Van Eck phreaking (conosciuto anche come radiazione di Van Eck) è una tecnica di intercettazione delle informazioni basata sull'analisi delle emissioni elettromagnetiche involontarie generate da dispositivi elettronici. Il fenomeno costituisce una forma di attacco a canale laterale (side-channel attack), attraverso la quale è possibile ricostruire a distanza alcune informazioni elaborate da un dispositivo, senza accedervi fisicamente o attraverso una connessione di rete.
La tecnica è particolarmente nota per la possibilità di ricostruire il contenuto visualizzato su un monitor a tubo catodico (CRT), intercettando i segnali elettromagnetici associati alla generazione dell'immagine. Il principio è stato reso noto al pubblico nel 1985 attraverso uno studio del ricercatore olandese Wim van Eck, pubblicato sulla rivista scientifica Computers & Security.
Il fenomeno delle emissioni elettromagnetiche compromettenti era già conosciuto negli ambienti militari e dell'intelligence prima della pubblicazione del lavoro di van Eck.
Durante la Seconda guerra mondiale, gli ingegneri dei Bell Labs individuarono una vulnerabilità nei dispositivi utilizzati per cifrare le comunicazioni dei servizi militari statunitensi. In particolare, le emissioni elettromagnetiche prodotte da un dispositivo di cifratura telegrafica, denominato 131-B2, risultarono correlate al testo in chiaro elaborato dall'apparecchiatura. Secondo la ricostruzione riportata nelle lezioni storiche di David G. Boak per la National Security Agency, gli ingegneri riuscirono a recuperare circa il 75% del testo originale intercettando i segnali da un edificio situato a circa 24 metri di distanza dal centro di comunicazione militare.
Questi episodi rappresentano alcuni dei primi casi documentati di intercettazione di informazioni attraverso emissioni elettromagnetiche involontarie, un problema successivamente ricondotto all'ambito della sicurezza delle emissioni compromettenti.
Nel 1985 Wim van Eck, ricercatore presso i laboratori Dr. Neher della società olandese Netherlands PTT, pubblicò lo studio Electromagnetic Radiation from Video Display Units: An Eavesdropping Risk?. La ricerca, avviata nel gennaio 1983, dimostrò che le emissioni elettromagnetiche generate dai monitor e dai terminali video potevano essere intercettate e decodificate utilizzando apparecchiature relativamente comuni.
Van Eck evidenziò che il segnale utilizzato per pilotare il fascio elettronico di un monitor CRT produceva emissioni elettromagnetiche correlate all'immagine visualizzata. Attraverso un'antenna direzionale, un ricevitore radio e un sistema di sincronizzazione opportunamente adattato, era possibile ricostruire il contenuto dello schermo su un altro monitor.
Lo studio suscitò interesse nell'ambito della sicurezza informatica perché dimostrò che un'intercettazione di questo tipo non richiedeva necessariamente apparecchiature militari particolarmente sofisticate. Nelle prove descritte da van Eck, era possibile ottenere immagini leggibili utilizzando un normale televisore opportunamente modificato.
Nel febbraio 1985 il ricercatore condusse inoltre un esperimento in collaborazione con la BBC, utilizzando un veicolo equipaggiato con apparecchiature elettroniche e un'antenna VHF. L'esperimento venne successivamente presentato nel programma televisivo Tomorrow's World.
La tecnica prese successivamente il nome di Van Eck phreaking, con un riferimento al termine phreaking, originariamente associato allo sfruttamento delle vulnerabilità delle reti telefoniche.
I dispositivi elettronici generano campi elettromagnetici come conseguenza del funzionamento dei propri circuiti. Le variazioni di tensione e corrente nei componenti elettronici producono emissioni che, in determinate condizioni, possono trasportare informazioni correlate ai segnali elaborati dal dispositivo.
Nel caso dei monitor CRT, la visualizzazione delle immagini avviene attraverso un fascio di elettroni che percorre sistematicamente la superficie interna dello schermo. Il fascio colpisce uno strato di materiale fluorescente, determinando la luminosità dei singoli punti dell'immagine.
Il segnale elettrico che controlla il fascio elettronico viene amplificato prima di essere applicato al tubo catodico. Le elevate frequenze di commutazione e le variazioni dei segnali video generano emissioni elettromagnetiche che presentano una correlazione con il contenuto visualizzato.
Un'intercettazione di queste emissioni può consentire di recuperare informazioni sull'immagine originale. Per ottenere una ricostruzione stabile è necessario recuperare o riprodurre correttamente i segnali di sincronizzazione orizzontale e verticale, che regolano rispettivamente la scansione delle righe e la successione dei fotogrammi.
Il processo di intercettazione si basa generalmente sulla ricezione delle emissioni attraverso un'antenna, seguita dall'amplificazione e dall'elaborazione del segnale acquisito.
Le tecniche di ricostruzione sfruttano la relazione tra i segnali elettrici utilizzati per generare l'immagine e le emissioni elettromagnetiche associate. La sincronizzazione del segnale ricevuto con i tempi di scansione del dispositivo originale permette di ricostruire una rappresentazione dell'immagine sullo schermo di un altro dispositivo.
La presenza di rumore elettromagnetico nell'ambiente può ridurre la qualità della ricostruzione. Tuttavia, quando i segnali generati dal dispositivo presentano una componente periodica, l'elaborazione di più campioni sincronizzati può migliorare il rapporto segnale-rumore e rendere distinguibili informazioni che altrimenti risulterebbero difficilmente leggibili.
Con la diffusione dei monitor a schermo piatto, tra cui quelli a cristalli liquidi (LCD), si è inizialmente ipotizzato che la riduzione delle tensioni operative e l'assenza del fascio elettronico tipico dei CRT potessero diminuire sensibilmente il rischio di intercettazione elettromagnetica.
Nel 2004, il ricercatore Markus G. Kuhn pubblicò uno studio sperimentale che dimostrò la possibilità di intercettare anche le emissioni generate da alcuni display a schermo piatto.
La ricerca analizzò due configurazioni: un computer portatile dotato di display LCD e un monitor LCD collegato a un computer desktop attraverso un'interfaccia digitale DVI (Digital Visual Interface).
In entrambi i casi, le principali emissioni compromettenti individuate provenivano dai collegamenti video tra il controller grafico e il display, anziché esclusivamente dal pannello stesso. Le trasmissioni digitali ad alta velocità presenti in tali collegamenti risultavano infatti in grado di generare segnali elettromagnetici correlati ai dati video trasmessi.
Gli esperimenti dimostrarono che, in determinate condizioni, era possibile ricostruire informazioni leggibili anche a distanza. Nel caso del computer portatile, Kuhn documentò una ricostruzione a circa 10 metri, attraverso tre pareti divisorie in cartongesso.
La ricerca evidenziò inoltre che la vulnerabilità dipende dalle caratteristiche del dispositivo, dall'interfaccia video utilizzata e dalle condizioni ambientali, e non può essere dedotta esclusivamente dalla tecnologia del pannello.
Una delle possibili applicazioni del Van Eck phreaking riguarda la violazione della segretezza del voto nei sistemi di voto elettronico.
Nel 2006, nei Paesi Bassi, l'agenzia di intelligence e sicurezza nazionale AIVD (Algemene Inlichtingen- en Veiligheidsdienst) condusse uno studio sulle emissioni elettromagnetiche di diverse macchine per il voto elettronico. La ricerca individuò due modalità di attacco relativamente semplici contro il modello NewVote, prodotto dalla società Sdu, attraverso le quali era possibile compromettere la segretezza della scelta espressa dall'elettore.
In seguito ai risultati delle verifiche, il governo olandese sospese l'omologazione delle macchine NewVote nell'ottobre 2006. Le emissioni prodotte dai dispositivi potevano infatti essere intercettate a decine di metri di distanza, consentendo potenzialmente di individuare la preferenza espressa dagli elettori.
Nel gennaio 2007 il governo confermò il mantenimento della sospensione, rilevando che le successive modifiche apportate alle apparecchiature non avevano eliminato in maniera soddisfacente il problema delle emissioni compromettenti.
Nel 2014 è stato presentato il progetto AirHopper, sviluppato da ricercatori dell'Università Ben-Gurion del Negev in Israele.
Il progetto dimostrò la possibilità di utilizzare le emissioni elettromagnetiche associate all'interfaccia video di un computer per trasmettere intenzionalmente informazioni a uno smartphone dotato di ricevitore radio FM.
A differenza della ricostruzione passiva delle immagini tipica del Van Eck phreaking, AirHopper sfrutta la manipolazione software dei segnali video per generare emissioni radio contenenti dati codificati. Nel modello di attacco proposto, il computer e il dispositivo mobile devono essere precedentemente compromessi.
Gli esperimenti dimostrarono la possibilità di trasferire dati testuali e binari tra un computer fisicamente isolato dalle reti e un telefono cellulare posto a una distanza compresa tra 1 e 7 metri, con una velocità di trasmissione effettiva compresa tra 13 e 60 byte al secondo.
Questa ricerca evidenziò come le emissioni elettromagnetiche involontarie possano essere sfruttate non soltanto per intercettare informazioni, ma anche come canale di comunicazione nascosto per l'esfiltrazione dei dati.
La protezione contro il Van Eck phreaking rientra nell'ambito più generale della sicurezza delle emissioni elettromagnetiche compromettenti, spesso associata al programma e alle specifiche di sicurezza conosciute con il nome di TEMPEST.
Le principali contromisure comprendono:
Sono state inoltre studiate contromisure di natura software. Nel caso dei monitor CRT, una delle tecniche consiste nel filtraggio delle componenti ad alta frequenza dei caratteri prima della loro visualizzazione, riducendo così l'intensità delle emissioni correlate al testo.
Per alcuni display a schermo piatto, Markus Kuhn ha sperimentato l'introduzione di bit casuali nei componenti meno significativi dei valori cromatici RGB, allo scopo di generare un segnale di disturbo sincronizzato con la visualizzazione e rendere meno leggibile il contenuto intercettato.
L'efficacia delle contromisure dipende dalle caratteristiche dell'apparecchiatura e dal contesto operativo. Per questo motivo, nei sistemi destinati al trattamento di informazioni riservate, la protezione deve essere verificata attraverso procedure specifiche di misurazione delle emissioni.