Теперь исследователи в Вашингтонском университете продемонстрировали, как возможно преобразовать интеллектуальное устройство в инструмент наблюдения, который может собрать информацию о положении тела и движениях пользователя, а также других людей в непосредственной близости устройства. Их подход включает удаленно интеллектуальные устройства угона, чтобы играть музыку, включенную с повторяющимися импульсами, которые отслеживают положение человека, движения тела и действия оба около устройства, а также через стены.Команда, из Школы Пола Г. Аллена UW Информатики & Разработки, показала, как возможно собрать такие подробные данные по личному использованию деятельности CovertBand, программный код, который они создали, чтобы превратить интеллектуальные устройства в активные системы гидролокатора. Поскольку исследователи явятся в конференцию Ubicomp 2017 года в сентябре, CovertBand может использовать встроенные микрофоны и громкоговорители в интеллектуальном устройстве – и может управляться удаленно.
«К нашему знанию это – первый раз, когда любой продемонстрировал, что возможно преобразовать умные товарные устройства – как смартфоны и Smart TV – в активные системы гидролокатора, используя музыку», сказал ведущий автор Шьям Голлэкота, подводный адъюнкт-профессор информатики и разработки. «И физическая информация, которую CovertBand может собрать – даже через стены – достаточно детализирована для нападавшего, чтобы знать то, что пользователь делает, а также другие люди поблизости».CovertBand использует принципы активного гидролокатора, чтобы собрать эту информацию.
Активные системы гидролокатора, такой как на подводных лодках, определяют положение объектов, отсылая акустический пульс. Те звуковые волны сильный удар от объектов в их пути и отклоненные волны могут быть взяты приемником, чтобы определить положение объекта, расстояние и форму.Через спикера смартфона или другого устройства, CovertBand отсылает повторяющийся пульс звуковых волн в диапазоне на 18 – 20 кГц.
Во многом как гидролокатор на подводной лодке отражены эти звуковые волны, когда они сталкиваются с объектами в своем пути. CovertBand использует встроенные микрофоны устройства в качестве приемника, чтобы взять эти отраженные звуковые волны. Интеллектуальное устройство тогда передает эту информацию нападавшему, который мог быть на расстоянии в несколько футов или промежуточным по всему миру.«Большинство сегодняшних интеллектуальных устройств включая Smart TV, Google Home, Amazon Echo и смартфоны идет со встроенными микрофонами и акустическими системами – который позволяет нам использовать их, чтобы играть музыку, рекордные видеодорожки и звуковые дорожки, иметь телефонные разговоры или участвовать в видеоконференции», сказал автор co-лидерства Рэджэлэкшми Нэндэкумэр, подводный докторант в информатике и разработке. «Но это также означает, что эти устройства имеют в распоряжении основные компоненты, чтобы сделать их уязвимыми, чтобы напасть этим способом».
«Другие подходы наблюдения требуют специализированных аппаратных средств от ‘классика’ скрытая камера к подобному ультразвуку устройству, которое должно быть помещено на стену соседней комнаты», сказал автор co-лидерства Алекс Тэкэкува, подводный докторант в информатике и разработке. «CovertBand показывает впервые, что наблюдение через барьер – возможное использование никаких аппаратных средств вне того, что уже имеют интеллектуальные устройства».Команда проверила эффективность CovertBand, используя смартфон, зацепленный или до портативного громкоговорителя или до стандартного телевизора с плоским экраном.
В обоих случаях данные CovertBand могли использоваться, чтобы расшифровать повторяющиеся движения, такие как перекачка руки, идя или тазовые наклоны к диапазону до 6 метров от смартфона, с позиционной ошибкой только 8 – 18 сантиметров. Исследователи также обнаружили, что с портативным громкоговорителем импульсы CovertBand могут передать через тонкие, внутренние стены – хотя диапазон спадает до 2 – 3 метров.
В настоящее время CovertBand может автоматически определить и вывести повторяющиеся движения. Более подробные выводы требуют ручных исследований данных – или дополнительные инструменты.«Наша начальная цель состояла в том, чтобы продемонстрировать, что возможно использовать пассивную акустику, чтобы собраться даже основной – но все еще очень чувствительный – информационное использование CovertBand», сказал Голлэкота. «Но если у Вас есть достаточно данных CovertBand, Вы могли бы управлять им через алгоритмы машинного обучения, чтобы помочь классифицировать больше движений за более быструю идентификацию».
18 – 20 кГц, повторяющих импульсы, используемые CovertBand, находятся на низком диапазоне того, что многие люди могут услышать точно, хотя дети, младшие взрослые и даже домашние животные могли бы быть в состоянии услышать его хорошо, сказал Нэндэкумэр. Но увеличить диапазон наблюдения и работы через стены, авторы увеличили объем этих импульсов повторения, которые сделали их слышимыми. Чтобы замаскировать звук, они «покрыли» импульсы Ковертбэнда, играя песни или другие аудиоклипы по ним. Некоторые песни работают лучше, чем другие – особенно составы с повторяющимися, ударными ударами.
Когда они играли импульсы CovertBand ниже 20 популярных песен – включая «американскую Женщину Ленни Кравица» и «Плохой» Майкл Джексон – слушатели могли определить «взломанную» версию песни 58 процентов времени, просто немного выше 50-процентной точности, ожидаемой, предположив беспорядочно.«Так как Covertband позволяет наблюдение через стену, любой может играть музыку на их интеллектуальных устройствах, чтобы следить за людьми через стены», сказал Тэкэкува. «Это касается, потому что, если сосед играет музыку, это мог бы или быть мягкий акт или акт наблюдения, чтобы определить, находится ли кто-либо в смежной квартире, отследите их движения или выведите их действия».Исследователи сказали, что звукоизоляция комнаты предотвратит нападения через стены.
Испускание набивающегося битком сигнала в том же самом частотном диапазоне на 18 – 20 кГц также предотвратило бы взломанные устройства или нападавших в следующей комнате от сбора информации. Но в настоящее время, те – также непрактичная обороноспособность для большинства людей.
В звуконепроницаемых комнатах нет окон, например, и набивающимся битком сигналам нужно было бы послать момент, нападение обнаружено. Другой потенциал – хотя неравнодушный – защита могла быть должна позволить пользователям дезактивировать громкоговорители или микрофоны на их интеллектуальных устройствах.
Но такое движение шло бы вразрез с промышленными тенденциями для некоторых из этих устройств.«Во многих случаях, когда устройство работает, тогда его громкоговорители и микрофоны также включены», сказал Нэндэкумэр.
Команда надеется, что знание того, что возможно, поможет развивать осознание опасностей для частной жизни и побудить ученых развивать практические контрмеры.«Мы всегда хотим остаться на шаг впереди плохих парней – нападавших, которые пытаются собрать эту информацию о пользователях», сказал соавтор Тэдайоши Коно, подводный преподаватель информатики и разработки. «Мы обеспечиваем образование о том, что возможно и о каких возможностях широкая публика не могла бы знать, так, чтобы люди могли знать и могли построить обороноспособность против этого».
Исследование финансировалось частично Google Faculty Award, Фондом Альфреда П. Слоана, Коротким-Dooley Профессорством профессионального развития UW и Национальным научным фондом.