SyntheticPop: Attacking Speaker Verification Systems With Synthetic VoicePops
College of Science, San Jose State University（圣何塞州立大学理学院）
针对VA+VoicePop防御机制，提出SyntheticPop攻击方法，通过嵌入合成“pop”噪声污染训练数据，在污染20%数据集时攻击成功率超95%，显著降低VA+VoicePop系统准确率至14%，暴露其安全漏洞。
2025-02-13 cs.CR cs.LG
The SWAX Benchmark: Attacking Biometric Systems with Wax Figures
Universidade Federal de Minas Gerais（米纳斯吉拉斯联邦大学）
针对人脸欺骗攻击问题，本文提出包含真人与蜡像多模态数据的SWAX数据集，经基线方法实验验证，现有先进检测方法仍难以抵御高质量蜡像欺骗攻击。
2019-10-21 cs.CR cs.CV cs.LG
Mean-Set Attack: Cryptanalysis of Sibert et al. Authentication Protocol
我们分析了Sibert等人的基于群的（Feige-Fiat-Shamir型）认证协议，并证明了该协议在计算上不是零知识的。此外，我们提供的实验证据表明，我们的方法是实用的，甚至可以成功的组没有有效的可计算的长度函数，如辫群。这项工作的新颖之处在于，我们没有攻击的协议，试图解决一个潜在的复杂的代数问题，即共轭搜索问题，但使用概率的方法，而不是。
2010-06-24 cs.CR math.GR math.PR
Towards Baselines for Shoulder Surfing on Mobile Authentication
考虑到移动设备和解锁过程的性质，解锁认证是通过肩扛冲浪（一种观察攻击形式）泄露凭证的主要目标。虽然研究界已经研究了最大限度地减少或防止肩部冲浪威胁的解决方案，但我们对攻击如何在当前系统上执行的理解却没有得到很好的研究。在本文中，我们描述了一个大型的在线实验（n=1173），致力于建立一个基线的肩膀冲浪漏洞，目前的解锁认证系统。使用受害者从不同角度在不同手机上输入一组4和6长度的PIN和Android解锁模式的受控视频记录，我们要求参与者扮演攻击者，试图根据观察来确定身份验证输入。我们发现，6位数的PIN是最难以捉摸的攻击面，其中一个单一的观察导致只有10.8%的成功攻击，提高到26.5%的多个观察。相比之下，6个长度的Android模式，在一次观察中，遭受了64.2%的攻击率，在多次观察中，遭受了79.9%的攻击率。删除模式的反馈线，提高了安全性，从35.3%和52.1%，分别为单一和多个观察。这一证据，以及与手的位置、手机大小和观察角度相关的其他结果，表明了与肩扛冲浪漏洞相关的最佳和最差情况，这既可以帮助用户改善他们的安全选择，也可以为研究人员建立基线。
2017-09-23 cs.CR
PAC it up: Towards Pointer Integrity using ARM Pointer Authentication
针对以存储器不安全的程序设计语言（例如，C和C++）仍然是对计算机系统的突出威胁。像面向返回的编程（ROP）这样的技术在攻击现实世界系统中的流行，促使主要的处理器制造商设计基于硬件的对策来对抗特定类别的运行时攻击。一个例子是最近在ARMv 8-A处理器架构中增加了对指针认证（PA）的支持，该架构通常用于智能手机等设备。PA是一种低成本的指针认证技术，可以抵抗内存漏洞。它已被证明能够针对损坏返回地址或函数指针的内存漏洞提供实际保护。然而，到目前为止，PA作为一种通用的保护机制来加强软件对各种类型的内存攻击的关注很少。在本文中，我们使用PA建立新的防御措施，对各类运行时攻击，包括第一个基于PA的数据指针完整性机制。我们提出了PARTS，一个工具框架，它将我们基于PA的防御集成到LLVM编译器和GNU/Linux操作系统中，并通过系统评估表明，PARTS在合理的性能开销下提供了比当前解决方案更好的保护
2019-05-24 cs.CR
Quantum-activated neural reservoirs on-chip open up large hardware security models for resilient authentication
King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)（阿卜杜拉国王科技大学）
本研究实现了一个片上集成的量子激活循环神经网络，拥有超3万亿节点/cm$^2$且功耗极低，作为大型硬件安全模型实现了100%认证准确率，可抵御统计推断攻击。
2024-03-21 cond-mat.dis-nn cs.AI cs.CR
MeLPUF: Memory-in-Logic PUF Structures for Low-Overhead IC Authentication
物理不可克隆功能（PUF）用于保护从现场可编程门阵列（FPGA）到片上系统（SoC）的实现范围内的电子设备。然而，现有的PUF实现方式经常遭受一个或多个显著的缺陷：（1）显著的设计开销;（2）难以基于应用特定的要求来配置和集成;（3）易受模型构建攻击的影响;以及（4）芯片的特定区域的空间局部性。这些因素限制了它们在不同应用中使用的外观设计认证中的应用。在这项工作中，我们提出了MeLPUF：逻辑存储器PUF;一种低开销的分布式PUF，它利用设计中现有的逻辑门来创建交叉耦合的反相器（即，存储单元）作为熵源。它利用这些存储单元的上电状态作为熵源来生成特定于设备的唯一指纹。专用控制信号管理这些按需存储单元。它们可以分散在设计的组合逻辑中，以实现分布式身份验证。它们也可以使用标准逻辑合成工具进行合成，以满足目标面积、功耗和性能约束。我们使用FPGA硅（台积电55纳米工艺）的电路级仿真和实验测量的MeLPUF签名的质量进行评估。我们的分析表明，PUF在唯一性，随机性和鲁棒性方面具有高质量，同时产生适度的开销。我们进一步证明了MeLPUF的可扩展性，通过聚合从多个存储单元的上电状态，从而创建不同长度的PUF签名或数字标识符。此外，我们建议可以利用优化技术来进一步提高MeLPUF的性能。
2023-03-29 cs.CR
Keyless Entry: Breaking and Entering eMMC RPMB with EMFI
本文利用EMFI技术攻击eMMC RPMB认证，成功篡改存储信息而不影响其他数据完整性。
2025-11-27 cs.CR
Authentication against Man-in-the-Middle Attack with a Time-variant Reconfigurable Dual-LFSR-based Arbiter PUF
随着物联网产业规模的扩大，物联网设备的信息安全备受关注。传统的加密算法需要将密钥等敏感信息存储在内存中，还需要操作系统的支持，这对于资源受限的物联网终端来说显然是无法接受的。物理不克隆功能通过提取芯片在制造过程中不可避免的工艺偏差，引入相应的激励和响应功能关系，不需要存储用户的敏感信息，并且只有在通电时才会响应，在通电时响应立即消失，这样可以节省大量的设备资源和功耗。然而，PUF容易受到建模攻击，并且挑战混淆方法等传统方法是时不变的，这相当于在传统APUF电路的前级添加了一个固定的功能。因此，它可能会受到足够CRP的建模攻击。为了进一步提高APUF电路对建模攻击的抵抗能力，提出了一种基于双LFSR的时变挑战混淆APUF电路。此外，传统的认证方案一般采用一次性密钥方案来增强对中间人攻击的抵抗能力。本文提出的两次认证方案可以在不牺牲CRP的情况下提高RFID系统抵抗中间人攻击的能力。
2020-07-21 cs.CR
An arbiter PUF secured by remote random reconfigurations of an FPGA
基于在现场可编程门阵列（FPGA）上实现强物理不可克隆功能（PUF）的新概念，提出了一种实用且高度安全的芯片认证方法。其定性的新颖功能是远程重新配置，其中PUF的延迟级被布置为FPGA的门的子集内的随机模式。在认证期间执行重新配置之前，PUF根本不存在。因此，即使攻击者之前控制了芯片，她也无法获得有关PUF的有用信息。该功能，以及严格放弃任何错误校正和挑战选择标准，这些标准取决于进入该领域的PUF的各个属性，使我们的强大PUF构造对文献中提出的所有机器学习攻击免疫。对我们的强PUF结构进行更复杂的攻击将是困难的，因为它们需要攻击者学习或直接测量整个FPGA的属性。一个全功能的参考实现安全的“芯片生物识别”。我们在25秒的时间内从1428个查找表中远程配置10个64级仲裁器PUF，然后在1毫秒内从每个PUF接收一个“指纹”。
2016-10-12 cs.CR
Generalized Power Attacks against Crypto Hardware using Long-Range Deep Learning
本文提出首个无需手动调整即可泛化至多种算法与对策的功耗侧信道深度学习分析系统 GPAM，成功攻击多种硬化的加密硬件实现，为芯片设计团队提供低成本自动化的安全评估方案。
2024-04-26 cs.CR
Attacks Against Security Context in 5G Network
在5G认证中使用的安全上下文在认证和密钥协商（AKA）过程期间生成，并存储在用户设备（UE）和网络侧两者中以用于随后的快速注册过程。鉴于其重要性，它是必要的，正式分析的安全上下文的安全机制。UE中的安全上下文可以存储在通用订户身份模块（USIM）卡中或基带芯片中。在这项工作中，我们基于ProVerif中的两种场景下的安全上下文，对快速注册过程进行了全面且形式化验证。我们的分析确定了两个漏洞，其中一个以前没有报告过。具体地，可以非法读取USIM卡中存储的安全上下文，并且可以绕过基带芯片中的安全上下文的有效性检查机制。这些漏洞也适用于4G网络。因此，攻击者可以利用这些漏洞以受害者的身份注册到网络，然后发起其他攻击，包括导致隐私泄露的一键身份验证绕过，位置欺骗等。我们的分析表明，这些漏洞源于标准的设计缺陷和运营商的不安全做法。最后，我们提出了几个潜在的对策，以防止这些攻击。我们已向GSMA报告了我们的发现，并收到了协调漏洞披露（CVD）编号CVD-2022-0057。
2023-03-20 cs.CR
Towards Implementation of Robust and Low-Cost Security Primitives for Resource-Constrained IoT Devices
近年来，由于全球化的趋势，系统集成商不得不比以往任何时候都更多地处理集成电路（IC）/知识产权（IP）假冒问题。这些伪造的硬件问题已经推动了对更安全的芯片认证的需求。来自物理源的高熵随机数是安全系统中认证和加密过程的关键组成部分[6]。安全加密依赖于用于生成密钥的真正随机数的源，并且需要片上随机数生成器来实现足够的安全性。此外，物联网（IoT）采用了大量基于硬件的安全和预防解决方案，以便以资源有效的方式安全地交换数据。在这项工作中，我们已经开发了几种基于硬件的随机函数的方法，以解决问题并增强IC的安全性和信任度：一种新颖的基于DRAM的固有物理不可克隆函数（PUF）[13]，用于系统级安全性和认证以及分析各种环境条件的影响，特别是硅老化;基于DRAM剩磁的真随机数生成（TRNG），以产生具有非常低开销的随机序列;用于产生无限数量的随机比特的基于有效电源噪声的TRNG模型，其已经被评估为成本有效的技术;物联网（IoT）环境的架构和硬件安全解决方案。由于物联网设备受到严重的资源限制，我们提出的设计可以以高效和低成本的方式减轻建立可信和安全性的担忧。
2018-06-14 cs.CR
Rejecting the Attack: Source Authentication for Wi-Fi Management Frames using CSI Information
与保护良好的数据帧相比，Wi-Fi管理帧（MF）极易受到各种攻击。由于MF是在没有加密的情况下传输的，攻击者可以很容易地伪造它们。这种攻击可以在协作环境中检测到，如无线入侵检测系统（WIDS）。然而，在非合作的环境中，它是很难为一个单一的站，以确定这些欺骗攻击使用接收信号强度（RSS）为基础的检测，由于强相关性的RSS的发送功率（Txpower）和发送方的位置。通过利用一些独特的特性（即，快速的空间去相关、Txpower的独立性以及更丰富的维度）的信道状态信息（CSI）（802.11n规范中的标准特征），我们设计了一个原型，称为CSITE，以在没有外部支持的情况下由单个站认证Wi-Fi管理帧。我们的设计CSITE，建立在现成的硬件，实现精确的欺骗检测，而无需协作和预先指纹。几种新的技术被设计来解决由用户移动性和信道动态引起的挑战。为了验证我们的解决方案的性能，我们实现了我们的设计原型，并在各种情况下进行了广泛的评估。我们的测试结果表明，我们的设计显着优于基于RSS的方法在准确性，鲁棒性和效率：我们观察到约8倍的改进CSITE基于RSS的方法上错误接受的攻击帧。
2013-05-22 cs.CR cs.NI
Attacking Delay-based PUFs with Minimal Adversary Model
针对基于延迟的PUF缺乏统一安全评估工具的问题，提出MoPE及多任务扩展MMoPE框架，在最少对手知识下攻击多类PUF，并首次以适量CRPs成功攻击异构前馈PUF。
2024-03-01 cs.AR cs.CR
Attacking Slicing Network via Side-channel Reinforcement Learning Attack
Data61, Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation（联邦科学与工业研究组织Data61）
针对网络切片共享缓存的安全漏洞，提出基于强化学习的侧信道缓存攻击框架，通过切片间博弈定位敏感数据，成功率达95%-98%，凸显相关安全防护的必要性。
2024-09-17 cs.AI cs.CR
Face Flashing: a Secure Liveness Detection Protocol based on Light Reflections
Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Fudan University（复旦大学）；Ohio State University（俄亥俄州立大学）
随着深度学习技术的快速发展，人脸认证系统变得越来越普遍。然而，人脸信息容易被捕获和复制，这使得人脸认证系统容易受到各种攻击。活性检测是防止此类攻击的重要防御技术，但现有的解决方案没有提供明确和强大的安全保证，特别是在时间方面。为了克服这些限制，我们提出了一个新的活性检测协议，称为人脸闪烁，显着增加了成功的攻击人脸认证系统的酒吧。通过在屏幕上随机闪烁精心设计的图片并分析反射光，我们的协议利用了人脸的物理特征：以光速进行反射处理，独特的文本特征和不均匀的3D形状。该协议与屏幕和数码相机的工作机制相配合，能够检测到攻击过程留下的细微痕迹。为了证明人脸闪烁的有效性，我们实现了一个原型，并使用从真实场景中收集的大量数据集进行了全面的评估。结果表明，我们的时间验证可以有效地检测合法认证和恶意案件之间的时间差距。我们的人脸验证还可以准确区分2D平面和3D对象。我们的活性检测系统的总体准确率为98.8%，并在不同的场景下评估其鲁棒性。在最坏的情况下，我们的系统的准确性下降到仍然很高的97.3%。
2018-08-22 cs.CR cs.CV
Comparative Analysis of SRAM PUF Temperature Susceptibility on Embedded Systems
University of Applied Sciences Upper Austria Hagenberg（奥地利上奥地利应用科学大学哈根贝格分校）；Software Competence Center Hagenberg（哈根贝格软件能力中心）
本文比较两种微控制器的SRAM PUF性能，评估温度对其影响，发现一种嵌入式SRAM表现更优，为设计阶段选择适合实现SRAM PUF的芯片提供参考。
2026-03-16 cs.CR
Smart speaker design and implementation with biometric authentication and advanced voice interaction capability
Data Science Institute, National University of Ireland Galway（爱尔兰国立高威大学数据科学研究所）
半导体技术的进步已经减小了尺寸和成本，同时提高了芯片组的性能和容量。此外，AI框架和库的进步为在消费者物联网设备的资源受限边缘容纳更多AI带来了可能性。传感器如今是我们环境中不可或缺的一部分，它提供连续的数据流以构建智能应用。一个示例可以是具有多个互连设备的灵巧家庭场景。在这样的智能环境中，为了方便和快速地访问基于Web的服务和个人信息，例如日历，笔记，电子邮件，提醒，银行等，用户将第三方技能或来自亚马逊商店的技能链接到他们的智能扬声器。此外，在当前的灵巧家庭场景中，诸如智能安全摄像机、视频门铃、智能插头、智能一氧化碳监测器和智能门锁等的若干灵巧家庭产品经由定制技能添加的方式与现代智能扬声器互连。因为智能扬声器经由智能扬声器用户的账户链接到这样的服务和设备。任何人都可以通过语音命令对智能扬声器进行物理访问。如果这样做，数据隐私，家庭安全和用户的其他方面都会受到损害。最近推出的Tensor Cam的AI Camera，Toshiba的Symbio，Facebook的Portal都是具有AI功能的摄像头智能扬声器。虽然它们支持摄像头，但除了发出唤醒词之外，它们没有身份验证方案。本文概述了智能音箱用户由于缺乏身份验证方案而面临的网络安全风险，并讨论了开发最先进的基于摄像头、麦克风阵列的现代Alexa智能音箱原型来解决这些风险。
2022-07-17 cs.CR cs.SD eess.AS
Chip and Skim: cloning EMV cards with the pre-play attack
EMV，也被称为“芯片和PIN”，是全球领先的卡支付系统。它在整个欧洲和亚洲大部分地区使用，并开始引入北美。支付卡包含一个芯片，因此它们可以执行身份验证协议。该协议要求销售点（POS）终端或ATM为每笔交易生成一个名为不可预测数的随机数，以确保交易是新鲜的。我们发现一些EMV实现者仅仅使用计数器，时间戳或自行开发的算法来提供这个数字。这使它们暴露于"预播放"攻击，从发卡银行可用的日志的观点来看，这与卡克隆没有区别，并且即使不可能物理地克隆卡（在提取密钥材料并将其加载到另一张卡的意义上）也可以执行。卡克隆是EMV应该防止的欺诈类型。我们描述了我们如何检测到的漏洞，我们开发的调查方法，以图表的弱点，从ATM和终端实验在现场的证据，以及我们的实施的概念验证攻击的范围。我们在最大的制造商的广泛使用的ATM机中发现了缺陷。我们现在至少可以解释越来越多的欺诈行为中的一些，在这些欺诈行为中，受害者被银行拒绝退款，这些银行声称EMV卡不能被克隆，因此卷入纠纷的客户一定是错误的或同谋。也可以通过ATM或POS终端中的恶意软件，或者通过终端和收单方之间的中间人来执行预播放攻击。我们探讨了设计和实现的错误，使缺陷逃避检测到现在：EMV规范的缺点，EMV内核认证过程，实现测试，形式化分析，或监控客户投诉。最后，我们讨论了对策。
2012-09-12 cs.CR cs.CY
Typer vs. CAPTCHA: Private information based CAPTCHA to defend against crowdsourcing human cheating
众包人工解决或在线打字攻击是破坏性的问题。然而，对这些主题的研究一直有限。在本文中，我们专注于这种攻击，所有的验证码可以简单地打破，因为它的设计目的。本文在对验证码的Typer现象和攻击机制进行全面分析的基础上，提出了一种新的验证码设计原则，以区分人（Typer）和人（user）。其核心思想是验证码的挑战过程应该包含具有私有属性的唯一信息。我们的想法是基于人类之间的信息不对称。如果没有这些私人信息，即使他们识别出CAPTCHA中的所有字符，Typers也无法完成攻击。我们形式化，设计和实现两个例子，我们提出的原则，一个字符为基础的，基于数据报的情况下，根据Web交互和密码处理程序。我们要求用户从密码序列中没有的随机字符中选择密码，或者将随机排序的序列放入正确的顺序。提出了一种新的基于模糊匹配的生成算法，增加了人工容错能力和随机猜测攻击的难度。与其他解决方案不同，我们的方法不需要修改主身份验证协议、用户界面和典型Web服务的体验。几项用户研究的结果表明，我们提出的方法既简单（人类可以在不到20秒的时间内准确解决）又高效（Typer只能部署随机猜测攻击，成功率非常低）。
2019-04-29 cs.CR
CycPUF: Cyclic Physical Unclonable Function
本文提出CycPUF，通过在传统基于延迟的PUF中引入反馈信号形成循环结构，扩展输出行为范围，增强对机器学习建模攻击的抵抗力，并在FPGA上验证其安全性与开销。
2024-02-12 cs.CR
