移动设备的隐私问题

一、引子

温州一公安分局采购木马病毒监控手机通话 @ 新浪

和移动设备有关的隐私问题非常多,牵涉面很杂。我打算分2篇来介绍。首先介绍“有啥危害”,然后介绍“如何防范”。

二、哪些东西算“移动设备”?

本文所说的“移动设备”,至少包括:手机(智能和非智能)、平板、可穿戴设备(比如:智能手表、智能腕带、智能眼镜)。

至于笔记本电脑或上网本电脑,不在此列。上网本虽然也很轻便,且容易移动,但是笔记本跟“手机/平板之类”,还是有本质的差异——进而导致了隐私防范方面的差异。

图片[1]-移动设备的隐私问题-可能资源网

三、硬件的隐私问题


咱们先从最底层的硬件说起。

1.麦克风

名词解释
这个我就不用解释了吧?

隐私风险——基于麦克风窃听
麦克风可以收集到移动设备周围的声音,并且移动设备上的软件可以读取麦克风的数据。如果你的移动设备中了木马。木马当然可以用麦克风窃听设备周围的声音。


虽然笔记本电脑上也有麦克风,但是笔记本电脑不会随身携带,而手机通常是随身携带。所以,同样中了木马的情况下,手机的窃听风险远高于 PC。

隐私风险——跨系统盗取密码
有些手机为了提升安全性,采用了“双系统”的设计。其中一个系统专门用来进行敏感操作,另一个系统进行日常操作。从表面上看,这有点类似我多次提到的“虚拟机隔离”。但是手机的特点决定了它无法做到像虚拟机那么彻底的隔离——比如这两个系统共享了摄像头、麦克风。如果A系统中了木马,木马可以利用摄像头、麦克风、陀螺仪获取信息,从而判断出你在B系统中输入的密码。


说得更具体一点:如果是基于物理键盘输入密码,可以利用麦克风截获按键音(根据不同物理按键微小的声音差异进行识别)。如果是基于触摸屏输入密码,可以根据摄像头或者陀螺仪,记录手机的微小位移,从而判断用户按了哪个数字/字母。(在信息安全领域,这种攻击手法称为“边信道攻击”)

既然可以做到跨系统盗取密码,那么跨系统偷窥你的其它按键(比如输入了啥短信内容),当然也可以做到。

2.摄像头

名词解释
这个我就不用解释了吧?

隐私风险——基于摄像头监控
既然手机中的软件可以操作摄像头进行“拍照”和“录像”。那么手机中的木马当然也可以干同样的事情。

很多人习惯把手机放在卧室里,万一放置的时候摄像头的角度比较好,万一你又中了木马。说不定你的裸照就流传出去了 🙂

隐私风险——手机拍照,EXIF泄露的隐私如今的智能手机和平板,基本上都内置摄像头了。很多手机用户经常会用手机拍照,然后分享到网上。

因为手机拍照后存储的照片文件,通常包含有很详细的 EXIF 信息,再次导致隐私泄露。所谓的 EXIF,通俗地说就是照片文件的元数据。有的手机拍的照片,照片文件中的 EXIF 非常详细,包含了手机的型号、拍摄时间、GPS 信息、等信息。

顺便说一下:数码相机拍照后存储的照片文件,同样有 EXIF 信息


隐私风险——跨系统盗取密码
此风险在前面介绍麦克风的时候,已经提及。此处不再罗嗦。

隐私风险——第一人称摄像会暴露摄像者的身份
类似 Google Glass 这类“头戴式设备”可以拍下我们肉眼所见的一切,并保存为视频文件(拍摄者不在视频之内)。

那么,别人有没有可能根据这段视频,判断出谁是拍摄者捏?现在已经有一项技术,仅仅根据拍摄者头部的轻微晃动,来提取出某个独一无二的指纹。

3.陀螺仪


名词解释
在移动设备中,“三轴陀螺仪”已经很普遍了。这玩意儿可以实时获取设备的运动状态(比如:运动方向、加速度)。并且这些运动状态的信息,是可以被设备中的软件读取的。

隐私风险——基于陀螺仪的窃听


可能很多人觉得陀螺仪不会有啥隐私问题。但是你错了!以目前的技术水平,陀螺仪可以实现窃听。

这可不是我耸人听闻,请看大名鼎鼎的《Wired》的报道(链接在“这里”)。

隐私风险——泄漏你的生活规律
除了前面提到的窃听问题,还有其它一些隐私风险。

由于手机通常都是随身携带的。如果某个软件长时间收集你手机中的陀螺仪数据,就可以大致了解你的日常生活规律——
比如你是驾车上下班还是坐公交车/地铁(私家车/公交车/地铁,其加速度的规律是不同的)
比如你周末是宅在家里还是出门逛街。

‎比如你是否有体育运动的习惯。
……

隐私风险——跨系统盗取密码
此风险在前面介绍麦克风的时候,已经提及。此处不再罗嗦。

4.GPS

名词解释
GPS 是“全球定位系统”的缩写。这玩意儿如今也比较普及了,大伙儿应该都听说过。

隐私风险——泄露你的地理位置
GPS 的主要问题在于泄露了你的地理位置。在这个方面,GPS 暴露的信息远远高于陀螺仪。因为陀螺仪没法准确定位到经纬度,而 GPS 可以。
因此,如果某个流氓软件(或木马)收集了你的 GPS 信息,就可以非常清楚你的行踪。

隐私风险——泄漏你的生活规律
此风险在前面介绍陀螺仪的时候,已经提及。此处不再罗嗦。

其它硬件问题

还有其它一些硬件问题,放到后面的章节介绍。比如 wifi 网卡的问题,在“wifi无线网络”中介绍。

四、手机移动网络(2G、3G、4G)的隐私问题

为了打字省力,在本章节中,凡是提及“手机”一词,均包含“带有移动电话功能的平板”。不具有移动电话功能的“平板/可穿戴设备”,不在本章节的讨论之列。

1.手机的唯一标识(IMEI、IMSI、ICCID、MSISDN)

名词解释
大伙儿看到这几个英文缩写容易昏菜,大致解释一下:

IMEI(International Mobile Equipment Identity)
俗称“手机串号”,用来唯一标识某一部手机。共有15位数字。相关维基词条在“这里”。

IMSI(International Mobile Subscriber Identity)
在移动电话网中唯一标识某个用户。共有15位数字。咱们日常用的手机号,没法解决国际漫游问题。IMSI 可以用来解决国际漫游。相关维基词条在“这里”。

ICCID(ICC IDentity)
唯一标识某个 SIM 卡。相关维基词条在“这里”。

MSISDN(Mobile Subscriber ISDN)
这个就是咱们平常所说的手机号(对于大陆而言,就是“86”加上“11位数字”)。相关维基词条在“这里

隐私风险——身份定位
理论上讲,智能手机软件可以通过各种 API 获取到上述这些标识符。举例:参见 Android 的这个 API

前面的帖子我已经解释了“信息量”的概念。如果你还记得的话,你会发现上述这几个标识符,任何一个的信息量都相当大,大到足以定位某个具体的人。

隐私举例
假如某个手机软件收集了你的 IMEI 和 手机号码。后来你换了一个手机号,但是手机没换,那么该软件再次收集这两个信息之后,就可以判断出:(有很大可能)这两个手机号码其实是同一个人。

2.基站

名词解释
凡是能工作的移动电话,不外乎都要跟“移动基站”打交道。所谓的基站,是移动运营商架设的通讯设施。你的手机需要先跟基站建立无线连接,才能进入到运营商的无线移动网络中。

和基站相关的隐私问题,主要包括如下2方面:

a. 手机上的基站信息
手机跟基站建立通讯连接之后,手机上会存储当前基站的信息。手机软件可以读取这些信息。如果某个手机同时连接的基站达到三个,就可以用几何定位。通过基站进行定位,精度通常不如 GPS 那么高。但也已经能够获得某些隐私信息。

b. 基站上的手机信息
手机跟基站建立通讯连接之后,基站自然就获得了手机的信息。通过这个信息,运营商就可以知道你这部手机处于哪个位置。

隐私风险——泄露你的地理位置
此风险在前面介绍 GPS 的时候,已经提及。此处不再罗嗦。

隐私风险——泄漏你的生活规律
此风险在前面介绍 GPS 的时候,已经提及。此处不再罗嗦。


3.伪基站

名词解释
某些图谋不轨的人可以架设一个冒牌的基站,然后用来群发垃圾短信。这种就称为“伪基站”。维基词条参见“这里”。

隐私风险——泄漏手机标识
如果你的手机跟“伪基站”建立连接,那么“伪基站”就可以获取你手机的手机号(MSISDN)以及手机串号(IMEI)。

4.政府对运营商的监控

名词解释
这个不用多解释,大伙儿只需看看“棱镜门丑闻”。

隐私风险——政府对移动运营商的监控
在天朝,所有运营商(移动、电信、联通)的移动数据(语音通话、短信、彩信)都在朝廷的监控之下。

案例——美国的棱镜门丑闻
棱镜门丑闻,大伙儿应该都很熟悉了。从斯诺登曝光的材料看,美国的 NSA 可以监控其它国家(比如:巴哈马、菲律宾、墨西哥)的移动网络。这些国家的运营商并不在美国政府的管辖范围之下,NSA 是如何做到的捏?据说是 NSA 在这些运营商的网络中设置了后门。

5.移动通讯协议的破解🧑‍🚀

名词解释
通俗地说,“移动通讯协议”就是移动网络中用来传输数据(语音、文本)的协议。你的语音通话、短信、彩信、移动上网,底层都是基于“移动通讯协议”来传输的。一旦攻击者能够破解某种移动通讯协议,就意味着攻击者可以拿到你的通讯内容(比如:语音通话、短信、移动上网数据)

隐私风险——对 2G 加密协议的破解
虽然移动通讯协议都是经过很多专家(当然也包括砖家)精心打造的,但是依然会有安全漏洞。尤其是 GSM 协议,诞生已经超过20年。当时设计的时候,并未考虑到如今这么强的运算能力(暴力破解)。

隐私风险——对 3G 加密协议的破解
那么,比 GSM 晚很多年诞生的 3G 协议是否很严密了呢?好像也未必。

五、无线局域网(Wi-Fi)的隐私问题

聊完了移动网络,再来聊聊 wifi 网络。

1.无线网卡的 MAC 地址

名词解释
所谓的“MAC 地址”,你可以通俗地理解为网卡的硬件唯一标识。更详细的介绍可以参见维基词条(在“这里”)

隐私风险——泄漏你的行踪
当你的手机了开启 wifi 功能,手机会时不时地扫描周围的 wifi 信号,看看是否有可用的 wifi 网络连接。在扫描信号的过程中,手机会发出一些 wifi 信号。这些信号中包含了你的手机 wifi 网卡的 MAC 地址。因此,有心人就可以利用某些专门的设备,收集这些手机的网卡的 MAC 地址。由于 MAC 地址具有非常好的唯一性,因此也就具有很高的信息量,足以定位到唯一的个人。

这篇文章,就提到了纽约的商家是如何利用这点,摸清顾客的行踪及偏好(很详细哦)。

2.公共场所的热点

名词解释
顾名思义,就不解释了。

隐私风险——你的网络流量可能被监控(被嗅探)或篡改
很多同学喜欢使用公共场所的 wifi 热点。这里面有潜在的隐私风险。

首先,你并不知道架设这个热点的人是不是一个攻击者。比如你在星巴克里面测试到的 wifi 热点,既可能是星巴克提供的,也可能是某个攻击者提供的(然后伪装成星巴克的热点)。

其次,至于那种来历不明的热点,就更可疑啦。

万一你使用的热点是某个攻击者架设的,那么这个攻击者就可以嗅探到你(基于该热点的)所有的上网流量。万一你访问的网站是走 HTTP 协议而不是 HTTPS 协议,那么你就形同裸奔了(HTTP 是明文的,HTTPS 才是加密的)。

隐私举例
假设你在公共场所用了某个来历不明的热点上网,并且访问了某个国内邮箱(大部分国内邮箱,都不是全程 HTTPS 加密)。而这个热点是一个攻击者架设的。那么攻击者就可以拿到你邮箱中的所有内容。

更有甚者,攻击者可以直接在邮箱的网页上挂马(因为 HTTP 是明文的,可以直接修改页面内容,植入恶意脚本)。

3.基于 Wi-Fi 热点的定位

名词解释
这种定位的原理,有点类似于”基站定位“。如果移动设备开启了 wifi,设备上的软件可以收集周边 wifi 热点的信号强度,然后上传到该软件的服务端。如果服务端已经存储了大量的热点信息,就可以通过算法比对,定位出该设备的位置。

隐私风险——泄露你的地理位置
此风险在前面介绍 GPS 的时候,已经提及。此处不再罗嗦。

隐私风险——泄漏你的生活规律
此风险在前面介绍 GPS 的时候,已经提及。此处不再罗嗦。

4.对 Wi-Fi 协议的破解

名词解释
wifi 因为是无线的,意味它没有明确的物理边界,这就让攻击者有机可乘。比如你在公司里面架设的 wifi,如果 wifi 信号覆盖到公司之外(这种情况很常见),那么攻击者无需进入公司,就可以进行破解。

隐私风险——你的网络流量可能被监控(被嗅探)或篡改
此风险与“使用未知的公共热点”类似,我就不再浪费口水了。直接转一篇帖子,给大伙儿瞧一瞧。

《黑客讲故事:攻下隔壁女生路由器后,我都做了些什么 @ 知乎日报》

六、固件(Firmware)的隐私问题

名词解释
所谓的“固件”,港台叫“韧体”,洋文叫做“Firmware”。维基词条在“这里”。你可以通俗地理解为“手机操作系统”。

隐私风险——上述的各种风险
既然是固件,自然可以访问到手机的各种硬件(如前所述的:摄像头、麦克风、陀螺仪、wifi网卡……)。所以,如果固件不靠谱,前面提到的所有风险,都会存在。

那么,啥情况会导致“固件不靠谱”捏?大致有如下几种情况:

1. 手机厂商默认安装的固件就有问题——比如“小米丑闻”和“酷派丑闻”。
2. 你自己刷了第三方的固件,而这个固件本身就不靠谱——比如内置了后门。

前面说的是国产手机。国外手机也未必是可信滴。别忘了“棱镜门”!

国产手机和国外手机的差别在于——国产手机的后门可能会被朝廷的六扇门控制,而国外手机(主要是美国手机)的后门可能会被 NSA(美国国安局)控制。由于 NSA 对咱们天朝的屁民没有司法管辖权,而天朝的六扇门分分钟就可以给你扣上“煽动颠覆”的罪名。所以,就算双方都有后门,国外手机还是好过国产手机。

七、应用软件的隐私问题

移动设备上的应用软件,按照其运作机制可以分为两类:
🧒‌🪖⚒☠👊
1. 该软件的特性和移动设备密切相关,因此只存在于移动设备上(比如说“计步器”)。
2. 该软件的特性和移动设备关系不大,既存在于移动设备,也存在于 PC 上(比如说“邮件客户端”)。

对于第2类,

至于第1类,其隐私风险与固件类似。也就是说,只用某个应用软件不靠谱,前面提到的所有风险,都会存在。

比如微信,装机量如此巨大,朝廷如果要求腾讯在微信中植入后门,腾讯敢拒绝吗?如果微信这个应用收集你的各种信息,然后加密发送到腾讯自己的服务器上,你能察觉到吗?

八、与物理安全相关的隐私问题
1.失窃

手机/平板容易被偷,这应该是众所周知的了。一旦失窃,那上面的数据(通通都跟隐私有关)就拱手让人了。

相比而言,笔记本电脑的失窃率就远远小于“手机/平板”;至于台式机,失窃率就更低了(哪怕遭遇入室盗窃,小偷都懒得去扛台式机)。
从这个角度也可以看出,移动设备额外的隐私风险。

2.不恰当的报废处理

‏如今多数人至少都用过不止一个手机。淘汰下来的旧手机该咋办捏?有些人就当废品卖了——愚蠢大大滴!旧手机能值几个钱?但是你牺牲了自己的隐私。因为旧手机上存储了很多跟你本人密切相关的信息。即使你把手机 reset(重置为出厂设置),这些数据也不会彻底消失。

3.其它的隐私风险

目前占据主要市场份额的,是 Android(约3/4)和 iOS(约1/4)。iOS 不用说,肯定是闭源的。Android 表面上看是开源的,其实捏,不完全是。

Android 系统包括两部分:AOSP(Android Open Source Project)和 GMS(Google Mobile Services)。GMS 是不开源的。而且自从 Android 占据市场主导地位之后,Google 逐渐把 AOSP 中的模块转移到 GMS 中(参见 36氪 的这篇报道)。

好在 Mozilla 也开始介入手机市场,推出了 Firefox OS(应该是全开源的)。Mozilla 作为非盈利组织,在隐私保护方面会好于 Google(商业公司)。所以 Firefox OS 会比 Android 保险一些。

‏可惜 Firefox OS 目前的市场份额还太小,也不晓得这个系统将来能否做大?

图片[2]-移动设备的隐私问题-可能资源网

缺乏“优秀的磁盘加密”

手机上确实有一些磁盘加密和文件加密的工具,但是和 PC 上的同类工具相比,成熟度差了一大截。
比如 PC 上的 TrueCrypt/VeraCrypt 同时支持“KeyFile 认证”和“Plausible Deniability”。手机上的加密工具,貌似没有哪个软件同时支持这俩特性的。

THE END
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