Графический ключ как способ аутентификации¶
Графический ключ (графический пароль, паттерн-блокировка) — способ аутентификации пользователя в компьютерных и мобильных системах, основанный на вводе пользователем рисунка по сетке точек или произвольной траектории на сенсорном экране. Относится к биометрически-смежным методам идентификации, но формально является знанием («что знает пользователь»), а не биометрией. Наиболее широко применяется в операционной системе Android (функция «Блокировка экрана паттерном»), а также в банковских приложениях, системах контроля доступа и некоторых десктопных утилитах.
¶Принцип работы
Стандартная реализация на Android представляет собой сетку 3×3 точки (иногда 4×4 или 6×6 в специализированных решениях). Пользователь задаёт последовательность соединения точек — минимум 4 точки из 9. Система хранит не сам рисунок, а его хеш-представление или закодированную последовательность (например, в виде числа в системе счисления по основанию 9). При разблокировке введённая траектория сравнивается с сохранённой.
Ключевое свойство графического ключа — наглядность и скорость ввода: жест запоминается мышечной памятью, что делает его быстрее текстового пароля. Однако это же свойство создаёт ряд уязвимостей.
¶Уязвимости и способы обхода
¶Визуальные следы на экране
Самая известная уязвимость графического паттерна — оставление жирных следов пальца на сенсорном экране. При ярком свете или под определённым углом остатки смазки на стекле выявляют траекторию соединения точек. Злоумышленник, получивший физический доступ к устройству, может восстановить паттерн по этим следам. Производители смартфонов частично решают проблему, отключая отображение траектории при вводе (опция «Не показывать паттерн»), но следы на стекле остаются.
¶Перебор и подбор
Пространство возможных паттерней на сетке 3×3 ограничено: при условии, что точки не повторяются, их число составляет 389 112 комбинаций (для последовательностей длиной от 4 до 9 точек). Это значительно меньше, чем у 6-значного PIN-кода (1 000 000) и на порядки меньше, чем у текстового пароля. Android ограничивает количество попыток ввода (обычно 5 неудачных попыток), после чего требуется ввод текстового пароля или Google-аккаунта, что защищает от грубого перебора.
¶Матричные атаки и «smudge attack»
Исследования в области безопасности мобильных устройств показали, что атаки на основе анализа следов (smudge attacks) позволяют восстановить паттерн с высокой точностью — в ряде экспериментов до 95 % случаев. Для этого используются фотографии экрана с обработкой в графических редакторах или специализированные алгоритмы выделения контрастов.
¶Ключлоггеры и вредоносное ПО
При установленном на устройстве вредоносном ПО графический паттерн может быть перехвачен программно — через доступ к событиям ввода, перехват скриншотов или уязвимости в системных сервисах. Для этого требуется предварительная компрометация устройства, однако на rooted-устройствах или при использовании уязвимых версий ОС риск возрастает.
¶Наблюдение со стороны
Паттерн, вводимый на открытом месте, легко запомнить наблюдателю — жест воспроизводится мышечно и визуально. Исследования показывают, что паттерн можно запомнить после одного наблюдения с расстояния около 2 метров.
¶Меры защиты
Для повышения безопасности графического ключа рекомендуется:
- использовать сетку 4×4 или больше, если это поддерживается системой;
- включать опцию скрытия траектории при вводе;
- регулярно протирать экран от следов;
- сочетать паттерн с другими факторами аутентификации — отпечатком пальца, распознаванием лица, PIN-кодом;
- ограничивать количество попыток ввода и включать удалённое стирание устройства при нескольких неудачных попытках.
¶Правовой контекст
В Российской Федерации деятельность по взлому чужих устройств и обходу средств защиты информации квалифицируется по статье 272 УК РФ («Неправомерный доступ к компьютерной информации») и зависит от последствий: от штрафа до лишения свободы на срок до 7 лет при тяжких последствиях. Использование графического ключа для защиты персональных данных регулируется Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных».
Источники:
- Документация Android Open Source Project по блокировке экрана
- Уголовный кодекс Российской Федерации, ст. 272
- Федеральный закон от 27.07.2006 № 152-ФЗ «О персональных данных»
- Aviv A., Gibson K., Mossop E., Blaze M., Smith J. Smudge Attacks on Smartphone Touch Screens // WOOT, 2010
- Schaub F., Deyhle R., Weber M. Password Entry Usability and Shoulder Surfing Susceptibility on Smartphone Touch Screen Keyboards // MobileHCI, 2012