行走自由的掃地機器人,可能正在偷偷監聽你
拖著疲憊的身體回到家,辛苦工作了一天的打工人,終于開始了“翻身農奴把歌唱”的生活。
先喚醒年會抽的智能音箱,吩咐它第二天早上叫自己起床上班,再指使前女友送的掃地機器人開始清潔房間,而你大腿翹在二腿上,余光看著它在房間里吸塵納灰,心情巴適得很。
但是,你有沒有想過這樣一種可能:掃地機器人只是假裝埋頭苦干,其實它是你前女友派來的間諜,正在偷聽你?
別笑,這不是演習,事實上,這種可能性是存在的。
1、激光麥克風
想必不少人都知道,在冷戰時期,曾出現了一個非常著名的竊聽裝置,叫做金唇。
1945 年,克格勃費盡心機,不惜耗費名貴木材,讓能工巧匠把它做成了一枚精巧的美國國徽,又借蘇聯少年先鋒隊員之手,把它送給了美國駐蘇大使卡里曼。
特殊時期,決不能掉以輕心。
卡里曼派人翻來覆去的檢查這枚國徽,在確認安全,沒有任何可疑之處后,才懷著欣喜,把它高高掛在了辦公室里,一掛就是八年。
殊不知,就在這枚精巧的國徽里,藏著一個特制的竊聽裝置:世界上第一個無需電源的竊聽器。
從外觀上看,它像一只方腦袋、細長尾巴的金屬蝌蚪,但內部卻很有含金量。
金唇的薄膜與天線相連,當卡里曼在房間內說話時,聲音會通過空氣引起薄膜振動,而蘇聯克格勃早在對面樓里布置好了激光雷達和接收器,雷達對準天線發射激光,記錄到振動的激光會反射到接收器上,只要對振動進行解碼,就可以知道卡里曼都說了些什么。

巧妙又隱秘的設計,讓金唇一舉成為竊聽排行榜上的王者。
做一個金唇,成本太高,在現實生活中,激光麥克風竊聽器的目標,大多是窗戶玻璃。
但客觀地說,激光竊聽器的部署難度極高,要在保證不被對方察覺的同時,把激光雷達設置在近乎完美的平行位置,或者在窗口上放一個棱鏡來對準接收器,非常不容易。

可激光竊聽器一旦部署成功,同樣極難被發現,屬于高風險、高收益的項目。
著名情報承包商 Palantir 的聯合創始人亞歷克斯•卡普,就曾自曝說,他辦公室的所有窗戶玻璃,統統安裝了聲學傳感器,用白噪聲震動玻璃,以此來對抗激光麥克風的竊聽。
只是,窗戶玻璃是固定的,人可不是,如果激光麥克風能夠名正言順在人眼皮子底下活動,豈不是更要壞菜?
其實,已經有人成功了。
2、掃地機器人,變身!
來自馬里蘭大學和新加坡國立大學的研究人員,就在思考一個問題:有什么東西,本身既有激光雷達,又有正當理由穿梭自如?
答案是:掃地機器人。
激光雷達是掃地機器人的眼睛,通過對外發射激光,能夠測量自身與環境物體之間的距離,從而構建精準地圖,靈敏檢測障礙物,高效完成整座房屋的清掃。
所以從理論上來說,掃地機器人擁有成為激光麥克風的潛質,但真的能實現嗎?學者們立刻著手攻擊,并瞄上了在海外熱銷的小米掃地機器人 Roborock。
研究人員預想了一個攻擊思路:
1、控制掃地機器人 Roborock 的激光雷達組件;
2、訪問激光雷達讀數;
3、對收集到的數據進行解碼,實現竊聽。
按照這個攻擊思路,研究人員先對掃地機器人 Roborock 的固件進行逆向,成功拿到系統的最高訪問權限,控制了激光雷達組件。
你可能發現了,掃地機器人在清掃過程中,并非原地停留,而是一直在移動,這就意味著激光雷達全程都在旋轉,360 度檢測環境物體,以免自己撞上障礙物。
不停旋轉的激光雷達,給數據收集帶來了難度。研究人員從固件入手,先讓雷達停止旋轉,再讓激光對準一個物體,這樣就能持續記錄到物體表面的聲波振動,為后續破解打好基礎。
隨后,他們又開發了一個竊聽系統,命名為 LidarPhone,將它安裝在了 Roborock 的身上。LidarPhone 的主要作用,就是遠程收集激光雷達讀數。

最后一步,研究人員對收集到的激光雷達數據進行處理,實現竊聽目的。
在這一步中,由于掃地機器人身上的激光雷達,遠達不到監控級激光的精確度,所以研究人員需要先將激光讀數上傳到自己的服務器上,進行信號增強處理,讓聲音質量達標,再進行音頻提取。
攻擊實驗的結果是,研究人員成功收集到超過 19 個小時的錄音,共計超過 30,000 個語句,準確率約為 90%。
在竊聽實驗過程中,研究人員不斷調整掃地機器人和物體、聲源和物體之間的距離,用不同物體測試了 LidarPhone 的攻擊效果。

測試發現,不管是地毯還是垃圾桶,很多家庭物體都可以進行激光數據收集。此外,通過激光雷達捕捉到的新聞節目聲音,不僅能夠識別演講者的性別,甚至還能確定他們的政治傾向。
竊聽實驗成功后,研究人員表示:雖然這次實驗只用了掃地機器人,但這并不意味著其他設備就沒有風險,可別忘了,手機上的 TOF 鏡頭用的也是紅外線。
盡管這次攻擊只是一次學術研究,但它卻又給我們敲響了一次警鐘:
網絡時代,安全缺口就像武林高手的一記掃堂腿,橫掃一大片,跟玩兒一樣。