　今回はこの課題に対する解決策の1つとして、ラップトップPCのマイクのオン／オフを識別できる外部装置を開発した。この装置はラップトップPCがマルウェアにやられても防げるように、ラップトップPCとは別にスタンドアロンで駆動する設計を採用している。最終的にはUSBフラッシュドライブに近い形でラップトップPCの横に置いたり、クリップで留めたりすることで機器のマイク状態の変化をユーザーに通知することを想定している。

　プロトタイプは、近接界プローブ、高周波アンプ、ソフトウェア無線（SDR）、Raspberry Pi 4 Model Bで構成される。

プロトタイプの構成図

　外部からマイクのオフ／オフを識別するために、ラップトップPCに搭載のデジタルMEMSマイクロフォンが動作時に発生する電磁信号を利用する。この電磁信号は、マイクのハードウェアにクロック信号を伝達するケーブルやコネクターから発生し、最終的にはアナログ／デジタルコンバーター（ADC）を動作させるために使用する。TickTockは、この漏れを捉えてマイクのオン／オフ状態を識別する。

　プロトタイプを仕上げるためにさまざまな課題を克服する必要があった。1つは、マイクのクロック信号の周波数がラップトップPCに搭載されているオーディオコーデックチップによって異なること。またラップトップPCの配線状態によって、最も強い電磁信号が漏れる場所が異なること。さらに捕捉した電磁信号には他の回路からのノイズが含まれるため、誤検出を防ぐためにフィルターで除去する必要があった。

　最終的には、Apple社のハードウェアを除いて高い精度で成功した。具体的には、Lenovo、Dell、HP、ASUSなどの人気ベンダーの全てのモデルを含む、テストしたラップトップPC30台の内27台でうまくいったが、残りの3台であるMacBookだけはうまく機能しなかった。研究者らはこの結果に対して「MacBookのアルミニウム筐体と短いフレックスケーブルが、電磁信号の漏えいを信号が検出できないほど減衰させた」と推測している。

　さらにTickTockは、スマートフォン、タブレット、スマートスピーカー、USB Webカメラなど40の非ラップトップPCデバイスに対してもテストしたが、成功率が低く40台中21台にとどまった。

　これは、スマートフォンの一部の機種にデジタルマイクではなくアナログマイクが使われていること、スマートスピーカーのようにマイクを搭載したプラグイン型ハードウェアに電力制約がないこと、スモールフォームファクターのハードウェアが電磁信号を減らすために短い配線に依存していることなどが原因と述べている。

　これらの結果を踏まえて研究者らは、カメラや慣性計測ユニット（IMU）などのセンサーを加え、他のデバイスでも検知できるようにしたいと述べている。

Source and Image Credits: Ramesh, Soundarya, et al. “TickTock: Detecting Microphone Status in Laptops Leveraging Electromagnetic Leakage of Clock Signals.” arXiv preprint arXiv:2209.03197（2022）.