Технологии безопасности

Сайт посвященный вопросам безопасности

Запись звука через вибромотор телефона

Что получится, если вибромотор соединить проволокой с аудиовходом

Двое инженеров из Иллинойского университета в Урбана-Шампейне (США) разработали оригинальный метод скрытой аудиопрослушки с помощью смартфона. Изобретатели продемонстрировали, что для записи звука неплохо подходят катушки вибромоторов телефона. Катушки регистрируют колебания на частоте до 2 кГц. Учёные разработали метод обработки звука (pdf), усиливающий сигнал на более высоких частотах, чтобы телефон записывал не только простые вибрации, но и человеческую речь.

Метод показал неплохой результат: в большинстве случаев (до 80%) записанную речь можно понять на слух, а некоторые слова распознаются даже без пост-обработки, то есть на исходном низкочастотном материале.

Сигнал снимается с катушки вибромотора. Из-за внешних вибраций (например, от звуковых колебаний) магнит двигается внутри катушки, изменяя магнитное поле вокруг, так что благодаря действию электродвижущей силы в катушке возникает индукционный ток.

Как показала практика, подача сигнала на аудиовход позволяет довольно точно записать колебания вибромотора.

Вот как выглядят спектрограммы для звуков «са» и полного слова “entertainment”, записанные микрофоном (слева) и вибромотором (справа).

Записанный звук затем пропускают через фильтры, чтобы усилить высокие частоты. На иллюстрации показан исходный сигнал (a), теплокарта расчётного потока звуковой энергии после обработки сигнала с вибромотора (b) и, для сравнения, тот же звук, записанный микрофоном с нормальной чувствительностью (с).

Демонстрация

Пример 1

Слово “Entertainment”

Сигнал вибромотора до обработки: wav

Сигнал вибромотора после обработки: wav

Сигнал микрофона: wav

Пример 2

Слово “Author”
Сигнал вибромотора до обработки: wav
Сигнал вибромотора после обработки: wav
Сигнал микрофона: wav

Пример 3

Слово “Black”
Сигнал вибромотора до обработки: wav
Сигнал вибромотора после обработки: wav
Сигнал микрофона: wav

Пример 4

Слово “Look”
Сигнал вибромотора до обработки: wav
Сигнал вибромотора после обработки: wav
Сигнал микрофона: wav

Попробуйте угадать слово на слух
Неизвестное слово 1
Сигнал вибромотора до обработки: wav
Сигнал вибромотора после обработки: wav
Сигнал микрофона: wav

Неизвестное слово 2
Сигнал вибромотора до обработки: wav
Сигнал вибромотора после обработки: wav
Сигнал микрофона: wav

Пример 5

Слово “Often”
Сигнал вибромотора до обработки: wav

Сигнал вибромотора после обработки: wav

Сигнал микрофона: wav

Научная работа носит теоретический характер. На практике такой метод использовать затруднительно, ведь нужно получить физический доступ к телефону и модифицировать его.

Но это важное исследование для понимания того, какие новые способы прослушки теоретически станут возможны в будущем. Параноики могут предположить, что такие незначительные модификации будут вносить в телефоны, сертифицированные для использования на рынке определённой страны, непосредственно на этапе производства или сертификации.

В любом случае, если вы вдруг заметили, что вибромотор вашего телефона соединён проволокой с аудиовходом — это повод насторожиться.

Кстати, раньше на конференциях по компьютерной безопасности уже рассматривались похоже работы, которые теоретически позволяют записывать звук и распознавать речь, используя:

гироскоп телефона: Gyrophone, pdf, конференция USENIX Security Symposium 2014;
акселерометр телефона: AccelWord, pdf, конференция MobiSys 2015;
физические вибрации предмета: Ripple, pdf, конференция NSDI 2015; более эффективная техника Ripple II, pdf, конференция NSDI 2016.