软件学报

作者：唐奔宵,王丽娜,汪润,赵磊,陈青松

单位：唐奔宵，武汉大学 国家网络安全学院, 湖北 武汉 43007211,王丽娜，武汉大学 国家网络安全学院, 湖北 武汉 43007202,汪润，武汉大学 国家网络安全学院, 湖北 武汉 43007203,赵磊，武汉大学 国家网络安全学院, 湖北 武汉 43007204,陈青松，武汉大学 国家网络安全学院, 湖北 武汉 43007205

关键词：Andorid;运动传感器;侧信道攻击;隐私保护;差分隐私

基金：国家自然科学基金（61876134，61672394）；国家重点研发计划（2016YFB0801100）；国家自然科学联合基金（U1536204）

针对移动设备中运动传感器侧信道的防御研究面临很多困难，已有的解决方案无法有效实现用户体验与防御能力之间的平衡，也难以覆盖各种类型的运动传感器侧信道.为了解决上述问题，系统地分析了运动传感器侧信道攻击的通用模型，针对侧信道构建过程，提出了一种基于差分隐私Laplace机制的传感器信号混淆方案.该方案实施于系统框架层，通过无差别地向传感器信号中实时注入少量受控噪声，干扰侧信道学习"用户行为-设备状态-传感器读数"之间的映射关系.构建了侧信道的通用模型，结合典型的侧信道，从理论层面详细地分析了信号混淆抵抗传感器侧信道攻击的原理，证明防御方案具有优异的普适性、可用性和灵活性，能够有效地对抗实验以外的已知或未知运动传感器侧信道攻击.最后，筛选出11种典型的运动传感器侧信道进行对抗实验，验证了该防御方案对抗实际攻击的有效性.

来源：2019年第8期

《软件学报》期刊编辑部

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