謹慎設置麥克風權限，就能百分百避免手機被「竊聽」了嗎？越來越多的研究表明，一些硬體設備可能淪為內置的「間諜」。
近日在美國舉行的網絡與分布式系統安全會議（NDSS 2020）上，浙江大學與加拿大多倫多大學、麥吉爾大學的一個聯合研究團隊報告稱，軟體通過收集加速度計的震動數據，就可識別、重構出手機揚聲器播放的語音，對數字、字母和敏感詞彙均具有一定程度的還原能力。
值得警惕的是，由於加速度計被認為是一種「低權限」的硬體，所有App無需授權即可獲取數據。這意味著，加速度計「竊聽軟體」可以包裝成任何形態。
NDSS是全球計算機安全領域的四大頂級學術會議之一。論文的通訊作者為浙江大學網絡空間安全研究中心主任任奎。
被低估的「竊聽」工具
加速度計是一種在智慧型手機中廣泛應用的傳感器，可以通過計算手機在各個方向上的「應力」來得出加速度。加速度計配合陀螺儀，可以對手機的位置狀態、運動狀態進行感知。像導航、橫豎屏切換、微信「搖一搖」、計步器和許多重力感應手機遊戲都基於這些傳感器。
該聯合團隊上傳到NDSS 2020會議網站的研究論文提到，此前學界雖對加速度計的隱私風險有所關注，但由於兩大局限性的存在，大家普遍認為其風險性較低。
首先，加速度計只能收集通過固體介質傳播的信號，不像麥克風能收集空氣中的聲波。
例如，科學家試驗過用一臺手機的加速度計去「竊取」桌上另一臺揚聲器播放的聲音。這個實驗的條件限制很大，而且單個數字的識別準確率也只有26%。
此外，手機加速度計的採樣上限為200Hz，通常只能採集85-100Hz的窄帶信號。而成人說話的頻率範圍為85-255Hz。
看起來，加速度計似乎很難「竊聽」並準確識別本臺手機上的說話聲音。
然而，這次的研究把上述兩大局限性都顛覆了。
同一臺手機裡的揚聲器和加速度計之間，確實存在固態介質，那就是手機的主板。
具體來說，就是手機揚聲器發出的震動總是會穿過主板，「擊中」加速度計。
針對另一個限制，研究團隊發現在最新的智慧型手機中，加速度計的採樣上限提高到了500Hz。
識別準確率
有了採集震動數據的可能性，接下去的問題是，這些數據能否準確地還原聲音內容？
為了提高識別和還原準確性和魯棒性，該團隊利用深度學習工具，訓練這款名為「AccelEve」的模擬竊聽軟體對加速度計震動數據與原始音頻內容的聯繫能力。
訓練和實驗主要用到了兩個數據集，一個是來自20位講者的單數位訊號，這些信號以0.1秒的間隔播放，模擬「受害者」說出自己密碼的情景。另一個數據集採集自志願者，他們手持智慧型手機，以報密碼的語速說出一串數字與字母的混合。
結果顯示，對純數字而言，模型的top1準確率可以達到78%，數字和字母混合的準確率則達到55%。即使在高度噪音的情況下，還原準確率也有47%。
接著，研究團隊又做了另一項測試，AccelEve軟體能否識別出下列8個敏感詞彙：密碼（password）、用戶（username）、社交（social）、安全（security）、號碼（number）、郵件（Email）、信用（credit）、卡（card），測試的平均準確率（真陽性率）達到了90%。
最後，研究團隊發現在華為Mate 20和Oppo R17上採集的加速度計信號噪音比三星S8小，但用前兩者採集的數據訓練，也可提升針對後者的「竊聽」能力。這意味著AccelEve能在不同型號的手機間拓展。
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