Automatyczny odkurzacz znajduje się na wyposażeniu coraz to większej liczby domów. Z pozoru niegroźne urządzenie, może stanowić potencjalne niebezpieczeństwo, co właśnie udowodnili naukowcy.
Twój odkurzacz może zamienić się w jeżdżący mikrofon
Z pozoru brzmi to dziwnie, jednak te lubią mylić. Automatyczne odkurzacze wyposażone są w wiele czujników, a jednym z nich jest LIDAR. Jest to system nawigacyjny bazujący na wiązkach laserowych, które odbijają się od ścian, pozwalając robotowi sprzątającemu na ustalanie pozycji, która zapobiega uderzaniu o ściany czy przedmioty. To właśnie przy jego pomocy naukowcy spowodowali, że ten zamienił się w jeżdżący mikrofon.
Zacznijmy jednak od początku. Zespół naukowców, pod kierownictwem Nirupama Roya, adiunkta na Wydziale Informatyki Uniwersytetu w Maryland, zebrał informacje z laserowego systemu nawigacyjnego w popularnym robocie sprzątającym, zastosował techniki przetwarzania sygnału i głębokiego uczenia się w celu odzyskania mowy i identyfikacji programów telewizyjnych odtwarzanych w tym samym pomieszczeniu co urządzenie.
Po przeanalizowaniu wyników okazało się, że każde urządzenie, mające na swoim pokładzie czujnik LIDAR, może zostać zamienione w mikrofon, gromadzący dźwięki z jego otoczenia, mimo że automatyczne odkurzacze w większości nie mają mikrofonu.
Co ta informacja oznacza w praktyce? Wbrew pozorom, skala szkodliwości w tym przypadku znacznie wykracza poza automatyczne odkurzacze, ponieważ LIDAR jest używany w wielu dziedzinach. Oczywiście, nie we wszystkich jego wykorzystanie może narazić na potencjalny podsłuch prywatnych konwersacji czy poufnych danych, jednak odkrycie naukowców każe się mocno zastanowić nad tym, gdzie go wykorzystujemy.
Kupujemy te urządzenia do naszych domów i nic o tym nie myślimy. Pokazaliśmy, że nawet jeśli urządzenia te nie posiadają mikrofonów, możemy wykorzystać systemy, których używają do nawigacji, aby szpiegować rozmowy i potencjalnie ujawniać prywatne informacje.
Nirupam Roy, szef zespołu naukowców badających wpływ czujnika LIDAR na rejestrowanie dźwięku
W jaki sposób naukowcy dowiedli tego, że LIDAR może zostać wykorzystany jako mikrofon?
Roy i jego zespół zastanawiali się, czy LIDAR w robotach sprzątających może stanowić potencjalne zagrożenie dla bezpieczeństwa jako urządzenia do zapisu dźwięku w domach użytkowników lub firmach. Wątpliwości powstały dlatego, że fale dźwiękowe powodują wibracje przedmiotów, a te wibracje powodują lekkie zmiany w świetle odbijającym się od przedmiotu. Jak się później okazało, mikrofony laserowe są w stanie odwrócić sygnał w taki sposób, aby ponownie uzyskać fale dźwiękowe i odczytać z nich dane.
Na początku jednak naukowcy włamali się do odkurzacza, aby pokazać, że mogą kontrolować położenie wiązki laserowej i wysyłać wykryte dane do swoich laptopów czy smartfonów przez Wi-Fi, bez zakłócania nawigacji urządzenia.
Kolejnym krokiem było przeprowadzenie eksperymentów. Wykorzystano do tego z dwa źródła dźwięku. Jednym z nich był ludzki głos, który recytował liczby odtwarzane przez głośniki komputerowe, a drugim był dźwięk z różnych programów telewizyjnych odtwarzany przez soundbar.
Następnie naukowcy „wychwycili” sygnał wysyłany przez LIDAR w odkurzaczu, który zgodnie z zasadą swojego działania wysyłał wiązki laserowe, odbijające się od powierzchni. Scenariusz użytkowania był bardzo podobny do tego, jaki możemy spotkać w każdym domu. Na podłodze znalazły się więc kosz na śmieci, karton, pojemnik na jedzenie i torba polipropylenowa.
Badacze analizowali otrzymane sygnały za pomocą algorytmów głębokiego uczenia się, które zostały przeszkolone do dopasowywania ludzkich głosów lub do identyfikacji sekwencji muzycznych z programów telewizyjnych. Ich system komputerowy, który nosi nazwę LidarPhone, zidentyfikował i dopasował wypowiadane numery z 90% dokładnością. Mniej więcej taka sama skuteczność tyczyła się dźwięku, wydobywającego się z telewizyjnego soundbara.
Podsumowując wszystkie informacje widać wyraźnie, że nawet z pozoru nieszkodliwy czujnik może zamienić się w niebezpieczne narzędzie, które może wykorzystać zdobyte dane przeciwko nam. Tak, jak zostało wspomniane wcześniej, automatyczne odkurzacze to tylko jedna z wielu branż, gdzie na co dzień wykorzystuje się LIDAR.
Naukowcy chcieli dowieść w swoich badaniach tego, jak urządzenie otaczające nas mogą zamienić się w niebezpieczne narzędzia i zwrócić na to uwagę producentów. Czy taka droga okaże się sukcesem, przyjdzie nam ocenić z czasem.
