PowerTouch: A Security Objective-Guided Automation Framework for Generating Wired Ghost Touch Attacks on Touchscreens
PowerTouch: A Security Objective-Guided Automation Framework for Generating Wired Ghost Touch Attacks on Touchscreens
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PowerTouch：一种安全目标引导的自动化框架，用于在触摸屏上生成有线幽灵触摸攻击
DOI：
10.1145/3508352.3549395
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Zhang, Xuan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhu, Huifeng;Yu, Zhiyuan;Cao, Weidong;Zhang, Ning;Zhang, Xuan
有线幽灵触摸攻击是对现代触摸屏的新兴和严重的威胁。攻击者可以使触摸屏错误地报告不存在的触摸（即，通过电源线将共模噪声（CMN）注入目标设备，现有的攻击依赖于对触摸屏进行逆向工程，然后手动制作CMN波形来控制幽灵触摸的类型和位置。虽然成功，但由于触摸屏的黑盒性质和攻击参数的巨大搜索空间，它们在实用性和攻击能力方面受到限制。为了克服上述局限性，本文提出了PowerTouch，一个框架，可以自动生成有线鬼触摸攻击。我们采用了软硬件协同设计的方法，并提出了一个特定领域的遗传算法为基础的方法，是量身定制的占CMN波形的特点。基于安全目标，我们的框架自动优化CMN波形，将所需类型的幽灵触摸注入攻击者指定的区域。PowerTouch的有效性通过成功地对两个不同品牌的触摸屏设备发起攻击来证明，这些设备具有九个不同的目标。与现有的攻击方法相比，本文实现了在一个额外的维度上控制敲击，在两个维度上注入敲击。我们可以将平均84.2%的点击放置在屏幕的目标侧，在其他维度上的位置误差不超过1.53mm。平均94.5%的注射刷卡与正确的方向也实现。与现有方法的定量比较表明，PowerTouch可以获得更好的攻击性能。
The wired ghost touch attacks are the emerging and severe threats against modern touchscreens. The attackers can make touchscreens falsely report nonexistent touches (i.e., ghost touches) by injecting common-mode noise (CMN) into the target devices via power cables. Existing attacks rely on reverse-engineering the touchscreens, then manually crafting the CMN waveforms to control the types and locations of ghost touches. Although successful, they are limited in practicality and attack capability due to the touchscreens' black-box nature and the immense search space of attack parameters. To overcome the above limitations, this paper presents PowerTouch, a framework that can automatically generate wired ghost touch attacks. We adopt a software-hardware co-design approach and propose a domain-specific genetic algorithm-based method that is tailored to account for the characteristics of the CMN waveform. Based on the security objectives, our framework automatically optimizes the CMN waveform towards injecting the desired type of ghost touches into regions specified by attackers. The effectiveness of PowerTouch is demonstrated by successfully launching attacks on touchscreen devices from two different brands given nine different objectives. Compared with the state-of-the-art attack, we seminally achieve controlling taps on an extra dimension and injecting swipes on both dimensions. We can place an average of 84.2% taps on the targeted side of the screen, with the location error in the other dimension no more than 1.53mm. An average of 94.5% of injected swipes with correct directions is also achieved. The quantitative comparison with the state-of-the-art method shows that a better attack performance can be achieved by PowerTouch.
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