Acoustic side-channel attacks (ASCA) on keyboards pose a significant security risk, as keystrokes can be inferred from typing acoustics, revealing sensitive information. Prior ASCA studies are limited by small-scale datasets with restricted diversity in users, keyboards, and environments, constraining analysis across devices, microphones, and noise conditions. We introduce HEAR, a dataset designed to study ASCA along three axes: keyboard generalization, noise adaptation, and user bias. HEAR contains recordings from 53 participants using 37 laptop keyboards, collected in three realistic settings: (1) external microphone capture, (2) device microphone capture without network noise, and (3) VoIP-based streaming capture. This enables controlled evaluation across users, keyboards, and environments. On HEAR, we establish an ASCA benchmark spanning conventional features and pre-trained representations from raw audio and spectrograms in unimodal and multimodal settings. We propose DECKER, a domain-invariant keystroke inference framework with four stages: (1) Keyboard Signature Normalization to reduce device coloration, (2) domain-adversarial disentanglement to suppress keyboard identity, (3) supervised cross-keyboard contrastive alignment to enforce key consistency, and (4) Acoustic Style Randomization to synthesize unseen keyboard responses. We further explore sentence-level inference using an LLM-based post-processing layer to refine keystroke sequences via linguistic context. Results on HEAR show DECKER improves keystroke identification over strong baselines, particularly in cross-keyboard and cross-user settings, with further gains from language-model rectification. These findings highlight that ASCA remains effective across diverse users, devices, and noisy environments, underscoring its practical security risk.


翻译:摘要:键盘声学侧信道攻击(ASCA)构成重大安全风险,因为击键动作可从打字声学特征中被推断,从而泄露敏感信息。以往的ASCA研究受限于小规模数据集,在用户、键盘和环境多样性方面存在局限,制约了跨设备、麦克风和噪声条件的分析能力。我们提出HEAR数据集,旨在沿三个维度研究ASCA:键盘泛化性、噪声适应性和用户偏差。HEAR包含53名参与者使用37种笔记本电脑键盘的录音,在三种真实场景下收集:(1)外部麦克风捕获,(2)无网络噪声的设备麦克风捕获,以及(3)基于VoIP的流媒体捕获。这实现了跨用户、键盘和环境受控评估。在HEAR上,我们建立了涵盖传统特征及从原始音频和频谱图预训练表示(包括单模态与多模态设置)的ASCA基准。我们提出DECKER——一种四阶段域不变击键推断框架:(1)键盘签名归一化以减少设备染色效应,(2)域对抗解耦以抑制键盘身份特征,(3)监督式跨键盘对比对齐以强化按键一致性,以及(4)声学风格随机化以合成未见过的键盘响应。我们进一步探索基于大语言模型(LLM)的后处理层实现语句级推断,通过语言上下文优化击键序列。HEAR上的结果表明,DECKER在跨键盘和跨用户设置中显著优于强基线方法的击键识别性能,且语言模型校正带来额外增益。这些发现凸显ASCA在多样化用户、设备和噪声环境中仍具有效性,从而强调其实际安全风险。

0
下载
关闭预览

相关内容

《基于功耗和电磁的侧信道攻击对策综述》
专知会员服务
17+阅读 · 1月25日
计算机视觉领域的后门攻击与防御:综述
专知会员服务
19+阅读 · 2025年9月13日
《基于枪击录音声学分析的枪支类型层级破译》
专知会员服务
13+阅读 · 2025年7月9日
【WWW2024】基于提示增强的联邦内容表征学习的跨域推荐
专知会员服务
19+阅读 · 2024年1月29日
一种关键字提取新方法
1号机器人网
21+阅读 · 2018年11月15日
OCR开源库(文本区域定位和文本识别):github
数据挖掘入门与实战
28+阅读 · 2017年11月26日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
无人机自主控制与人工智能:系统性综述
专知会员服务
10+阅读 · 今天7:25
巡飞弹与反无人机系统——现代战场的两大支柱
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:54
《打造“黄金舰队”》57页报告
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:52
《北约数字教官网络发展路径》128页报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:33
ECCV 2026 | MIMFlow:MIM与归一化流统一图像生成
专知会员服务
7+阅读 · 6月25日
网状网络及其在军事领域的运用
专知会员服务
7+阅读 · 6月25日
无美国参与的欧洲战争方式(万字长文)
专知会员服务
8+阅读 · 6月25日
《国防领域敏感性分析白皮书》
专知会员服务
9+阅读 · 6月25日
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
专知会员服务
10+阅读 · 6月24日
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
10+阅读 · 6月24日
相关VIP内容
《基于功耗和电磁的侧信道攻击对策综述》
专知会员服务
17+阅读 · 1月25日
计算机视觉领域的后门攻击与防御:综述
专知会员服务
19+阅读 · 2025年9月13日
《基于枪击录音声学分析的枪支类型层级破译》
专知会员服务
13+阅读 · 2025年7月9日
【WWW2024】基于提示增强的联邦内容表征学习的跨域推荐
专知会员服务
19+阅读 · 2024年1月29日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员