Українські вчені винайшли «відбитки пальців» для Wi-Fi: ваш пристрій у безпеці

Сучасний світ важко уявити без бездротових мереж Wi-Fi, які стали невід’ємною частиною нашого життя завдяки простоті розгортання, високій швидкості передачі даних і зручності використання. Проте разом із цими перевагами приходять і виклики, зокрема вразливість до атак, коли зловмисники можуть підробляти ідентифікаційні дані пристроїв і проникати в мережу.

Вчені з Харкова запропонували новаторський підхід до підвищення безпеки таких мереж, використовуючи фізичні характеристики сигналів, які випромінюють мобільні пристрої. Їхнє дослідження відкриває можливості для точної ідентифікації техніки та захисту від несанкціонованого доступу.

На відміну від традиційних методів захисту, які зосереджуються на параметрах мережевого трафіку, таких як активність вузлів чи налаштування, новий підхід звертає увагу на особливості сигналів на фізичному рівні. Ідея полягає в тому, що кожен пристрій — чи то смартфон, чи планшет — має унікальні риси у спектрі сигналу, подібно до відбитків пальців у людини. Ці особливості формуються завдяки відмінностям у технічних компонентах, таких як генератори частот, модулятори чи антени. Навіть якщо зловмисник підробить мережеву адресу пристрою, спектр сигналу видати за чужий значно складніше.

Дослідники зосередилися на аналізі спектрів сигналів, які випромінюють пристрої, підключені до Wi-Fi. Вони експериментально вимірювали ці спектри на різних моделях смартфонів, зокрема Redmi Note 4X, Meizu M⁵ Note, Honor 09 Lite та Meizu M⁶ Note. Для обробки отриманих даних застосували метод оцінки коефіцієнта асиметрії кроскореляційної функції спектрів. Цей показник виявився ключовим: коли порівнювали спектри одного й того самого пристрою в різних положеннях, коефіцієнт залишався мінімальним, а при зіставленні з сигналами інших пристроїв він значно зростав. Така різниця дозволяє чітко відрізнити власний пристрій від чужого.

Експерименти проводили в спеціалізованому програмному середовищі, де моделювали спектри й аналізували їхні характеристики. Результати показали, що нормалізація кореляційних функцій за максимальним рівнем сигналу усуває вплив різної потужності, роблячи порівняння більш надійним. Наприклад, ширина спектрів чи відхилення виявилися недостатніми для ідентифікації, але асиметрія дала стабільний результат. У більшості випадків значення коефіцієнта для одного пристрою коливалися в межах від 0 до 1,5, тоді як для різних пристроїв — від 0,7 до 8. Хоча в окремих ситуаціях спостерігалося часткове перетинання значень, автори зазначають, що це можна виправити додатковим аналізом.

Цей метод має потенціал стати частиною систем виявлення вторгнень, які вже використовуються для захисту мереж. На відміну від попередніх розробок, де порівняння спектрів базувалося на середньоквадратичних відхиленнях і могло давати похибки через різницю в потужності сигналів, новий підхід пропонує якісніше рішення. Він не лише доповнює існуючі моделі безпеки, а й відкриває шлях до створення комплексного захисту, де враховуються як мережеві, так і фізичні параметри.

Перспективи технології обнадійливі, але вчені наголошують на потребі подальших досліджень. Зокрема, необхідно протестувати метод у реальних умовах із шумовими перешкодами, які можуть впливати на сигнали. Також планується вдосконалити аналіз у тих випадках, коли значення коефіцієнта не дають однозначної відповіді про належність пристрою. Розробка може знайти застосування не лише в побутових мережах, а й у корпоративних системах чи навіть в Інтернеті речей, де безпека відіграє критичну роль.

Авторами дослідження є Ігор Антіпов, доктор технічних наук і професор, та Тетяна Василенко, кандидат наук і старший викладач. Робота проводилася на базі Харківського національного університету радіоелектроніки, де дослідники отримали доступ до необхідного обладнання завдяки підтримці кафедри комп’ютерної радіоінженерії та систем технічного захисту інформації Код для аналізу даних був створений у співпраці з університетськими лабораторіями, що забезпечило високу точність експериментів. Ця розробка — ще один крок до безпечнішого цифрового світу, де технології працюють на захист користувачів.