竊聽黑科技再現!比利時團隊新發現:黑客可通過燈泡振動在 25 米內...

2020-12-21 雷鋒網

黑客越來越會玩了。

以前，雷鋒網曾報導過一個以色列團隊的黑科技：不聯網，黑客也能竊取你的數據。（參見雷鋒網此前報導）現在，研究人員又發現了一種新型的竊聽方式，他們通過觀察一般燈泡振動並記錄燈泡光線變化，還原了 25 米遠房間內的聲波（語音，對話及歌曲），即通過燈泡就能聽到你說的每一句話，簡直是防不勝防啊。

在這項研究中，研究人員發現傳統的光芽可以用來竊聽對話，並稱該技術為「Lamphone」。只要你有一臺筆記本電腦、一臺望遠鏡和一臺光電傳感器，就能夠實時監聽數百英尺外的任何微小的聲音，並且實驗中用到的後兩者價格沒有超過 1000 美元。

至於如何實現竊聽，研究人員解釋道：

房間內的聲音會在燈泡玻璃表面上產生微小振動，通過測量這些振動引起的燈泡輸出光的微小變化，就能夠清晰地獲取聲音，以辨別對話內容，甚至連音樂都能識別！

其實原理很簡單，就是通過振動。

網友：這個知識點我好像有學過！！！

接受過九年義務教育的我們都知道，聲音是一種波，它可以讓空氣產生振動，這種振動傳到對方的耳朵裡，話就被聽見了。而在這個過程中，空氣會把聲波的振動，傳遞給它接觸到的所有物體，只要想辦法記錄下振動，用技術加以處理，就能還原談話的內容，實現竊聽。

實踐出真知——Lamphone 如何竊聽

那麼，Lamphone 是如何實現竊聽的呢？

研究人員做了一組實驗。

首先要假設被竊聽者位於裝有懸掛式燈泡的房間/辦公室內，不拉窗簾的那種（記住這是個 bug ）。

「我們認為竊聽者是一個有意監視受害者的惡意實體，目的是捕獲受害者的對話並利用對話中提供的信息（例如，竊取受害者的信用卡號，根據所披露的私人信息進行勒索受害人等）。」

然後，需要準備三個不同透鏡直徑的望遠鏡，並將望遠鏡放置在距離目標辦公室燈泡約 25 米遠的地方，且每個望遠鏡的目鏡都放在了光電傳感器 Thorlabs PDA100A2 之前。

一切準備就緒之後，就可以模擬竊聽環境了。

當在房間裡播放音樂和語音錄音時，研究人員可以通過裝置獲得的信息輸入筆記本電腦，筆記本電腦就會分析讀數。在這個過程中，數模轉換器就要發揮作用了，這個轉換器能把傳感器收集到的電信號轉換為數位訊號。

之後研究人員從每個望遠鏡獲得了光學測量結果，從麥克風的聲學測量結果中獲得了 SNR。根據獲得的結果，研究人員創建了一個均衡器（equalizer）。

研究人員發現，儘管聲音振動帶來的運動量只有幾百微米，但是燈泡仍然能夠對這些微小振動有所反饋，這些反饋在傳感器看來，就表現為每個望遠鏡能獲取到的可測量的光的變化。

通過軟體濾除噪聲，利用 Google 的 Cloud Speech API 進行轉錄，研究人員便能以驚人的保真度重建房間內的聲音記錄。

研究人員說：「 Lamphone 充分利用了可視麥克風（無源）和雷射麥克風（可以實時應用）恢復語音和唱歌的優勢。」

比如，他們不僅很好地還原電視內川普的講話，還錄下了 Beatles 的 Let It Be，聽歌識曲毫無壓力。

存在局限性

不過，研究人員也指出這項技術是存在局限性的。

除了燈泡前不能有遮擋物外，還有一個 bug，即受害者需要靠近燈泡大聲說話，如果距離遠，那麼，這一竊聽效果是不佳的。他們在演示中使用的聲音和音樂錄音也比一般人的對話聲音要大，實驗用的揚聲器也是調到最大音量。

此外，在他們的測試中，研究人員使用的是一個懸掛式燈泡，但不清楚固定安裝的燈泡或天花板上的燈泡是否會具有足夠的振動，從而產生同樣的音頻信號。

但該團隊指出，他們現使用了相對便宜的電光傳感器和模數轉換器，後續可能會升級為更昂貴的傳感器，以捕獲更低分貝的對話聲。同時，不同的燈泡也是一個幹擾因素，LED 燈泡的信噪比大約是白熾燈的 6.3 倍，是螢光燈的 70 倍。

值得注意的是，史丹福大學的計算機科學家和密碼學家 Dan Boneh 提出了一個更為關注的問題，在他看來，儘管目前這項實驗還有待優化和補充，這項技術本身代表著一種重要且具有實際意義的新形式革新，即所謂的「旁路攻擊（side channel attack）「，這是一種利用意料之外的信息洩漏渠道進行竊聽的方法。

Boneh 說:"對旁路攻擊來說，這是一個完美的應用。即使這需要一個懸掛的燈泡和高分貝的聲音，但它仍然具有超強的挖掘潛力。而且這還只是第一次被證明是可能的。它的攻擊肯定會變得越來越好，未來的研究只會隨著時間的推移而改善這一點。

不過，這種技術雖然很容易讓你成為被監聽對象，但要阻止也十分容易。只需要蓋上懸掛式燈泡，或者直接把窗簾關上，甚至你可以在窗戶上安裝防振設備等等。

早有先例

此外，研究人員也表示早在 2014 年 USENIX 先進運算系統協會稱可以將手機內部陀螺儀的信號還原成語音，以及麻省理工學院（MIT）開發的視覺麥克風，通過錄像文件還原無源聲音等。

但相比之下，lamphone 可以進行實時監視，同時由于振動的物體本身就是光源，電光傳感器就可以用更簡單的視覺數據進行拾取。

加州大學伯克利分校電氣工程和計算機科學副教授 Alexei Efros 表示，「這令人耳目一新，這是目前其他任何組織都無法做到的事情」。

但研究人員也指出，做這項實驗只是想提醒大家意識到隱私的重要性，畢竟，在竊聽者眼裡，無利不往。

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參考來源：

【1】https://www.wired.com/story/lamphone-light-bulb-vibration-spying/

【2】https://www.nassiben.com/lamphone

【3】https://www.wired.com/2014/08/gyroscope-listening-hack/

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