越来越多的互联对象配备了运动传感器,例如加速度计或陀螺仪。这些组件无处不在,能够利用在电子电路内移动的小质量将运动转化为电信号。
在机器人、自平衡滑板车和无人机中,它们确保设备的稳定性和平衡。在智能手机和虚拟现实系统中,它们可以确保游戏和虚拟空间的正确显示。
简而言之,这些组件非常实用,现在许多日常使用都依赖于它们的正常运行。不过,要破坏这一点并不困难。您所需要的只是一个音频发射器。事实上,最近的研究表明,这些组件对声波敏感,只要它们与小质量的共振频率一致。对于加速计来说,这个决定性的频率约为 5 kHz,对于陀螺仪来说,这个频率约为 27 kHz。在后一种情况下,它是超声波,人耳听不到。
值此 Black Hat USA 2017 大会之际,中国研究人员Wang Kang et Zhengbo Wang展示了我们可以用一些经过精心校准的声音指向我们最喜欢的设备的陀螺仪来破坏和操纵的一切。一切皆有可能:智能手机、VR眼镜、机器人、自平衡滑板车、无人机等。正如他们的实验视频所示,结果有时令人印象深刻。
配备了“超声波枪”,研究人员可以让赛格威在不接触它的情况下向前移动,就像施了魔法一样。
发射器指向机器人,使其向后倒退。
在 Hololens 上,波会导致图像干扰。
在 Oculus Rift 和 iPhone 7 上,虚拟现实图像完全脱轨。
最后,当您瞄准 DJI 无人机的陀螺仪时,您可以改变转子的速度。
除了有趣的实验室实验之外,研究人员认为这是一个真正的漏洞,不应掉以轻心,尤其是在涉及陀螺仪等运输设备时。从理论上讲,这些攻击可能会对用户造成身体后果。 “我们还可以想象更远距离的攻击。这只是发射器功率的问题。”王正波告诉我们。
为了弥补这种声音影响,研究人员提出了几种解决方案。第一种方法是用能够过滤谐振频率的外壳包围组件。然而,就产品设计而言,这并不总是可能的。在这种情况下,研究人员建议添加麦克风来检测共振声波,并在必要时进行主动降噪。在那之前,您上 Segway 时要小心。