숨겨진 위협: 스마트폰 배터리가 개인정보를 유출할 수 있다

배터리를 이용해 스마트폰의 민감한 정보를 훔칠 수 있습니다. 이를 위해 엔지니어들은 배터리 내부에 마이크로컨트롤러를 탑재해 배터리 사용 급증(spike)을 모니터링했습니다. 그런 다음 AI를 사용해 이 급증 패턴을 특정 키스트로크와 매칭했습니다.

배터리 해킹: 작동 원리

텍사스 대학교, 이스라엘 공과대학 테크니온, 히브리 대학교 보안 연구진이 스마트폰 배터리를 사용해 사용자 몰래 민감한 정보를 훔칠 수 있음을 발견했습니다.

요즘 모바일 기기에는 반응성과 배터리 수명 연장을 위해 개발된 '스마트 배터리'가 탑재됩니다. 하지만 이 배터리들이 사용자가 폰에서 입력하는 모든 데이터(타이핑 내용 전체)를 위험에 빠뜨릴 수 있습니다.

연구진은 악성 배터리가 사용자 활동을 모니터링하고 수집된 개인정보를 비밀 채널을 통해 원격 공격자에게 전송하는 방법을 시연했습니다. 배터리에서 나오는 기기 전력 로그(1kHz 샘플링)에는 광범위한 개인정보를 추출하기에 충분한 데이터가 포함되어 있음을 보였습니다.

배터리 해킹: 작동 방식

스마트폰 안팎으로 흐르는 전력을 측정하기 위해 연구진은 배터리에 마이크로컨트롤러를 내장했습니다. 그런 다음 오프라인 인공지능 시스템을 사용해 전력 흐름을 특정 키스트로크와 매칭했습니다.

삼성 갤럭시 S4 배터리 내 마이크로컨트롤러

마이크로컨트롤러와 배터리 상태 API(Battery Status API)를 활용해 공격자는 비밀번호 추적, 방문 웹사이트 모니터링, 통화 시간, 카메라나 기타 앱 열기 등을 파악할 수 있습니다.

요약하자면, 공격자는 전력 소비 기록을 사용해 사용자가 기기에서 타이핑하거나 하는 모든 것의 로그를 만들 수 있습니다.

하지만 해커는 기기에 물리적으로 접근해 '악성 배터리'로 교체해야 추적을 시작할 수 있습니다. 또한 폰이 충전 중이 아닌 배터리로 작동 중이어야 합니다.

저자들에 따르면, 교체는 짧은 시간에 가능합니다: 공항 보안 검색 중, 수리점이나 공급망에서. 악성 배터리 셀이 모든 전력 흔적을 기록하면, AI가 이 배터리 급증 패턴을 사용자 활동의 일관된 초상으로 변환합니다.

이미지 출처: 연구진 제공

연구에서 AI는 키보드 앱에서 어떤 키가 눌리는지 성공적으로 탐지했습니다. 게다가 키스트로크 흔적은 다른 화면 터치와 구별되었습니다.

참조: Inference attacks by malicious batteries on mobile device

폰에 물리적으로 접근해야 한다는 요건 때문에 다른 공격에 비해 실행이 꽤 어렵지만, 배터리 수준 감시는 여러 이점을 제공합니다.

1. 해킹이 폰에 흔적을 남기지 않아 공격 식별이 어렵습니다.
2. 다른 공격과 달리 악성 배터리는 네트워크 트래픽 가로채기나 사용자 활동 모니터링용 액세서리가 필요 없습니다.
3. 폰 배터리 교체 외에 어떤 하드웨어 구성요소도 수정/변경할 필요가 없습니다.
4. 다른 까다로운 하드웨어 공격과 달리 배터리 교체는 매우 간단하며 특수 도구가 필요 없습니다.

테스트

연구진은 삼성 갤럭시 노트 4와 화웨이 메이트 9 스마트폰에서 이 방법을 구현했습니다. 기본 키보드와 서드파티 키보드 앱(SwiftKey)을 사용하는 두 기기의 키스트로크를 성공적으로 추적했습니다.

사파리와 모질라는 개인정보 보호 우려로 배터리 상태 API 지원을 이미 중단했습니다. 하지만 크롬 브라우저에서는 여전히 지원되므로 이 공격은 광범위하게 배포 가능합니다.

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다행히 지금까지 이런 종류의 실제 공격 사례는 보고되지 않았으며, 연구진은 현재로선 이러한 공격이 이론적 단계에 머물러 있다고 주장합니다.