近些年來,設(shè)計精巧的竊聽技術(shù)不斷升級:包括搭線竊聽、非法入侵手機竊聽、在墻上安裝竊聽器,別有用心的人甚至能通過建筑物的玻璃反射光來獲取里面的對話。而現(xiàn)在,又增加了一種新的竊聽方法:使用燈泡進(jìn)行竊聽。
最近,以色列本·古里安大學(xué)和魏茨曼科學(xué)研究院的研究人員揭示了一種新型遠(yuǎn)程竊聽技術(shù),他們稱之為“燈泡電話”(Lamphone)。他們表示,這種技術(shù)只需要兩樣?xùn)|西就能實現(xiàn):筆記本電腦和一套不到1000美元的設(shè)備(這套設(shè)備包括望遠(yuǎn)鏡和價值400美元的光電傳感器)。當(dāng)你使用燈泡電話時,只需要觀察聲音在室內(nèi)燈泡玻璃表面導(dǎo)致的微小振動,就可以實時監(jiān)聽任何百米外的房間里發(fā)出的聲音。研究人員表明,通過測量振動引起的燈泡光源輸出的微小變化,間諜能夠清晰地還原出聲音,聲音的清晰度足以辨別談話內(nèi)容,甚至識別出一段音樂。
本·古里安大學(xué)的安全研究員本·納西(Ben Nassi)說:“房間里的任何聲音都可以從燈泡的光信號中復(fù)原,竊聽人員只需要通過遠(yuǎn)程監(jiān)測,不需要入侵任何系統(tǒng)或在目標(biāo)房間內(nèi)置入設(shè)備就能知道房間里的聲音?!彼c同事亞龍·皮魯京(Yaron Pirutin)和鮑里斯·扎多夫(Boris Zadov)一起開發(fā)了這項技術(shù),并計劃在8月份的黑帽安全大會(Black Hat security conference)上展示他們的新發(fā)現(xiàn)。他說:“你只要能夠看到一個懸掛著的燈泡,就足以完成竊聽?!?p>
實驗裝置:望遠(yuǎn)鏡指向LED燈泡(12瓦)。電光傳感器(由一個光電二極管組成,將光轉(zhuǎn)換成電壓)被安裝在望遠(yuǎn)鏡上,其輸出的電壓通過采樣并在LabVIEW軟件中處理。所有的實驗都是在一個關(guān)著門的房間里進(jìn)行,以排除其他影響因素。
實驗中,研究人員首先需要將一系列望遠(yuǎn)鏡放置在距離目標(biāo)辦公室燈泡約24米的地方,并將每個望遠(yuǎn)鏡的目鏡放在電光傳感器前面。接著,他們會使用一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器將傳感器內(nèi)的電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息。當(dāng)遠(yuǎn)處的目標(biāo)房間內(nèi)播放音樂和語音的錄音時,他們將這些設(shè)備收集到的信息傳入筆記本電腦并進(jìn)行接下來的數(shù)據(jù)分析。
研究人員發(fā)現(xiàn),燈泡的微小振動是由聲波導(dǎo)致的,振動的幅度只有幾百微米。即使這樣,傳感器仍能通過每個望遠(yuǎn)鏡接收到可測量的光線變化。在軟件過濾掉噪音后,房間內(nèi)聲音的還原程度非常驚人:例如,他們能夠很好地還原人的一段講話錄音片段,清晰度足以讓它被音視頻轉(zhuǎn)錄程序轉(zhuǎn)錄。如果播放一段披頭士樂隊的歌曲“Let It Be”的錄音,經(jīng)過光信號收集和聲音還原,歌曲應(yīng)用程序Shazam立即識別出這首歌曲的名稱。
盡管如此,這項技術(shù)還是存在一些局限性。在他們成功的測試中,研究人員使用的是懸掛式燈泡,但研究者還不清楚放在燈罩中的燈泡或者天花板頂燈是否也會產(chǎn)生足以被探測到的音頻振動信號。此外,他們在演示中將揚聲器調(diào)到了最大音量,使用的聲音和音樂錄音比正常對話聲音要大。但研究小組指出,他們研究中使用的是相對廉價的光電傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器,如果升級為更昂貴的傳感器,就可能還原音量更低的對話。
竊聽裝置(位于人行天橋上)與懸掛的LED燈泡(位于附近建筑第三層的辦公室)之間的距離為25米
斯坦福大學(xué)計算機科學(xué)家和密碼學(xué)家丹·博內(nèi)認(rèn)為,盡管新研究有待完善,但在“旁道攻擊”(非傳統(tǒng)監(jiān)聽)技術(shù)中仍具有潛在的重要實用性,這是一種竊密技術(shù),即利用意外泄露的信息竊取機密。博內(nèi)說:“這是旁道攻擊技術(shù)的絕妙應(yīng)用。即使這需要懸掛式燈泡和高分貝的音量,它仍然超級有趣。況且這只是第一次嘗試,之后的‘旁道攻擊會更先進(jìn),未來相關(guān)研究也會隨著時間的推移而改進(jìn)?!?/p>
展示燈泡竊聽技術(shù)的研究小組是由本·古里安大學(xué)的尤瓦爾·葉洛維奇(Yuval Elovici)和RSA加密算法的提出者之一阿迪·沙米爾(Adi Shamir)共同成立的。除了他們,還有許多科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了更多的竊聽方式。
多年以來,研究人員都知道,從目標(biāo)的窗戶反彈回來的激光可以使間諜拾取內(nèi)部的聲音。另一組研究人員表明,即使惡意軟件無法訪問其麥克風(fēng),被入侵智能手機的陀螺儀也可以拾取聲音。之前最接近“燈泡電話”的技術(shù),是2014年被麻省理工學(xué)院、微軟公司和Adobe公司的研究人員稱為“可視麥克風(fēng)”的技術(shù):這種技術(shù)也需要望遠(yuǎn)鏡觀測室內(nèi),但是不同的是,其只需要分析視頻中一些物體的振動,例如一袋薯片或一棵室內(nèi)植物,就能使研究人員復(fù)原房間內(nèi)的談話和音樂。
納西指出,雖然可視麥克風(fēng)技術(shù)不需要一個可透過窗口觀察的燈泡,適用范圍相對更廣,但它需要先錄制視頻,然后對錄像進(jìn)行后續(xù)處理,將觀察到的物體的細(xì)微振動轉(zhuǎn)換成聲音信息。相比之下,燈泡電話技術(shù)可以實現(xiàn)實時監(jiān)聽。由于振動物體本身就是一個光源,因此光電傳感器可以從更簡單的視覺數(shù)據(jù)中提取振動信息。
利用視頻中植物葉片的振動,同樣能還原聲音
即使出現(xiàn)這種竊聽方式,以目前已知的技術(shù)水平還是很容易預(yù)防的。只需將任何懸掛的燈泡用燈罩遮蔽住,或者拉上窗簾就能防止竊聽。你甚至可以在窗戶上安裝防振裝置來防止激光麥克風(fēng)的竊聽,在家中排查竊聽器,從手機和電腦中移除麥克風(fēng)。畢竟,在一個燈泡都能告密的時代,想杜絕被竊聽,有太多可做的了。
(本文經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載自“把科學(xué)帶回家”微信公眾號,有刪節(jié))