요약
몰래카메라가 영상을 처리할 때 메모리에서 나오는 전자파로 20m 밖에서도 찾아냅니다.
중국 후난대학교와 미국 UC 샌디에이고, 미시간주립대학교 연구진이 2024년 USENIX Security 학회에서 발표한 논문입니다. 연구진은 이 시스템을 ESauron이라 이름 붙이고, 몰래카메라를 찾아 위치까지 짚는 첫 개념 증명이라고 소개했습니다.
왜 중요한가
- 무선 신호를 내지 않는 유선 카메라와 오프라인 카메라도 같은 방법으로 찾을 수 있습니다.
- 모든 카메라가 거치는 영상 압축 과정을 노리므로 통신 방식이나 제품 종류에 덜 좌우됩니다.
- 카메라에 가까이 가지 않고도 멀리서 존재와 위치를 함께 확인할 수 있습니다.
핵심 내용
- 카메라는 영상을 보내거나 저장하기 전에 기기 안의 메모리를 써서 인코딩하고 압축합니다.
- 이때 메모리 읽기·쓰기가 메모리 클럭 주파수에서 전자파를 내보냅니다.
- 장면이 갑자기 바뀌면 처리할 양이 몰리면서 전자파가 눈에 띄게 늘어납니다.
- ESauron은 일부러 장면 변화를 일으키고, 그때 치솟는 전자파를 멀리서 잡아냅니다.
- 카메라 50종을 시험해 자극 4번 만에 모두 찾았고, 가림막이 있어도 20m 넘게 떨어져 탐지했습니다.
HN 반응
- 도청 탐지 업체가 수십 년 써 온 기법을 값싼 SDR(소프트웨어로 신호를 처리하는 무선 수신기)로 옮겼을 뿐이라는 평가에, 장면 변화로 자극하는 방식은 새롭다는 반론이 붙었습니다.
- 전원 없이 숨어 있는 수동형 도청 장치에는 통하지 않는다는 한계와, 유럽에서는 해당 주파수 대역이 LTE·5G 신호로 붐빈다는 지적도 나왔습니다.
이 글을 보니 소련이 만든 도청 장치 "The Thing"이 떠올랐습니다. 원격으로 전력을 공급하기 전까지는 완전히 수동 상태라서, 전원이 꺼져 있을 때는 탐지하기가 극도로 어려웠던 흥미로운 장치입니다.
https://en.wikipedia.org/wiki/The_Thing_(listening_device)
그러다 영상에도 비슷한 방식이 가능하지 않을까 싶었는데, 역시나 있더군요.
https://ieeexplore.ieee.org/document/8719264
Eye of Sauron 논문도 이런 장치에는 아마 통하지 않을 것이라는 한계를 인정하고 있습니다. 그래도 인상적입니다. 진짜 프라이버시와 보안은 정말 어렵습니다!
알고 보면 우리 모두 라이브 스트리머인 셈입니다.
https://en.wikipedia.org/wiki/Van_Eck_phreaking
여기서 "방출(emanations)"이란 듣는 쪽이 화면의 이미지를 복원하고 글자를 읽어 낼 수 있게 해 주는 신호를 뜻합니다.
요즘 모니터에서도 통할지는 잘 모르겠습니다(CRT는 전압이 꽤 높았으니까요). 다만 요즘 모니터도 전자기장(EMF) 측면에서는 꽤 "시끄럽습니다." 휴대용 라디오를 AM 모드로 켜고 집 안을 돌아다녀 보는 것도 재미있는 실험입니다. 온갖 전자제품 소리가 "들립니다!"
요즘은 훨씬 제한적일 것 같습니다. 디스플레이 전송은 패킷 단위로 이뤄지고, 암호화(HDCP)도 흔하고, 엄청나게 높은 대역폭을 감당하도록 설계되어 있으니까요. 반면 CRT는 누구나 엿들을 수 있게 깔끔하게 순차적인 아날로그 신호를 상대적으로 마구 뿜어냈죠.
그렇긴 해도 무선 키보드를 쓴다면, 무선 연결 방식과 상관없이 타이밍 분석으로 키 입력을 복원할 수 있다고 보는 게 거의 기정사실입니다. 독수리 타법으로 고통스러울 만큼 느리게 치지 않는 한은요.
탐지되는 것은 LCD의 열(column) 데이터 라인 스캔과 행(row) 순차 갱신일 겁니다. 이미지의 변화를 단순히 대응시키는 낮은 공간 주파수 영역에서는 여전히 가능할 수도 있지만, 진짜 문제는 모니터 해상도와 주사율이 너무 높아져서 문자나 이미지를 분해해 내기가 훨씬 어려워졌다는 점입니다. OLED는 더 어렵습니다. 상부 캐소드 층이 방출을 대부분 차단하기 때문입니다(요즘 대부분의 LCD에 있는 패턴 VCOM보다 훨씬 더요).
내장 터치는 또 다른 문제입니다. 휴대전화에서 방사되는 전자기 방출을 원격으로 측정해서 손가락의 근접 여부와 위치를, 두 축까지는 아니더라도 적어도 한 축에서는 얻어 낼 수 있을 겁니다.
상당한 인덕턴스를 가진 편향 코일에 수백 볼트가 걸려 있는 경우와, RFI 차폐 안쪽에서 몇 볼트로 동작하는 디지털 회로는 차이가 큽니다. 100% 불가능하다고까지는 말하지 않겠지만, 풀어야 할 문제가 자릿수가 달라질 만큼 어렵다고 생각합니다.
정확합니다. 판 에크 시절 픽셀 클록은 기껏해야 몇 MHz였고, 이미지는 변조된 전자빔을 유리판에 쏘는 방식으로 표시됐습니다(즉 큰 전력이 별로 가두어지지 않은 채로 다루어졌다는 뜻입니다). 요즘 디스플레이는 픽셀 클록이 1GHz를 넘기도 하고, 스위칭되는 전력은 훨씬 적으며, 그 전력도 아주 좁은 공간(LCD 두께)에서만 쓰입니다. 수신 기술이 발전했다는 점을 감안해도 도청하는 쪽이 불리합니다.
닐 스티븐슨 팬으로서, 초록을 읽고 제 머릿속에 가장 먼저 떠오른 것도 Van Eck 프리킹이었어요. 이 기법이 오늘날에도 건재하다니 반갑네요 :)
혹시 골동품 가구가 당기시나요?
맞아요.
아버지가 국방 분야에서 일하셨는데, 템페스트(TEMPEST)가 생겨난 내막이라든지 기밀과 장비 등을 지키려고 패러데이 케이지를 써야 한다는 요건에 얽힌 이야기를 들려주셨어요.
전해지는 이야기로는, 레드팀 같은 팀이 미사일 시험(이었는지 뭔지)이 열리던 곳에서 가까운 길가에 간단한 장비만 들고 자리를 잡았대요. 그러고는 나중에 발사 코드를 그대로 알려 줘서 높으신 분들이 다들 충격을 받았다고 해요. 그래서 차폐된 통신이 필요해졌다는 거죠.
제가 알기로는 실제로는 발사 코드가 전부 0000으로 설정되어 있다던데요. 누가 코드를 까먹었다고 발사가 늦어지면 안 되니까요. (반쯤만 농담입니다)
미국이 핵 공격에 의도적으로 대응하기는 어렵지만, 실수로 먼저 시작할 가능성은 높았다는 추측이 여러 번 나왔습니다.
The Thing은 지금까지도 놀라운 이야기로 가득합니다.
이 'Thing'보다 토끼굴은 훨씬 더 깊습니다.
냉전 시기 MI5의 첫 과학 담당관이 쓴 《Spy Catcher》를 읽어 보시길 권합니다. 그는 도청 장치를 역분석하고 직접 만드는 임무를 맡았습니다. 모든 비밀을 털어놓지는 않지만, 그때 이미 기술이 얼마나 앞서 있었는지 잘 보여 줍니다.
그로부터 40~60년이 지난 지금은 전자기기와 컴퓨터가 극적으로 작아지고, 훨씬 더 기묘한 물질 특성이 계속 발견되고 있으니 어떤 기술이 존재할지 상상하기도 어렵습니다.
이 팟캐스트의 한 에피소드에서 아주 길게 이어진 도입부를 듣고 알게 됐어요. 정말 좋은 팟캐스트입니다. https://500songs.com/podcast/episode-146-good-vibrations-by-the-beach-boys/
무그 신시사이저도 있습니다: https://www.google.com/search?q=moog+synthesizer
그리고 하이테크 제품을 전문으로 하는 무그 사는 그 신시사이저를 만든 사람의 사촌이 세웠습니다: https://en.wikipedia.org/wiki/Moog_Inc .
그런 장치는 고출력 전파를 주파수 범위에 걸쳐 쭉 쓸어 주기만 해도 작동시킬 수 있을 겁니다. 그러면 그 장치가 어떤 신호를 돌려보내는지 볼 수 있죠. 자극을 주고 나서 듣는 겁니다. 레이더를 포함해 탐지 방식 상당수가 이렇게 동작하니, 이상한 발상도 아닙니다.
그리고 요즘은 다이오드 접합을 탐지하는 방법도 있습니다.
TSCM(기술적 감시 대응) 서비스 업체들은 보통 비선형 접합 탐지기(non linear junction detector)를 씁니다. 사무실에 도청 장치가 설치됐거나 설치될 위험이 있다고 걱정하고, 정당한 필요와 쓸 돈이 있다면 얼마든지 고용할 수 있어요. 사실 새로운 일이 아닙니다. 더 고급스러우면서도 휴대하기 쉬워진 RF 장비, 휴대용 스펙트럼 분석기, 비교적 저렴한 SDR로 만들어 리눅스 SBC와 연동하는 장비 덕분에, 이런 일을 하는 장비가 예전보다 훨씬 싸졌습니다.
DRAM 어레이에 RF를 "조사(照射)"하는 것이 목적이라면, 특정 대역에서 특정 구역으로 RF를 쏠 수 있는 휴대용 GaN 기반 증폭기(예를 들어 플라스틱 바퀴 달린 카트에 혼 안테나 몇 개를 얹어 사무실을 돌아다니는 식으로)도 예전보다 훨씬 작고 전력도 덜 먹습니다.
추가: Zhang의 PDF를 보면 그림 15에서 노트북 옆에 있는 상자는 USRP B210 SDR이고, PCB로 된 기본적인 로그 주기 안테나입니다.
https://www.google.com/search?client=firefox-b-d&q=USRP+B210+
https://www.ettus.com/all-products/ub210-kit/
결국 이 연구는 "상용 SDR을 스펙트럼 분석기로 용도 변경하고, 소형 임베디드 장치에서 DRAM이 활발히 쓰일 때 어떤 모습인지 감지하는 맞춤 소프트웨어를 짰다"는 이야기입니다. 몇몇 본격적인 TSCM 업체는 이런 일을 35년째 해 왔고, 장비만 지금은 엄청나게 작고 싸졌을 뿐입니다.
개념이 꼭 새롭다고 할 수는 없지만, 이건 RF가 아니라 스트로보를 이용한 광학적 수단으로 자극을 주는 새로운 접근법입니다.
모션 감지 때만 녹화하도록 설정된 카메라도 주황색 스프레이를 칠한 60cm 남짓한 정사각형 골판지 몇 장을 들고 방 안에서 흔들어 대기만 하면 똑같이 쉽게 자극할 수 있어요. 아니면 그냥 사람 한 명이 방 안을 걸어 다니기만 해도 되고요. 쓸 만한 숨은 카메라라면 SDR 달린 노트북과 지향성 안테나를 들고 렌즈 시야 안을 돌아다니는 사람의 물리적 움직임 정도는 충분히 포착할 만큼 민감해야 하니까요.
제 생각에 이건 모션 감지 카메라 이야기라기보다는, 장면이 갑자기 바뀔 때 새로 들어온 정보를 전부 인코딩하느라 비트레이트가 급격히 치솟는 현상에 가까운 것 같습니다. 또 카메라를 알려진 주파수로 자극할 수 있어서, 무작위 방출 대비 SNR을 더 좋게 얻을 수 있을 것 같고요. 다만 h264 같은 코덱이 메모리 접근 패턴 면에서 실제로 어떻게 인코딩되는지는 잘 모르겠습니다.
댄 겔바트(Dan Gelbart)의 센서 강연[0]에서는 광학 스캔 방식(원본 영상에 언급된 것)뿐 아니라 RF를 이용한 또 다른 흥미로운 방법도 자세히 설명합니다. 강연 전체를 볼 만한 가치가 있고, 링크의 타임스탬프는 RF 방식 설명이 시작되는 지점입니다.
[0] https://youtu.be/0MtRxX0crjU?t=1815
그 댄 겔바트 강연에서는 역반사(retroreflection)[0]로 원격 관찰을 탐지하는 방법도 설명하는데, 렌즈가 달린 거라면 뭐든, 심지어 사람 눈에도 정말 잘 통합니다.
[0] 그가 역반사를 설명하는 부분으로 바로 가는 링크 https://youtu.be/0MtRxX0crjU?t=3019
어려운 문제를 푸는 법을 설명하는 그의 다른 영상들도 정말 좋습니다.
추신: 역반사를 이용한 상용 제품이 유튜브에 광고되고 있는 것 같습니다.
https://www.youtube.com/watch?v=NaXSRpTeMbU
정말 기발하네요.
원리는 카메라가 디스크에 읽기/쓰기를 한다는 겁니다. 그러면 탐지 가능한 전자기 복사가 발생하죠.
그다음에 이 드론이 [뭔가를 하거나/움직이거나/자극을 줘서] 읽기/쓰기/전자기 복사가 더 많이 일어나게 하고요.
그런데 이게 2026년의 최첨단이라니 믿기지 않는 마음도 있어요. 60년대 엔지니어들이 벌써 생각했을 법한 일 같은데요?
디스크가 아니라 RAM에 쓰는 게 핵심입니다. DDR3는 높은 고정 주파수로 동작하니까, 꽤 날카로운 필터로 찾아낼 수 있습니다.
오, 대박이네요.
그러면 로컬에서 돌아가는 AI 기기도 탐지할 수 있다는 얘기잖아요. 피지컬 AI라면 뭐든 엄청난 양의 메모리를 달고 다닐 테니까요.
버틀레리안 지하드에 유용하겠네요.
정보기관은 거의 확실히 훨씬 앞서 있겠지만, 당연한 이유로 일반인에게는 알려지지 않죠.
탐지의 최종 보스는 카메라에 전원이 들어와 있을 필요조차 없습니다.
https://en.wikipedia.org/wiki/Nonlinear_junction_detector
"NLJD는 그에 걸맞게, 반도체가 들어 있고 차폐되지 않은 거의 모든 전자 장치를 전원이 켜져 있든 아니든 탐지할 수 있다."
제대로 차폐하는 게 정말 그렇게 어렵거나 비싼 일이라서 다들 장비를 차폐하지 않는 걸까요? 아니면 그냥 아무도 신경 쓰지 않는 걸까요?
그러고 보니 예전에는 아무 전자제품이나 근처에 있는 GSM 휴대전화의 간섭음을 잡아내는 것 같았던 게 생각나네요. 비선형 부품이 RF 신호를 자기도 모르게 변조해 버렸던 거죠.