研究人员发现传感器可以利用移动振动进行远程窃听

使用现成的汽车雷达传感器和新颖的处理方法，宾夕法尼亚州立大学的研究人员证明他们可以检测到手机耳机的振动，并以高达83%的准确率破译通话另一端的人所说的内容.

计算机科学与工程助理教授MahanthGowda和攻读计算机科学学位的博士生SuryodayBasak表示，该演示可在2022年IEEE安全和隐私研讨会(SP)上获得，揭示了一个重大的安全问题。由高达。

“随着时间的推移，技术变得更加可靠和强大，对手可能会滥用这种传感技术，”Basak说。“我们对这种利用的演示有助于收集广泛的科学文献，‘嘿!汽车雷达可以用来窃听音频。我们需要对此做点什么。’”

该雷达在毫米波(mmWave)频谱中运行，特别是在60至64吉赫兹和77至81吉赫兹频段，这激发了研究人员将他们的方法命名为“mmSpy”。这是用于5G的无线电频谱的子集，5G是全球通信系统的第五代标准。

在mmSpy演示中，研究人员模拟了人们通过智能手机的听筒讲话。Basak说，品牌无关紧要，但研究人员在GooglePixel4a和三星GalaxyS20上测试了他们的方法。手机的听筒会因语音而振动，这种振动会渗透到手机的整个机身。

“我们使用雷达来感知这种振动并重建线路另一端的人所说的话，”Basak说，并指出他们的方法即使在人类和附近的麦克风完全听不见音频的情况下也有效。“这不是第一次发现类似的漏洞或攻击方式，但尚未探索这一特定方面——从智能手机线路的另一端检测和重建语音。”

雷达传感器数据通过MATLAB和Python模块进行预处理，这些模块是本研究中使用的计算平台语言接口，用于从数据中去除与硬件相关的噪声和伪噪声。然后，研究人员将其提供给经过训练以对语音进行分类和重建音频的机器学习模块。当雷达感应到一英尺外的振动时，处理后的语音准确率为83%。雷达离手机越远，在六英尺处的准确率就会下降到43%。

Basak说，一旦语音被重建，研究人员就可以根据需要对关键词进行过滤、增强或分类。该团队正在继续改进他们的方法，以更好地了解如何防范此安全漏洞，以及如何永久利用它。

“我们开发的方法也可用于感测工业机械、智能家居系统和建筑监控系统的振动，”Basak说。“随着时间的推移，振动跟踪可以帮助评估磨损——例如，使用我们的方法可以帮助识别机器何时需要维护，而不是传统上很明显。”

根据Basak的说法，有类似的家庭维护甚至健康监测系统可以从这种敏感的跟踪中受益。

“想象一个雷达可以跟踪用户并在某些健康参数以危险方式发生变化时寻求帮助，”Basak说。“通过正确的目标行动，智能家居和工业中的雷达可以在检测到问题和问题时实现更快的周转。”

研究人员现在正在努力使用mmSpy扩展他们的窃听攻击，以加强他们的方法并将其转化为这些更具建设性的应用程序。

“与大约十年前我们的世界相比，今天我们的连接更好，并使用传感器系统来监测我们的呼吸、身体活动，甚至让我们的家更安全，”巴斯克说。“作为一个研究小组，我们非常高兴能够在这个领域工作，因为世界越来越依赖无线传感器系统。我们喜欢克服复杂的技术挑战和设计方法，这些挑战可以用于未来的现实世界系统。”

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