EveGuard：利用音频对抗扰动防御基于振动的侧信道窃听
密码学与安全
2025-04-11 v2 多媒体
声音
音频与语音处理
摘要
基于振动测量的侧信道构成重大隐私风险，利用毫米波雷达、光传感器和加速度计等传感器检测声源或邻近物体的振动，从而实现语音窃听。尽管已提出多种防御措施，但这些方案涉及昂贵的硬件解决方案且存在固有的物理限制。本文提出 EveGuard，一种软件驱动的防御框架，通过生成对抗音频保护语音隐私免受侧信道侵害，同时不损害人类感知。我们利用侧信道和传统麦克风的不同感知能力：侧信道捕捉振动，麦克风记录气压变化，导致不同的频率响应。EveGuard 首先提出扰动生成模型（PGM），在保持高音频质量的同时有效抑制基于传感器的窃听。其次，为实现 PGM 的端到端训练，我们引入了一种名为 Eve-GAN 的新域翻译任务，用于从给定音频推断被窃听信号。我们进一步应用少样本学习以减轻 Eve-GAN 训练的数据收集开销。大量实验表明，EveGuard 对音频分类器的保护率超过 97%，并显著阻碍了被窃听音频的重构。我们进一步在三种自适应攻击机制下验证了 EveGuard 的性能。我们还进行了用户研究，验证了扰动音频的感知质量。
引用
@article{arxiv.2411.10034,
title = {EveGuard: Defeating Vibration-based Side-Channel Eavesdropping with Audio Adversarial Perturbations},
author = {Jung-Woo Chang and Ke Sun and David Xia and Xinyu Zhang and Farinaz Koushanfar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.10034},
year = {2025}
}
备注
In the 46th IEEE Symposium on Security and Privacy (IEEE S&P), May 2025