通過在人類聽不到的頻率上對他們進(jìn)行耳語，黑客可以控制世界上最流行的語音助手。
中國的研究人員發(fā)現(xiàn)，蘋果、谷歌、亞馬遜、微軟、三星和華為的語音助手都存在著可怕的漏洞。它影響了所有運(yùn)行Siri的iPhone和Macbook，所有的Galaxy手機(jī)、所有運(yùn)行Windows10的PC，甚至連Amazon的Alexa助手都受波及。
浙江大學(xué)的一個(gè)研究小組使用了一種叫做海豚攻擊的技術(shù)，將典型的語音指令轉(zhuǎn)換成超聲波頻率，這種頻率對人類的耳朵來說太高了，根本聽不到。但通過麥克風(fēng)和軟件給我們永遠(yuǎn)在線的語音助手提供能量，這是完全可以解讀的。
這是個(gè)相對簡單的翻譯過程，他們用我們聽不到的頻率發(fā)出了幾個(gè)字，就控制了這個(gè)小配件。
研究人員不會(huì)僅是通過“嘿，Siri”或者“好的，Google”，他們還可以告訴iPhone撥打1234567890，或者告訴一臺(tái)iPad來FaceTime撥打號(hào)碼。他們可以強(qiáng)迫Macbook或Nexus 7打開一個(gè)惡意網(wǎng)站，他們可以命令亞馬遜Echo打開后門，連奧迪Q3的導(dǎo)航系統(tǒng)也可以被重定向到一個(gè)新的位置。“這些聽不見的語音指令為常見的設(shè)計(jì)帶來了挑戰(zhàn)，因?yàn)橹暗脑O(shè)計(jì)是建立在對手最多試圖通過可聽見的語音操縱一個(gè)語音助手并且可以被警報(bào)用戶檢測到的假設(shè)上的。” 該研究小組寫了一篇論文，并且剛剛在ACM計(jì)算機(jī)和通信安全會(huì)議上被采納。
換句話說，硅谷設(shè)計(jì)了人性化的用戶界面，并對其進(jìn)行了巨大的安全監(jiān)督。雖然我們可能聽不到壞人說話，但我們的電腦顯然可以。“從用戶體驗(yàn)的角度來看，這感覺像是一種背叛。”非營利組織SimplySecure的設(shè)計(jì)總監(jiān)Ame Elliott這樣說。“你如何與設(shè)備互動(dòng)的前提是告訴它該怎么做，所以無聲的，偷偷摸摸的命令是令人震驚的。”
為了破解每個(gè)語音助手，研究人員使用了一款包含3美元額外硬件的智能手機(jī)，其中包括一個(gè)微型揚(yáng)聲器和amp功能。理論上，他們的方法現(xiàn)在是公開的，任何人只要有一點(diǎn)技術(shù)知識(shí)就可以操作，只要兜里有幾塊錢就可以了。在某些情況下，這些攻擊只能在幾英寸之外進(jìn)行，不過像Apple Watch這樣的小工具在幾英尺內(nèi)就容易受到攻擊。從這個(gè)意義上說，很難想象亞馬遜的Echo會(huì)被海豚攻擊侵入。
一個(gè)想要打開你家后門的入侵者必須先要侵入你家內(nèi)部，靠近你的回聲。但是，破解一部iPhone似乎是小菜一碟，一個(gè)黑客只需要在人群中從你身邊走過去。他們會(huì)把手機(jī)拿出來，在你聽不到的頻率上播放一個(gè)命令，你的手機(jī)就會(huì)在你的手里晃來晃去。因此，也許你不會(huì)看到Safari或Chrome加載了一個(gè)網(wǎng)站，該網(wǎng)站又運(yùn)行代碼來安裝惡意軟件，而你手機(jī)的內(nèi)容和通信都是開放的，任由他們?nèi)ヌ剿鳌?/div>
研究人員在論文中解釋說，這一漏洞是由硬件和軟件問題的結(jié)合而來的。
像Siri、Alexa和GoogleHome這樣的語音助手背后的麥克風(fēng)和軟件是可以收集人類聽力外圍20KHZ以外的無法被聽到的聲頻的。（20 KHz有多高？就在幾年前，一種蚊子的手機(jī)鈴聲就在網(wǎng)上瘋傳，這讓那些沒有喪失聽力的年輕學(xué)生在不被老師聽到的情況下就可以給他們的朋友發(fā)短信）
根據(jù)Fitbit這樣的產(chǎn)品的創(chuàng)始人和工業(yè)設(shè)計(jì)師Gadi Amit的說法，這類麥克風(fēng)的設(shè)計(jì)讓他們很難防范這種攻擊。麥克風(fēng)組件本身有不同的類型，但是大多數(shù)使用的空氣壓力可能無法從超聲波中被屏蔽。Amit解釋說?；旧?，當(dāng)今最流行的麥克風(fēng)都是將湍流的空氣或聲波轉(zhuǎn)換成電子波，而阻止這些超級(jí)聽力的功能是不可能的。
這就意味著，我們需要軟件來破譯人類的語言和機(jī)器的語音。從理論上講，蘋果或谷歌可以命令他們的助手永遠(yuǎn)不服從來自低于20kHz的數(shù)字音頻過濾器的命令。“等等，這個(gè)人命令我的時(shí)候，來自一個(gè)他們不可能說話的聲音范圍！我不打算聽他們的”。 但浙江研究人員的發(fā)現(xiàn)，每一家主要的語音助理公司都表現(xiàn)出了在20kHz之外發(fā)送命令的脆弱性。
為什么亞馬遜和蘋果會(huì)留下如此巨大的漏洞，而這個(gè)漏洞可能會(huì)被軟件輕易地堵??？我們還不知道，不過我們已經(jīng)聯(lián)系了蘋果、谷歌、亞馬遜、微軟、三星和華為。但至少有兩種理論是完全可信的，這兩種理論都是為了讓語音助手更加用戶友好。
第一個(gè)是聲音助理實(shí)際上需要超聲波來聽到人們的聲音，而不是用那些高頻率的聲音來分析聲音。“請記住，語音分析軟件可能需要你的聲音中的每一個(gè)提示來創(chuàng)建它的理解”， Amit說，“過濾掉我們語音系統(tǒng)的最高頻率，可能會(huì)有負(fù)面影響，會(huì)降低整個(gè)系統(tǒng)的理解分?jǐn)?shù)。” 即使人們不需要超聲波來聽別人的聲音，也許我們的電腦也會(huì)依賴他們。
第二個(gè)原因是，已經(jīng)有公司正在研發(fā)通過超聲波來改善用戶體驗(yàn)，包括手機(jī)和配件的通信。最值得一提的是，亞馬遜的dash鍵可以和手機(jī)在18Hz的頻率上匹配，還有谷歌的Chromecast能通過超聲波來匹配。對于終端用戶來說，這種匹配方式創(chuàng)造了在電子時(shí)代所能期待的最神奇的體驗(yàn)。（它是怎么工作的？誰關(guān)心啊，它很神奇就對了！）
但是由于它們工作的時(shí)候我們聽不見，同樣它們發(fā)生問題的或者被黑客入侵的時(shí)候我們也無法察覺。它們設(shè)計(jì)的時(shí)候就是不可見的。這也就相當(dāng)于開著一輛引擎沒有聲音的車子。如果正時(shí)皮帶壞了，你也只有在汽車停下來時(shí)候才發(fā)覺，而這時(shí)候引擎已經(jīng)被毀了。用戶友好性也帶來更多的安全隱患。我們的瀏覽器很輕松而且隱蔽的收集cookies，市場營銷人員可以通過它們在任何角落跟蹤到我們。我們的手機(jī)會(huì)把我們的照片和聯(lián)系人備份到云上，這會(huì)誘使那些專注的黑客來創(chuàng)建一個(gè)完整的關(guān)于我們私生活的倉庫。
每次我們發(fā)明一項(xiàng)很好用的技術(shù)，都會(huì)默認(rèn)它帶來的隱性成本：我們個(gè)人的脆弱性。這個(gè)語音指令的研發(fā)只是由設(shè)計(jì)帶來的更多的安全漏洞清單中的最新的一個(gè)，但也許這是硅谷對嶄新事物的安全性不屑一顧的最好例子。
“我認(rèn)為硅谷在如何不誤用產(chǎn)品上存在盲點(diǎn)，這本應(yīng)該是產(chǎn)品規(guī)劃時(shí)候最強(qiáng)的一部分。”Elliott說。“語音系統(tǒng)很難保證安全，這也會(huì)提出問題，很難理解系統(tǒng)是如何工作的，有時(shí)候需要反復(fù)思考才能設(shè)計(jì)出來。我覺得必須要經(jīng)過艱苦的努力才能解開無縫語音，并且思考如何在系統(tǒng)工作中加入更多的可視化。”
目前有一個(gè)相對簡單的，針對海豚攻擊的解決方案。你需要做的只是關(guān)掉手機(jī)或者平板上的Siri或者谷歌助手的一直打開鍵，這樣黑客就無法給你的手機(jī)發(fā)送指令了。（除了你正在跟手機(jī)說話的時(shí)候），同樣亞馬遜Alexa和谷歌Home都有靜音鍵來擺平大多數(shù)這樣的小花招（谷歌Home沒有被測試，不過理論上講它也一樣易受攻擊）。
當(dāng)然這些解決方案也會(huì)弄巧成拙，如果我們能夠安全使用語音助手的唯一方法是不讓它們聽到，那我們研究出語音助手的目的是什么呢？也許這些計(jì)算機(jī)起初并不存在于我們的生活中，或者公共場合也不會(huì)到處都是。
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