在数字时代，隐私保护的重要性日益凸显，但你可能没想到，就连HDMI数据线的电磁辐射也可能成为泄露信息的渠道。最近，乌拉圭共和国大学工程学院的一支研究团队，通过AI技术，成功实现了从HDMI数据线泄露的电磁信号中恢复原始画面内容的壮举。
这项研究的核心是一种端到端的AI模型，专注于文本恢复，能够将HDMI信号的字符错误率降低至大约30%。这听起来可能有些抽象，但想象一下，最右边是你的电脑屏幕显示的内容，而中间则是AI模型最终输出的结果，你就能体会到这项技术的震撼力。
我们知道，与模拟信号相比，数字信号如HDMI更难恢复，因为10位编码导致带宽增大和信号与像素强度之间的非线性映射。然而，这项技术的出现，让原本难以捉摸的电磁波变得可以解码。
研究团队首先使用天线捕捉由HDMI电缆和连接器发出的电磁波，然后通过软件定义无线电（SDR）设备接收这些信号，并将其转换成数字样本。接下来，利用软件工具对信号进行处理，提取图像数据，最后输入到AI模型中进行图像识别和增强。
关键在于，他们使用了深度残差UNet（DRUNet），这是一种编码器-解码器结构的卷积神经网络，特别适合图像恢复任务。通过优化网络结构和训练过程，DRUNet显著提升了图像恢复的质量，尤其是在文本的可读性方面。
为了验证这项技术，团队构建了一个包含约3500个样本的数据集进行测试。结果显示，在真实数据集上，使用复数样本的模型在多个评估指标上均展现出最佳性能。传统方法在真实数据集上的字符错误率超过90%，而他们的模型能将这一数字降至35.3%。
这项研究不仅展示了AI在信息安全领域的应用潜力，同时也提醒我们，即使是看似安全的HDMI连接，也可能存在被窃取信息的风险。不过，研究团队也提出了预防措施，比如在显示器图像上添加低级噪声或使用背景渐变，可以有效降低电磁泄露的成功率。
项目地址:https://github.com/emidan19/deep-tempest
论文地址:https://arxiv.org/pdf/2407.09717