به خطر افتادن امنیت کامپیوتر در اثر خرابی سخت‌افزار
دستگاه‌ها

صفحه نمایش
صفحه نمایش اصلی‌‌ترین دستگاه مورد استفاده برای دسترسی به داده‌های کامپیوتر است. صفحه‌های نمایش داده های محیط خود را تابش می دهند یا منعکس می کنند و به‌طور بالقوه به مهاجمین امکان دسترسی به اطلاعات نمایش داده شده در صفحه نمایش را می‌دهند.
تابش‌های الکترومغناطیسی
واحدهای نمایشگر تصویری تابش می‌کنند:
هارمونیک‌های با پهنای کم سیگنال‌های ساعت دیجیتال
هارمونیک های با پهنای زیاد سیگنال‌های دیجیتال مختلف "تصادفی" مانند سیگنال ویدیویی
تابش سازش دهنده یا تشعشعات تمپست (TEMPEST)، یک کلمهٔ کد برای برنامه دولت ایالات متحده، با هدف حمله به مسئلهٔ مذکور است؛ که در آن پخش الکترومغناطیسی داده‌ها در برنامه های حساس کامپیوتری، موجب نگرانی قابل توجهی شده است. کسانی که استراق سمع می‌کنند، می‌توانند محتوای نمایشگرهای تصویری را با استفاده از فرکانس های رادیویی که تولید می‌شوند، بازسازی کنند. هر هارمونیک (تابش شده) سیگنال ویدیویی، شباهت قابل توجهی به سیگنال تلویزیونی پخش شده دارد. در صورت عدم اقدام پیشگیرانه، استراق سمع از واحدهای نمایشگر تصویری، حتی از فواصل چند صد متر، و فقط با استفاده از یک گیرنده تلویزیون سیاه و سفید معمولی، یک آنتن جهت‌دار و یک تقویت‌کننده آنتن، امکان‌پذیر است. حتی می‌توان از برخی از انواع واحدهای نمایشگرهای تصویری، در فواصل بیشتر از 1 کیلومتر نیز اطلاعات به دست آورد. اگر تجهیزات پیشرفته‌تر، جهت دریافت و رمزگشایی استفاده شوند،حداکثر فاصله می‌تواند بسیار بیشتر باشد.
بازتاب‌های سازنده
آنچه توسط صفحه نمایش نشان داده می‌شود، در محیط منعکس می‌شود. می‌توان از  بازتاب‌های متغیر با زمان، که از صفحه‌های نمایش CRT منتشر می‌شوند، برای بازیابی تصویر اصلی صفحه نمایش، بهره‌برداری کرد. این یکی از روش‌های استراق سمع از راه دور بر روی داده‌هایی است که بر روی صفحه نمایش کامپیوتر دلخواه، از جمله نمایشگرهای LCD رایج در حال حاضر، نمایش داده می‌شوند.
این روش از بازتاب‌های تابش‌های نوری صفحه نمایش، بر روی اشیای مختلف که معمولاً  در نزدیکی صفحه یافت می‌شوند، بهره‌برداری و از این بازتاب‌ها برای بازیابی محتوای اصلی صفحه استفاده می‌کند. از جمله این اشیا می توان به عینک، قوری، قاشق، بطری های پلاستیکی و حتی چشم کاربر اشاره کرد. این حمله می‌تواند برای جاسوسی از روی فونت‌های کوچک، با استفاده از تجهیزات ارزان قیمت و آماده در فروشگاه‌ها (با قیمت کمتر از 1500 دلار)، تا فاصلهٔ 10 متر با موفقیت انجام گیرد. با تکیه بر تجهیزات گران‌قیمت‌تر می‌توان این فاصله را به بیش از 30 متری افزایش داد که این نشان می‌دهد که حملات مشابه از آن‌طرف خیابان و یا از نزدیکی ساختمان امکان‌پذیر است.
بسیاری از اشیایی که ممکن است در یک محل کار معمول پیدا شوند، می توانند برای بازیابی اطلاعات صفحه نمایش کامپیوتر توسط یک فرد خارجی مورد بهره برداری قرار گیرند. به ویژه نتایج خوبی از بازتاب بر روی عینک کاربر یا قوری واقع شده در میز کنار صفحه نمایش، به دست آمده است. بازتاب هایی که از چشم کاربر نشأت می گیرند نیز نتایج خوبی ارائه می دهند. با این حال، جاسوسی از راه دور از روی چشم‌ها دشوارتر است زیرا آنها با سرعت بالایی حرکت می‌کنند و به زمان نوردهی زیادی نیاز دارند. استفاده از تجهیزات گران‌قیمت‌تر که به زمان نوردهی کمتری نیاز دارند، به رفع این مشکل کمک خواهد کرد.
بازتاب های جمع شده از سطوح منحنی اشیای نزدیک صفحه، اطلاعات محرمانه نمایش داده شده روی صفحه را متوجه تهدید قابل توجهی می‌کند. برای پیشگیری در برابر این تهدید، می‌توان از پرده یا محافظ های قوی در برابر نور و اشکال مشابه، بر روی پنجره‌ها استفاده کرد اما در عین حال این اقدامات دیدن صفحه را برای کاربر نیز دشوار می‌کند. بیشتر کاربران متوجه این خطر نیستند و در یک روز آفتابی و زیبا تمایل دارند که پرده‌ها را باز بگذارند. بازتاب یک جسم ، یک نمایشگر کامپیوتر ، در یک آینه منحنی ، یک تصویر مجازی در پشت سطح بازتابنده ایجاد می‌کند. برای یک آینه تخت این تصویر مجازی دارای همان اندازه است و در پشت آینه با همان فاصله جسم اصلی قرار می‌گیرد، اما برای آینه های منحنی، اوضاع پیچیده‌تر است.
صفحه کلید
تابش‌های الکترومغناطیسی
صفحه کلید کامپیوتر اغلب برای انتقال داده های محرمانه مانند رمزهای عبور استفاده می شود. از آنجا که آنها دارای اجزای الکترونیکی هستند ، امواج الکترومغناطیسی ساطع می کنند. این امواج منتشر شده می توانند اطلاعات حساس مانند ضربه زدن به کلید را برملا کنند.به‌طور کلی، تابش های الکترومغناطیسی تهدیدی امنیتی برای تجهیزات کامپیوتری است.
رویکرد به این صورت است که سیگنال خام به‌طور مستقیم از آنتن به دست می‌آید و کل طیف الکترومغناطیسی دریافت شده، پردازش می‌شود. به لطف این روش، چهار نوع مختلف تابش الکترومغناطیسی سازگار با صفحه کلیدها شناسایی شده است که این امواج توسط صفحه کلیدهای با سیم و بی سیم منتشر شده‌اند. به وسیلهٔ این انتشارات، می‌توان اطلاعات حاصل از فشردن کلیدهای صفحه کلید را به‌طور کامل یا جزئی بازیابی کرد. در بهترین حملهٔ عملی، 95% اطلاعات کلیدهای فشرده شده، از یک صفحه کلید PS/2، از فاصلهٔ 20 متری و حتی با وجود دیوارها، بازیابی شد. به دلیل این که هر صفحه کلید یک اثر خاص مبنا بر ثابت نماندن فرکانس ساعت دارد، می‌تواند صفحه کلید منبع خروجی را تعیین کند، حتی اگر چندین صفحه کلید از یک مدل و به‌طور همزمان در حال استفاده باشند.
چهار روش مختلف به خطر انداختن تابش های الکترومغناطیسی در زیر شرح داده شده است:
تکنیک انتقال Falling Edge
هنگامی که یک کلید فشرده می شود ، آزاد می شود یا نگه داشته می‌شود ، صفحه کلید بستهٔ اطلاعاتی را که به عنوان کد اسکن شناخته می شود به کامپیوتر می فرستد. روش مورد استفاده برای انتقال این کد اسکن ها یک ارتباط سریالی دو طرفه است ، بر اساس چهار سیم:  VCC (5 ولت)، زمین، داده و ساعت. سیگنال‌های ساعت و داده به‌طور یکسان تولید می شوند.از این رو ، تابش سازنده، ترکیبی از هر دو سیگنال است. با این حال ، لبه های داده ها و خطوط ساعت روی هم قرار ندارند. بنابراین ، می توان آنها را به راحتی جدا کرد تا سیگنال های مستقلی به دست آورد.
تکنیک انتقال عمومی
حمله از روش انتقال Falling Edge، محدود به بازیابی جزئی اطلاعات فشار دادن کلیدهاست. این محدودیت قابل توجهی است. GTT، یک حمله به روش انتقال Falling Edge است که ارتقا یافته و می‌تواند تقریباً همهٔ اطلاعات فشار دادن کلیدها را بازیابی کند. در واقع ، بین دو ردیابی ، دقیقاً یک داده در حال افزایش است. اگر مهاجمان بتوانند این انتقال را تشخیص دهند ، می توانند فشار کلیدها را به‌طور کامل بازیابی کنند.
تکنیک مدولاسیون
هارمونیک هایی که از تابش‌های غیرعمدی مانند تابش‌های منتشر شده توسط ساعت، عناصر غیرخطی، کراس‌تاک، آلودگی زمین و غیره حاصل می‌شوند، انتشارات الکترومغناطیسی به خطر می اندازند. تعیین دلایل تولید این تشعشعات سازنده، یک کار پیچیده است. این هارمونیک ها با حامل تقریباً 4 مگاهرتزی مطابقت دارند، که به احتمال زیاد ساعت داخلی ریزکنترلگر درون صفحه کلید هستند. این هارمونیک ها با سیگنالهای ساعت و داده ، که سیگنال‌های مدوله شده (در دامنه و فرکانس) هستند و حالت کامل سیگنال‌های ساعت و داده را توصیف می کنند ، همبستگی دارند. این بدان معنی است که کد اسکن را می توان به‌طور کامل از این هارمونیک ها بازیابی کرد.
تکنیک اسکن ماتریس
تولیدکنندگان صفحه کلید، کلیدها را به صورت ماتریسی مرتب می کنند. کنترل کنندهٔ صفحه کلید ، که غالباً یک پردازنده 8 بیتی است، ستون ها را یکی یکی تجزیه می کند و حالت‌های 8 کلید را به صورت همزمان بازیابی می کند. این فرایند چک کردن ماتریس را می توان به عنوان 192 کلید توصیف کرد (برخی از کلیدها ممکن است استفاده نشوند ، به عنوان مثال صفحه کلیدهای مدرن از 104/105 کلید استفاده می کنند) در 24 ستون و 8 ردیف مرتب شده‌اند. به مدت حداقل 3μs این ستون ها به‌طور مداوم و یک به یک پالس می شوند. بنابراین ، این پالس‌ها ممکن است به عنوان یک آنتن عمل کرده و باعث ایجاد تابش های الکترومغناطیسی شوند. اگر یک مهاجم قادر به گرفتن این امواج باشد، می تواند ستون ماتریس کلید فشرده شده را به راحتی بازیابی کند. حتی اگر این سیگنال، کلید فشرده شده را به‌طور کامل توصیف نکند ، باز هم اطلاعات جزئی در مورد کد اسکن منتقل شده ، به‌طور مثال شماره ستون ، می دهد.
توجه داشته باشید که روال چک کردن ماتریس در یک دور بی‌پایان ادامه پیدا می کند. وقتی هیچ کلیدی فشرده نمی شود ، ما هنوز سیگنالی متشکل از چندین قله با فاصله‌های مساوی داریم. از این امواج و سیگنال‌ها می‌توان برای تشخیص حضور کامپیوترهای قدرتمند از راه دور استفاده شود. در مورد صفحه کلیدهای بی سیم ، می توان از انتقال بی سیم داده ها به عنوان یک محرک الکترومغناطیسی استفاده کرد تا دقیقاً فشار یک کلید را تشخیص داد، در حالی که از محاسبه های اسکن ماتریس برای تعیین ستونی که متعلق به آن است استفاده می‌شود.
امواج صوتی
حملات علیه امواج صوتی ناشی از تایپ انسان در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. به‌طور خاص ، مدارک نشان می‌دهند که امواج صوتی ناشی از صفحه کلید موجب درز کردن اطلاعات می‌شود که می تواند برای بازسازی متن تایپ شده، مورد بهره‌برداری قرار گیرد.
صفحه کلیدهای رایانهٔ شخصی ، صفحه کلیدهای لپ‌تاپ در معرض حملات مبتنی بر افتراق صدا از کلیدهای مختلف هستند. این حمله، به عنوان ورودی، سیگنال صوتی ضبط شده حاوی یک کلمه تایپ شده توسط یک نفر بر روی صفحه کلید و یک فرهنگ لغت می‌گیرد. فرض بر این است که کلمه تایپ شده در فرهنگ لغت وجود دارد. هدف از این حمله بازسازی کلمهٔ اصلی از سیگنال است. این حمله یک  صدای ضبط شدهٔ 10 دقیقه ای از کاربر که متن انگلیسی را با استفاده از صفحه کلید تایپ می کند، در نظر می‌گیرد و سپس تا 96٪ از حروف تایپ شده را بازیابی می کند. این حمله ارزان تمام می‌شود زیرا  سخت افزارهای مورد نیاز، یک میکروفون سهموی و غیرتهاجمی است زیرا نیازی به نفوذ فیزیکی به سیستم ندارد. این حمله برای شناسایی کلید فشرده شده از یک شبکهٔ عصبی استفاده می‌کند. در این حمله، پردازش سیگنال و ساختمان داده‌ها و الگوریتم‌های کارآمد را با هم ترکیب می‌کنند، تا با موفقیت بتوانند تک کلمه‌هایی را که از 7 تا 13 حرف تشکیل شده‌اند،از یک فایل ضبط شده حاوی صدای فشردن کلیدها در هنگام تایپ کردن آن کلمات، بازیابی کنند. اگرچه صدای کلیک کردن(فشردن) کلیدهای مختلف صفحه کلید با گوش انسان مشابه شنیده می‌شود، در واقع صدای کلیک کردن بر روی هر کلید با هم متفاوت است، زیرا این کلیدها در موقعیت‌های مختلفی بر روی صفحهٔ کیبورد(صفحه کلید) واقع شده‌اند.
به‌طور متوسط در هر 20 کلیک، تنها 0/5 تشخیص نادرست وجود دارد که نشان می‌دهد در این حمله، صدای ایجاد شده از طریق صفحه کلید را در معرض استراق سمع قرار می‌دهند. این حمله بسیار کارآمد است و بازیابی هر کلمه در یک کامپیوتر استاندارد، کمتر از 20 ثانیه طول می‌کشد. طبق آمارهای به دست آمده از آزمایش این روش‌ها، با احتمال 90% یا بیشتر کلمات با 10 حرف یا بیشتر  و با احتمال 73% کل کلمات بازیابی شده‌اند. در عمل ، یک مهاجم انسانی به‌طور معمول می تواند تصادفی بودن متن را تشخیص دهد. یک مهاجم همچنین می تواند مواردی را که کاربر، نام کاربری و گذرواژه خود را تایپ می کند ، شناسایی کند. سیگنال های صوتی کوتاه حاوی یک کلمه با هفت حرف یا بیشتر به عنوان این موارد در نظر گرفته می‌شوند. این بدان معنی است که مدت سیگنال فقط چند ثانیه  است. چنین کلمات کوتاه اغلب به عنوان رمز عبور انتخاب می شوند. عوامل غالب مؤثر در موفقیت حمله ، طول کلمه و مهمتر از آن ، تعداد کاراکترهای(حروف) تکرار شده در کلمه است.
این فرایندی است که امکان بازیابی مؤثر یک کلمه از ضبط های صوتی صدای کلیک کردن بر روی صفحه کلید را فراهم می کند. اخیراً ، استخراج اطلاعات از نوع دیگری از تابش‌ها و امواج نشان داده شده است: امواج صوتی منتشر شده از دستگاه های مکانیکی مانند چاپگرهای ماتریس سوزنی.
جاسوسی صفحه کلید به صورت تصویری
اگرچه استخراج اطلاعات خصوصی با مشاهدهٔ شخصی که در حال تایپ کردن بر روی صفحه کلید است، ساده به نظر می‌رسد، اما اگر قرار باشد این فرایند به‌طور خودکار انجام گیرد، بسیار چالش‌برانگیز می‌شود. با این وجود، در خصوص نظارت طولانی مدت یا فعالیت طولانی کاربر، به یک ابزار خودکار نیاز است، زیرا یک انسان می‌تواند در هر دقیقه تنها چند کاراکتر را بازسازی کند. مقاله "کلیرشات: جاسوسی ورودی صفحه کلید از ویدئو" (ClearShot: Eavesdropping on keyboard input from video) روشی جدید برای بازیابی خودکار متن تایپ شده روی صفحه کلید را ارائه می‌دهد که صرفاً براساس ویدیوی تایپ کردن کاربر است.
تشخیص خودکار کلیدهایی که توسط کاربر فشرده می شوند مسئله‌ای دشوار است که به تجزیه و تحلیل پیچیدهٔ حرکت نیاز دارد. آزمایش ها نشان می‌دهد ، برای یک انسان ، بازسازی چند جمله نیاز به تجزیه و تحلیل ساعت‌ها حرکت آهسته فیلم‌ها دارد. مهاجم ممکن است یک دستگاه نظارت در اتاق قربانی نصب کند، ممکن است با سو استفاده از  آسیب پذیری در نرم‌افزار کنترل دوربین ، دوربین موجود را به کنترل خود درآورد یا به سادگی، می‌تواند دوربین تلفن همراه خود را به سمت صفحه کلید لپ‌تاپ قربانی که در یک فضای عمومی مشغول به کار است، بگیرد و تصویر را ضبط کند.
تحلیل بالزاروتی به دو مرحله اصلی تقسیم می شود. مرحلهٔ اول با استفاده از تکنیک‌های بینایی کامپیوتری، فیلم ضبط شده توسط دوربین را تجزیه و تحلیل می کند. برای هر فریم از ویدیو، با استفاده تجزیه و تحلیل بینایی کامپیوتری، مجموعه کلیدهایی را که احتمالاً فشار داده شده‌اند، مجموعه کلیدهایی را که قطعاً فشرده نشده‌اند و موقعیت فاصله‌ها(اسپیس) را محاسبه می کند. از آنجا که نتایج این مرحله از تجزیه و تحلیل، پر سر و صدا است ، مرحلهٔ دوم به نام تجزیه و تحلیل متن مورد نیاز است. هدف از این مرحله حذف خطاها با استفاده از هر دو روش حساس به زبان و متن است. نتیجهٔ این مرحله، متن بازسازی شده است ،  که هر کلمه در آن با لیستی از نامزدهای احتمالی نشان داده می شود که براساس احتمال رخداد آن‌ها، رتبه بندی می شوند.
چاپگر
امواج صوتی
با امواج صوتی، حمله و بازیابی متن چاپ شده توسط یک چاپگر ماتریس سوزنی، که یک متن انگلیسی را چاپ می‌کند، امکان‌پذیر می‌شود. اگر میکروفون به اندازه کافی به چاپگر نزدیک باشد، حمله می‌تواند از طریق صدای ضبط شده توسط آن انجام گیرد. اگر این حمله با میکروفونی در فاصله 10 سانتی متر از چاپگر انجام شود، می‌تواند تا 72٪ کلمات چاپ شده و در صورت داشتن دانش کافی در مورد متن ، تا 95٪ را بازیابی کند.
پس از یک مرحله آموزش مقدماتی، حمله کاملاً خودکار انجام می‌شود و از ترکیبی از یادگیری ماشین ، پردازش صدا و تکنیک های بازشناسی گفتار، از جمله ویژگی های طیف ، مدل‌های پنهان مارکوف و طبقه بندی خطی استفاده می‌شود. دلیل اساسی که می‌توان متن چاپ شده را بازسازی کرد، این است که اگر سوزن‌های بیشتری در یک زمان خاص سوزن بزنند، صدای ساطع شده بلندتر می شود. تعداد سوزن‌ها و شدت تابش صوتی به هم وابسته‌اند. یک مرحله آموزش انجام شد که در آن کلمات فرهنگ لغت چاپ می شوند و مشخصه ویژگی های صوتی این کلمات استخراج و در یک پایگاه داده ذخیره می شوند. از مشخصه ویژگی‌های آموزش دیده برای تشخیص متن چاپ شده انگلیسی استفاده شده است. اما ، این کار به سادگی انجام نمی‌شود. چالش های اصلی عبارتند از:
شناسایی و استخراج ویژگی‌های صدا که به‌طور مناسب امواج صوتی چاپگرهای ماتریس سوزنی را به دست می‌آورند.
جبران ویزگی های واضح نبودن و همپوشانی سیگنال‌ها که به وسیله پوسیدگی در مرور زمان، بر روی امواج صوتی ایجاد می‌شوند.
شناسایی و حذف کلمات به اشتباه تشخیص داده شده، برای افزایش درصد کلی کلماتی که به درستی شناسایی شده‌اند (میزان تشخیص).