Technika odtwarzania mowy poprzez analizę drgań lampy w lampie wiszącej

Grupa badaczy z Uniwersytetu Ben Guriona w Negewie i Instytutu Nauki Weizmanna (Izrael) opracowała technikę Lampka (PDF) w celu odtworzenia rozmów i muzyki w pomieszczeniu za pomocą pasywnej analizy drgań żarówki w oprawie wiszącej. Jako analizator wykorzystano czujnik elektrooptyczny umieszczony na ulicy, który za pomocą teleskopu nakierowano na widoczną przez okno lampę. Eksperyment przeprowadzono z 12-watowymi lampami LED i umożliwił zorganizowanie podsłuchu z odległości 25 metrów.

Technika odtwarzania mowy poprzez analizę drgań lampy w lampie wiszącej

Metoda działa w przypadku lampy wiszącej. Wibracje dźwięku powodują różnice ciśnienia powietrza, które powodują mikrowibracje zawieszonego obiektu. Takie mikrowibracje prowadzą do zniekształceń światła pod różnymi kątami na skutek przemieszczenia płaszczyzny świecenia, co można wykryć za pomocą czułego czujnika elektrooptycznego i zdemodulować na dźwięk. Do uchwycenia przepływu światła i skierowania go do czujnika wykorzystano teleskop. Sygnał otrzymany z czujnika (Thorlabs PDA100A2 oparty na fotodiodzie) przetwarzany był na postać cyfrową za pomocą 16-bitowego przetwornika analogowo-cyfrowego ADC NI-9223.

Technika odtwarzania mowy poprzez analizę drgań lampy w lampie wiszącej

Oddzielenie informacji dźwiękowych od ogólnego sygnału optycznego przeprowadzono w kilku etapach, m.in filtrowanie pasmowo-stopniowe, normalizacja, redukcja szumów i korekcja amplitudy według częstotliwości. Przygotowano skrypt MATLAB-a do przetwarzania sygnału. Jakość odtwarzania dźwięku przy pobieraniu parametrów z odległości 25 metrów okazała się wystarczająca do rozpoznawania mowy poprzez Google Cloud Speech API i ustalania kompozycji muzycznej poprzez usługi Shazam i SoundHound.

W eksperymencie dźwięk był odtwarzany w pomieszczeniu przy maksymalnej głośności dla dostępnych głośników, tj. dźwięk był znacznie głośniejszy niż normalna mowa. Lampa LED również została wybrana nieprzypadkowo, ale jako zapewniająca najwyższy stosunek sygnału do szumu (6.3 razy wyższy niż żarówka i 70 razy wyższy niż świetlówka). Naukowcy wyjaśnili, że zasięg ataku i czułość można zwiększyć, stosując większy teleskop, wysokiej jakości czujnik i 24- lub 32-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC); eksperyment przeprowadzono przy użyciu poręcznego teleskopu, tani czujnik i 16-bitowy przetwornik ADC.

Technika odtwarzania mowy poprzez analizę drgań lampy w lampie wiszącej

W odróżnieniu od wcześniej proponowanej metody”mikrofon wizualny”, który wychwytuje i analizuje drgające obiekty w pomieszczeniu, takie jak szklanka wody czy paczka chipów, Lamphone umożliwia organizację odsłuchu w czasie rzeczywistym, natomiast mikrofon wizualny do odtworzenia kilku sekund mowy wymaga intensywnych obliczeń, które wymagają godziny . W przeciwieństwie do metod opartych na użyciu głośniki lub dysk twardy jako mikrofon, Lamphone umożliwia przeprowadzenie ataku zdalnie, bez konieczności uruchamiania szkodliwego oprogramowania na urządzeniach w siedzibie. W przeciwieństwie do ataków za pomocą laser, Lampone nie wymaga oświetlania wibrującego obiektu i może być produkowany w trybie pasywnym.

Źródło: opennet.ru

Dodaj komentarz