Звичайний Wi-Fi може впізнавати людей без камер: точність майже 100%.
Wi-Fi давно став настільки звичною частиною нашого життя, що ми майже не замислюємося про те, що відбувається навколо нас у радіоефірі. Роутери передають сигнали, смартфони та ноутбуки відповідають їм — і все це відбувається практично непомітно.
Але, як з’ясували дослідники з Технологічного інституту Карлсруе (KIT) у Німеччині, звичайний Wi-Fi може використовуватися не лише для доступу до інтернету. Він здатен допомогти визначити конкретну людину — причому без камери, спеціального сенсора і навіть без смартфона в її кишені. У своїх експериментах науковці змогли ідентифікувати людей із точністю, близькою до 100%.
Ваше тіло залишає «радіослід»
Механізм звучить майже як фантастика, але принцип досить простий. Коли радіохвилі Wi-Fi поширюються кімнатою, вони відбиваються від стін, меблів та інших предметів. Коли на їхньому шляху опиняється людина, її тіло змінює характер поширення сигналу.
Зріст, форма тіла, положення рук, постава та навіть спосіб руху впливають на те, як саме радіохвилі проходять через простір. Для людини ці зміни непомітні. Але система машинного навчання може навчитися знаходити в них певний шаблон. Фактично формується своєрідний «радіовідбиток» людини.
Дослідники навчили алгоритм розпізнавати такі відбитки на даних 197 учасників експерименту. Система могла визначати людей незалежно від того, під яким кутом їх «бачила» Wi-Fi-система і як саме вони йшли. Після навчання моделі на визначення людини знадобилося лише кілька секунд.
Як роутер взагалі отримує ці дані?
Ключову роль тут відіграє технологія, відома як beamforming — формування спрямованого променя Wi-Fi-сигналу. Щоб підтримувати стабільне з’єднання, сучасні пристрої постійно передають роутеру інформацію про те, як вони приймають сигнал. Завдяки цьому точка доступу може краще налаштовувати напрямок передачі.
Ці дані називають Beamforming Feedback Information (BFI).
І саме BFI зацікавила дослідників. Річ у тому, що характеристики сигналу змінюються, коли радіохвилі взаємодіють із людиною. Якщо зібрати достатньо таких даних, алгоритм машинного навчання може знайти унікальні закономірності та пов’язати їх із конкретною людиною.
При цьому самій людині навіть не потрібно мати при собі телефон чи інший пристрій.
Найбільша проблема — невидимість
На перший погляд може здатися, що для такого стеження потрібно отримати доступ до Wi-Fi-мережі. Але дослідники звертають увагу на важливу особливість BFI: ці дані передаються без шифрування. Тобто пристрій у зоні дії сигналу потенційно може пасивно їх записувати. Ще цікавіше те, що людині необов’язково користуватися саме цією мережею.
Уявімо кав’ярню. Роутер обмінюється даними з ноутбуком відвідувача. Інша людина просто проходить поруч. Її тіло змінює радіополе, а ці зміни можуть потрапити в дані, які аналізує система. Інакше кажучи, для створення такого «радіовідбитка» не обов’язково підключатися до Wi-Fi.
Змінити ходу недостатньо
Одна з найбільш цікавих деталей дослідження полягає в тому, що система не обмежується розпізнаванням ходи. Якщо алгоритм визначає людину лише за способом ходьби, теоретично його можна було б обдурити — наприклад, змінити темп або манеру руху.
Але в експерименті дослідники перевіряли систему за різних умов. Вона зберігала високу точність навіть тоді, коли змінювалися кут огляду та спосіб ходьби людини. Це робить технологію потенційно набагато універсальнішою, ніж просте розпізнавання ходи за відео.
Але Wi-Fi не знає вашого імені
Є важливе уточнення. Система не може просто «подивитися» на людину через Wi-Fi й одразу сказати: це конкретний Іван чи Олена.
Спочатку алгоритм потрібно навчити. Дослідники використовували записи сигналів учасників, особи яких уже були відомі. Після цього система отримувала нові дані та визначала, кому з відомих учасників вони відповідають. Тобто технологія більше нагадує сканер відбитків пальців: вона може розпізнати унікальний фізичний шаблон, але для встановлення особи цей шаблон потрібно з чимось порівняти. Втім, для приватності це мало що змінює.
Камеру можна побачити. Wi-Fi — ні
У цьому й полягає головна причина для занепокоєння. Коли ми бачимо камеру в магазині, аеропорту чи офісі, ми принаймні розуміємо, що перебуваємо під відеоспостереженням. Камеру можна помітити, не дивитися в її бік або запитати, навіщо вона встановлена.
З Wi-Fi все інакше.
Точки доступу вже знаходяться в наших будинках, офісах, кафе, магазинах, аеропортах та інших громадських місцях. Для використання подібної технології не потрібно встановлювати помітну камеру посеред приміщення.
Саме тому дослідники вважають потенційне використання цієї технології для стеження серйозним ризиком, особливо в авторитарних країнах. Наприклад, подібний підхід теоретично можна було б застосовувати для прихованого відстеження людей під час масових заходів або протестів.
Захист хочуть закласти в сам стандарт Wi-Fi
Дослідники не обмежилися демонстрацією проблеми. Вони закликають передбачити механізми захисту приватності безпосередньо в майбутніх стандартах бездротового зв’язку. Зокрема, увага приділяється стандарту IEEE 802.11bf, який розвиває можливості Wi-Fi для бездротового зондування.
Ідея полягає в тому, щоб захистити користувачів ще на рівні протоколу, а не намагатися боротися з проблемою вже після того, як технологія масово пошириться. Дослідники також оприлюднили набір даних зі 197 учасниками для некомерційних наукових досліджень. Це дозволить іншим командам перевірити результати, знайти слабкі місця методу та розробити способи захисту.
Wi-Fi стає набагато більшим, ніж просто інтернет
Це дослідження показує цікаву і водночас тривожну тенденцію. Бездротові мережі поступово перетворюються з простого засобу передачі даних на інструмент, здатний «відчувати» навколишній простір. Радіохвилі вже давно проходять крізь кімнати. Просто тепер алгоритми машинного навчання навчилися знаходити в цих сигналах інформацію, яку раніше ніхто не сприймав як спосіб ідентифікації людини.
І головне питання тут навіть не в тому, чи здатен Wi-Fi нас розпізнати. Дослідники вже показали, що за певних умов — так. Набагато важливіше інше: чи матиме людина право знати, коли її «радіовідбиток» збирають і аналізують?
Саме від відповіді на це питання значною мірою залежатиме, чи стане нова можливість корисною технологією для розумних будинків і систем безпеки, чи перетвориться на ще один непомітний інструмент масового спостереження.
