语音助手存在重大漏洞,黑客可以这样攻击你的手机

作者:环球科学  

2017-09-11 22:31:40
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近几年,Siri、Google Assistant等语音助手在生活中的应用日渐广泛。它们在方便大家生活的同时,也带来了意想不到的安全隐患。

浙江大学智能系统安全实验室的徐文渊教授团队发现了一种名为“DolphinAttack”的攻击方式:通过超声波发射装置,可以“无声”地操控语音助手。这一发现让相关厂商在真正遭受攻击之前,有机会找出解决之道。
 
会议正酣,你正和同事就一项细节展开讨论,放在一边的手机却在“背地”里忙着:上购物网站疯狂下单,图片和文档逐个打开,拨打朋友电话……出卖你的,正是你手机里麦克风。一项项指令来自别处,它听得见,你听不见。
 
最近几年,几乎所有的智能设备都设置了语音助手,使用者无需动手只需动口,便能“召唤”电子设备做这做那。浙江大学电气工程学院的智能系统安全实验室(USSLab)的徐文渊教授团队,“黑”进智能设备的语音助手系统,利用麦克风的一个硬件漏洞,让“助手”接收并执行超声波指令,背着“主人”干坏事。
 
在实验中,团队成功攻击了谷歌、亚马逊、微软、苹果、三星、华为等品牌的多个语音助手产品,谷歌的Google Assistant、苹果的Siri、亚马逊的Alexa、三星的S Voice、微软的Cortana以及华为的HiVoice无一“幸免”。
 
徐文渊说,语音助手的工作路径,就是通过麦克风收录人类语音,语音识别系统加以识别,把语音转化为文本,系统依文本执行指令。产品设计师沿着这个思路一路往前,设备变得越来越“听话”,人们也越来越享受到“声控”的便利。但网络安全科学家“反”着想:漏洞在哪?在恶意者实施攻击和破坏之前,他们试图以攻击者的思路找出漏洞,并提出解决之道。
 
研究发现,当把普通语音转换成超声波的形式之后,麦克风依然能够接收,并继续转化为语音系统能够识别的语音信号。只是整个过程人耳朵听不见。这就是漏洞所在。
 
实验室里,徐文渊老师正在和同事讨论周一出差的事。研究生张国明等通过超声波发射装置,“无声”地操控Amazon Echo(亚马逊开发的一款语音购物助手设备),自如地在亚马逊网站上下单了一箱牛奶,用的就是导师徐文渊的账号。在另一项实验中,他们还利用超声波启动了车载的语音助手,开启了天窗。
 
团队成员冀晓宇老师说,他们把这种攻击命名为DolphinAttack,“因为海豚的叫声是一种超声波。”
 
麦克风作为一种基本的电子器件,它将声音信号转换为电信号。“这是模拟信号转换为数字信息的第一道门。”团队的着眼点,就是各种在模拟信号转换成数字信号0和1之前的安全问题。这与人们熟知的处理数字信号漏洞的病毒查杀各有分工。
 
相关论文“DolphinAttack: Inaudible Voice Commands”已被网络安全领域四大顶级学术会议之一的ACM CCS(Conference on Computer and Communications Security)接收。尽管距CCS会议开始还有一个多月时间,该项研究已迅速引起全球众多媒体的强势关注。
 
各大IT设计制造厂商对浙大这群“破坏者”们的研究动向充满兴趣,“事实上,我们一直与业界有的沟通”徐文渊解释,在研究结果正式发表之前,他们已经把研究结果递交给苹果、华为等厂商,并提出“补漏”建议。具体到这项DolphinAttack,团队提出了两种方法,一是加固硬件,二是开发能够更加精准区分机器声与人声的软件。
 
在解放双手的欲求的驱使下,语音助手在未来的生活中必将扮演越来越重要的角色,成为智能家居、智能办公的重要部分。即便“无声”操控听起来让人很没有安全感,但科学家说这绝不意味着“天要塌下来了”,你的邻居目前还不太可能操纵你家客厅的设备。“我们希望,可以在语音功能的起步阶段,发现并弥补漏洞,在它们广泛应用到更多领域具有更多功能之前,预见风险,控制风险。”在今年9月11~13日召开的中国互联网安全大会(ISC2017)上,徐文渊将与360一起发布这项研究。
 
对于用户来说,如果实在担心语音助手的漏洞,可以关闭“Hey Siri”这样的语音激活功能。但也有人说,是不是可以利用漏洞做些浪漫的事呢?比如,在背包里放上DolphinAttack,在办公室里走一圈,同事们的智能音响都同时播放起《生日快乐》;又比如,你坐着车,天窗突然开启,无人机为你送来了一束鲜花,从天而降……



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