科技“殺人”於無形——使用光束可攻擊iphone,ipad,Google Home等裝置

零日情報局發表於2019-11-06
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日本電子通訊大學和密歇根大學的學術研究人員發現，可以把光作為介質，成功將惡意命令遠端傳送到揚聲器中，進而控制智慧裝置，包括解鎖大門、網上購物、開啟車庫，甚至定位、解鎖、開啟車輛。


受影響的裝置包括了iPhone、Samsung Galaxy S9、Google Pixel、平板電腦Google 助手、Amazon Echo和Facebook Portal等。研究人員將此項發現稱為“光命令”（LightCommands）攻擊。


科技“殺人”於無形——使用光束可攻擊iphone,ipad,Google Home等裝置


“光命令”攻擊主要利用了MEMS（微機電系統）麥克風漏洞，攻擊者可以從遠至110米的距離，利用低功率鐳射成功發起“光命令”攻擊。而“光命令”在傳輸過程不受大風天氣、雙層玻璃等外界環境影響，可直接精準打中目標，發起惡意攻擊。並且原則上來說，只要亮度夠強，任何光束都能發起此類攻擊。

科技“殺人”於無形——使用光束可攻擊iphone,ipad,Google Home等裝置

（實驗員正遠距離地發射光攻擊，成功穿透玻璃窗，操控智慧裝置）


“光命令”攻擊原理現如今，連光都可以發起網路攻擊了，但這種“光命令”攻擊又是如何實現的呢？這裡簡單解釋下，麥克風可以將聲音轉換為電訊號，但是除了聲音之外，麥克風還會對直接對準它的光做出反應。也就是說，攻擊者可以調製不同強度的光束，直接打在麥克風上，誘導麥克風產生特殊的電訊號，從而對移動裝置發出不同命令。而這個過程，跟它們接收真正的音訊（例如Hi siri）是一樣的。

但是，光卻替代了聲音，傳達了無法聽見無法看見的“任意命令”，並投放到電子裝置的麥克風介面，喚醒Google助手，Amazon Alexa，Facebook Portal和Apple Siri等進而操控裝置，達到了聲控的效果。


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而相比於聲音，鐳射等光束可以輕易地長距離傳播，實驗中，研究人員成功利用低功率鐳射，分別對Amazon Alexa，Apple Siri，Facebook Portal和Google Assistant等語音識別系統的電子裝置發起攻擊，全部遭受光攻擊操控，並且最大攻擊範圍達到了110米。

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具體測試結果如下，但可怕的是，這並不意味著全部，可能還有更多易受攻擊的裝置未被測試：


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研究人員還強調，不同顏色、波長的光，攻擊效果並無太大區別。而更有趣的是，有些測試甚至只用了18美元的鐳射筆，鐳射驅動器和一個音訊放大器就完成了，總共不到400美元。


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實驗員給出安全建議


1、聲控裝置身份驗證功能避免光攻擊。例如將聲控裝置設定成，執行命令前向使用者詢問隨機問題，即可防止執行攻擊者命令；

2、對於裝置製造商，則可以嘗試使用感測器融合技術，例如裝置中內建多個麥克風來獲取音訊。當攻擊者使用單束鐳射時，只有一個麥克風接收訊號，而其他麥克風則不受影響；


3、還有一種方法，在麥克風上加裝一層不透明的物理屏障，以阻擋麥克風接收到的光量。但是這種防護方法，攻擊者也可以通過增強鐳射功率來達到攻擊目的。


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“光命令”應用侷限


這是一種極其新鮮的攻擊方式，目前還沒有發現實際應用的案例，但是要實際應用也沒那麼容易的。

若攻擊者打算將“光命令”攻擊付諸實際，會受到一些現實的約束和限制，例如裝置和目標之間可能存在著障礙物，以及霧霾天氣或被遮擋和汙染的窗戶也會阻隔光線的觸達。並且，除非使用肉眼無法察覺的紅外線，否則明顯的光束也會引起受害者的警覺。

除此以外，不是所有的智慧揚聲器都放置在窗戶邊，例如你的手機和平板電腦一般都在屋內，而不在靠窗位置，所以攻擊者並不容易向手機和平板傳送攻擊指令。


參考資料：日本電子通訊大學和密歇根大學《語音控制系統上基於鐳射的音訊注入》


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