Техника воссоздания речи через анализ вибрации лампы в подвесном светильнике
13 июня 2020 года
Группа исследователей из университета имени Давида Бен-Гуриона в Негеве и института имени Вейцмана (Израиль) разработала технику Lamphone (PDF) для восстановления разговора и музыки, звучащих в закрытом помещении, используя пассивный анализ вибрации электрической лампы в подвесном светильнике. В качестве анализатора использован размещённый на улице электро-оптический датчик, при помощи телескопа нацеленный на видимую через окно лампу. Эксперимент проводился с 12-ватными светодиодными лампами и позволил организовать подслушивание с расстояния 25 метров.
Метод действует для подвешенной лампы. Звуковые колебания создают перепады давления воздуха, из-за которых возникают микровибрации подвешенного предмета. Подобные микровибрации приводят к искажениям света под разными углами из-за смещения плоскости свечения, которые можно уловить при помощи чувствительного электро-оптического датчика и демодулировать в звук. Для захвата потока света и его направления на датчик использовался телескоп. Получаемый от датчика (Thorlabs PDA100A2 на базе фотодиода) сигнал преобразовывался в цифровую форму при помощи 16-разрядного аналого-цифрового преобразователя ADC NI-9223.
Выделение связанной со звуком информации из общего оптического сигнала производилось в несколько стадий, включающих полосно-заграждающую фильтрацию, нормализацию, подавление шумов и амплитудную коррекцию по частотам. Для обработки сигнала был подготовлен скрипт для MATLAB. Качество восстановления звука при снятии параметров с расстояния в 25 метров оказалось достаточным для распознавания речи через API Google Cloud Speech и определения музыкальной композиции через сервисы Shazam и SoundHound.
При этом в эксперименте воспроизведение звука в комнате производилось на максимальной для имевшихся динамиков громкости, т.е. звук был значительно громче обычной речи. Светодиодная лампа также была выбрана не случайно, а как обеспечивающая наиболее высокий коэфициент сигнал-шум (в 6.3 раза выше лампы накаливания и в 70 раз выше лампы дневного света). Исследователи пояснили, что расстояние проведения атаки и чувствительность могут быть увеличены при использовании более крупного телескопа, качественного датчика и 24- или 32-разрядного аналого-цифрового преобразователя (ADC), эксперимент же проводился с использованием подручного телескопа, дешёвого датчика и 16-разрядного ADC.
В отличие от ранее предложенного метода "визуальный микрофон", при котором производится съёмка и анализ вибрирующих объектов в помещении, таких как стакан с водой или упаковка от чипсов, Lamphone даёт возможность организовать прослушивание в режиме реального времени, в то время как визуальный микрофон для восстановления нескольких секунд речи требует интенсивных вычислений, занимающих часы. В отличие от методов, основанных на использовании динамиков или жесткого диска в качестве микрофона, Lamphone позволяет осуществить атаку удалённо, без необходимости запуска вредоносного ПО на находящихся в помещении устройствах. В отличие от атак с использованием лазера, Lamphone не требует подсветки вибрирующего предмета и может производиться в пассивном режиме.
Источники править
Любой участник может оформить статью: добавить иллюстрации, викифицировать, заполнить шаблоны и добавить категории.
Любой редактор может снять этот шаблон после оформления и проверки.
Комментарии
Если вы хотите сообщить о проблеме в статье (например, фактическая ошибка и т. д.), пожалуйста, используйте обычную страницу обсуждения.
Комментарии на этой странице могут не соответствовать политике нейтральной точки зрения, однако, пожалуйста, придерживайтесь темы и попытайтесь избежать брани, оскорбительных или подстрекательных комментариев. Попробуйте написать такие комментарии, которые заставят задуматься, будут проницательными или спорными. Цивилизованная дискуссия и вежливый спор делают страницу комментариев дружелюбным местом. Пожалуйста, подумайте об этом.
Несколько советов по оформлению реплик:
- Новые темы начинайте, пожалуйста, снизу.
- Используйте символ звёздочки «*» в начале строки для начала новой темы. Далее пишите свой текст.
- Для ответа в начале строки укажите на одну звёздочку больше, чем в предыдущей реплике.
- Пожалуйста, подписывайте все свои сообщения, используя четыре тильды (~~~~). При предварительном просмотре и сохранении они будут автоматически заменены на ваше имя и дату.
Обращаем ваше внимание, что комментарии не предназначены для размещения ссылок на внешние ресурсы не по теме статьи, которые могут быть удалены или скрыты любым участником. Тем не менее, на странице комментариев вы можете сообщить о статьях в СМИ, которые ссылаются на эту заметку, а также о её обсуждении на сторонних ресурсах.
