智能手機(jī)竊取3D打印機(jī)數(shù)據(jù)圖解。

(圖片來(lái)源：文耀旭)

引言

3D打印技術(shù)越來(lái)越成熟。

然而，安全仍然是每個(gè)新興技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵性問(wèn)題。相關(guān)數(shù)據(jù)安全，直接關(guān)系到被打印對(duì)象的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。如果數(shù)據(jù)被竊取，則被打印對(duì)象則可能被非法仿造復(fù)制。最近，研究人員通過(guò)普通智能手機(jī)，對(duì)于3D打印機(jī)發(fā)起黑客攻擊，以獲取其關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并提出了一些抵御攻擊的解決方案。

3D打印技術(shù)簡(jiǎn)介和回顧

3D打印，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。它也稱為“加法制造”，將帶來(lái)一個(gè)數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè)，囊括了從火箭發(fā)動(dòng)機(jī)到心臟瓣膜的各種產(chǎn)品制造。

作為一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，IntelligentThings之前也多次介紹這種技術(shù)的材料和應(yīng)用，例如3D打印盲文地圖、3D打印技術(shù)改變感恩節(jié)晚餐的六種方式、水溶性纖維讓不可能完成的3D打印更加容易等等。

研究發(fā)現(xiàn)

法羅大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系博士、這項(xiàng)研究領(lǐng)導(dǎo)作者Wenyao Xu認(rèn)為，許多公司把3D打印技術(shù)作為業(yè)務(wù)革新的重點(diǎn)，但是這些打印機(jī)仍有許多安全不確定性，會(huì)留下知識(shí)產(chǎn)權(quán)安全漏洞。

Xu和同事們將于10月份，在奧地利召開(kāi)的美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)關(guān)于計(jì)算機(jī)和通訊安全的23界年度會(huì)議上， 將發(fā)表題為“我的智能手機(jī)知道你在打印什么：探索針對(duì)3D打印機(jī)的基于智能手機(jī)的邊信道攻擊”。

攻擊方式

也許，你會(huì)認(rèn)為這種攻擊和很多一般的黑客攻擊類似，源頭來(lái)自網(wǎng)絡(luò)。然而，研究人員所發(fā)起的并不是基于網(wǎng)絡(luò)的攻擊。許多3D打印機(jī)，具有類似加密和水印等安全功能，可抵御網(wǎng)絡(luò)攻擊。

相反，研究人員通過(guò)對(duì)于普通智能手機(jī)的內(nèi)置傳感器進(jìn)行編程，以測(cè)量3D打印機(jī)發(fā)出的電磁波和聲波。這些傳感器，可以推斷出在打印機(jī)進(jìn)行3D對(duì)象打印時(shí)，打印噴嘴位置。

在距離打印機(jī)20厘米外的地方，智能手機(jī)可搜集到足夠多的數(shù)據(jù)。研究人員使用這些數(shù)據(jù)可打印復(fù)制品例如門(mén)擋，準(zhǔn)確率可達(dá)94%。對(duì)于相對(duì)復(fù)雜的物體，例如汽車(chē)零部件和醫(yī)療設(shè)備，準(zhǔn)確率低一點(diǎn)，但是仍高于90%。所以，這些3D打印機(jī)的敏感信息，暴露在極大的風(fēng)險(xiǎn)之中。

從信息泄露的角度來(lái)看，最豐富的信息資源來(lái)源于電磁波，其中包含了80%的有用數(shù)據(jù)，剩下的數(shù)據(jù)來(lái)源于聲波。

攻擊的隱蔽性

任何具有智能手機(jī)的人，從心懷不滿的員工到工業(yè)間諜，都可以從那些沒(méi)有安全應(yīng)對(duì)措施的公司盜取知識(shí)產(chǎn)權(quán)。特別是在一些“關(guān)鍵任務(wù)”工業(yè)，一個(gè)系統(tǒng)受到安全攻擊，將對(duì)整個(gè)組織產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

“智能手機(jī)如此普遍，企業(yè)會(huì)對(duì)此放松警惕，讓盜賊很容易盜取知識(shí)產(chǎn)權(quán)?！辈挤_大學(xué)工業(yè)與系統(tǒng)工程系博士、研究的另外一個(gè)合著者，Chi Zhou說(shuō)道。抵御此類攻擊的途徑

研究人員給出了以下幾種途徑，確保3D打印機(jī)能夠更加安全，以抵御此類黑客攻擊。

• 距離，是遏制這種攻擊的最簡(jiǎn)單辦法。研究顯示，從簡(jiǎn)單的對(duì)象獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)量，在30厘米距離處減少至87%，在40厘米距離處減少至66%。

• 速度，增加打印速度是另外一條有效途徑。新興材料，可讓3D打印機(jī)工作速度加快，使得智能手機(jī)傳感器，破解打印噴嘴運(yùn)動(dòng)的難度加大。

• 軟件方案，例如通過(guò)編程讓打印機(jī)在不同的速度下工作。

• 硬件方案，例如聲波和電磁波屏蔽。

總結(jié)

對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)和智能設(shè)備的安全，IntelligentThings之前從軟硬件和設(shè)計(jì)角度聊過(guò)（點(diǎn)此閱讀1，點(diǎn)此閱讀2）。然而以往談到的這些安全威脅源頭，往往來(lái)自軟件、網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線電通信方面，對(duì)于電磁波和聲波而造成的數(shù)據(jù)泄露，則是安全性的又一個(gè)重要觀察點(diǎn)。

參考資料

【1】

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