Este trabalho descreve um ataque que detecta as teclas pressionadas em teclados mecânicos pela análise das vibrações geradas quando as mesmas são pressionadas. Dois equipamentos foram experimentados no ataque: um teclado genérico de automação comercial e um terminal de ponto de venda (POS / PIN-pad). Acelerômetros são utilizados como sensores de vibração. Propositalmente, o equipamento necessário para a execução do ataque é de baixíssimo custo, de modo a ressaltar o risco das vulnerabilidades encontradas. Obtivemos taxas de sucesso médio de 69% no reconhecimento das teclas pressionadas para o terminal PIN-pad em repouso e 75% para o mesmo sendo segurado na mão. No caso de teclado de automação comercial, as taxas médias de acerto ficaram em torno de 99%. / This work describes an attack that identifies the sequence of keystrokes analyzing mechanical vibrations generated by the act of pressing keys. We use accelerometers as vibration sensors. The apparatus necessary for this attack is inexpensive and can be unobtrusively embedded within the target equipment. We tested the proposed attack on an ATM keypad and a PIN-pad. We achieved the key recognition rates of 99% in ATM keypad, 69% in PIN-pad resting on a hard surface and 75% in PIN-pad hold in hand.

Este trabalho descreve um ataque que detecta as teclas pressionadas em teclados mecânicos pela análise das vibrações geradas quando as mesmas são pressionadas. Dois equipamentos foram experimentados no ataque: um teclado genérico de automação comercial e um terminal de ponto de venda (POS / PIN-pad). Acelerômetros são utilizados como sensores de vibração. Propositalmente, o equipamento necessário para a execução do ataque é de baixíssimo custo, de modo a ressaltar o risco das vulnerabilidades encontradas. Obtivemos taxas de sucesso médio de 69% no reconhecimento das teclas pressionadas para o terminal PIN-pad em repouso e 75% para o mesmo sendo segurado na mão. No caso de teclado de automação comercial, as taxas médias de acerto ficaram em torno de 99%. / This work describes an attack that identifies the sequence of keystrokes analyzing mechanical vibrations generated by the act of pressing keys. We use accelerometers as vibration sensors. The apparatus necessary for this attack is inexpensive and can be unobtrusively embedded within the target equipment. We tested the proposed attack on an ATM keypad and a PIN-pad. We achieved the key recognition rates of 99% in ATM keypad, 69% in PIN-pad resting on a hard surface and 75% in PIN-pad hold in hand.

Esta tese apresenta três novos ataques a equipamentos de pagamento eletrônico que possuem teclado mecânico, conhecidos como \"PIN pads\". Mostramos de três formas distintas como tais equipamentos possuem vulnerabilidades de segurança na camada física que permitem o vazamento do PIN (Personal Identification Number) quando o mesmo é digitado. Demonstramos experimentalmente que é possível inferir com elevada taxa de acerto (100% em um dos ataques) a senha digitada, de forma não-invasiva. Os ataques desenvolvidos são baseados na introdução de sensores nos próprios equipamentos ou em seu ambiente de operação: acelerômetros para análise de vibração, microfones para análise acústica e células de carga para medição de forças do pressionamento. Devido à massificação no uso de sensores por dispositivos de consumo, o roubo de informação por meios não convencionais é atividade crescente. Os resultados dos ataques de baixo custo realizados expõem sérias deficiências no processo de certificação de segurança de tais equipamentos. / This thesis presents three new attacks on electronic payment equipment having mechanical keypads, known as \"PIN pads\". We show in three different ways how they have security vulnerabilities at the physical layer allowing the leak of the PIN (Personal Identification Number) when it is entered. We experimentally demonstrated that it is possible to infer with high success rate (100% in one of the attacks) the password entered on the device, in a non-invasive way. The attacks are based on the placement of sensors inside the equipment itself or in its operating environment: accelerometers for doing vibration analysis, microphones for acoustic analysis and load cells for measuring the pressing force. Due to massive deployment of sensors in consumer devices, information theft by unconventional means is increasing. The results of the low-cost attacks here developed expose serious shortcomings in the process of security certification of such equipment.

Esta tese apresenta três novos ataques a equipamentos de pagamento eletrônico que possuem teclado mecânico, conhecidos como \"PIN pads\". Mostramos de três formas distintas como tais equipamentos possuem vulnerabilidades de segurança na camada física que permitem o vazamento do PIN (Personal Identification Number) quando o mesmo é digitado. Demonstramos experimentalmente que é possível inferir com elevada taxa de acerto (100% em um dos ataques) a senha digitada, de forma não-invasiva. Os ataques desenvolvidos são baseados na introdução de sensores nos próprios equipamentos ou em seu ambiente de operação: acelerômetros para análise de vibração, microfones para análise acústica e células de carga para medição de forças do pressionamento. Devido à massificação no uso de sensores por dispositivos de consumo, o roubo de informação por meios não convencionais é atividade crescente. Os resultados dos ataques de baixo custo realizados expõem sérias deficiências no processo de certificação de segurança de tais equipamentos. / This thesis presents three new attacks on electronic payment equipment having mechanical keypads, known as \"PIN pads\". We show in three different ways how they have security vulnerabilities at the physical layer allowing the leak of the PIN (Personal Identification Number) when it is entered. We experimentally demonstrated that it is possible to infer with high success rate (100% in one of the attacks) the password entered on the device, in a non-invasive way. The attacks are based on the placement of sensors inside the equipment itself or in its operating environment: accelerometers for doing vibration analysis, microphones for acoustic analysis and load cells for measuring the pressing force. Due to massive deployment of sensors in consumer devices, information theft by unconventional means is increasing. The results of the low-cost attacks here developed expose serious shortcomings in the process of security certification of such equipment.