「东方网」你家的语音设备正被百米外的激光控制？这项实验结果令人震惊东方网记者王佳妮、解敏11月

　　东方网采访人员王佳妮、解敏11月25日报道：手机、平板电脑、智能音箱……语音识别设备已深入大部分人的生活中。简单说一句话，这些“聪明”的设备便“言听计从” 。然而，来自密歇根大学和日本电子通信大学的研究人员日前却在实验中发现，符合一定要求的激光也控制这些语音识别设备。

　　实验：几百英尺外“悄无声息”地控制设备

　　研究人员发现，只要他们能看到这个智能设备，便可以在几百英尺远的地方“悄无声息”地指挥这些设备，比如：控制智能家居开关、开启智能车库门、遥控解锁和启动某些车辆、强行输入用户的PIN号来打开智能锁，甚至网上购物。这一发现似乎意味着，任何人都能从你的房子外面攻击某一个智能扬声器，让它做任何力所能及的事情。

　这是如何办到的？研究人员在论文中写道：“通过调制光束强度的电信号，攻击者可以诱使麦克风产生电信号，就像他们在接收真正的音频信号一样。 ”研究人员解释称，他们能够发出一种光，这种光中有一个编码的命令，比如“打开车库门”等。每条命令的声音都被编码成光束的强度，光线照射到智能扬声器麦克风内置的振膜上，使它以同样的方式振动，就如同某人说了那个命令一样。

　　研究人员同时指出，攻击的最大距离取决于激光的功率，当然还有实验者的瞄准能力。除此之外，物理屏障（如窗户）和空气中超声波的吸收可以进一步减少攻击的范围。此外，在启用语音识别的情况下，攻击者可以通过从设备的合法所有者所说的相关单词中，构造所需语音命令的记录，从而破解身份验证这一功能。

　　专家：要“骗”智能设备得让激光先做“整形”

　　对于这一研究结果，东方网采访人员采访了上海光机所从事激光物理研究的科研人员。

　　“要理解这个实验，首先要了解麦克风接收声音信号的原理。 ”科研人员告诉东方网采访人员，声音是由声源振动，并通过媒介将这种振动传播出去的声波，最常见的媒介就是空气。所以，声音其实就是一种波，在振动的同时向外传播，就像水面的波纹一样。人声主要通过激发空气这种媒介引起振动从而传到远处。当空气将人声传到麦克风上时，空气的振动压迫麦克风内的振膜产生相应的振动，麦克风再将这种振动转变为电流信号。这样，智能语音设备就能识别人的声音了。

　　而激光本质上，也同样是一种波，一边振动一边向四周传播，又可称其为光波。如果麦克风没有识别出两者的区别，错把光波当成声波接收了，那么智能设备也会被欺骗。大部分手机和智能音箱都是使用的MEMS(微型机电系统)麦克风，而这一设备恰好就有这个弱点，有时它对光波和声波有些“脸盲” ，区分不清两者。

　不过，研究人员也同时指出，并不是任意的光波都会让麦克风错认，毕竟智能语音设备还是很聪明的。 “想要骗过麦克风，首先必须要对光波进行‘整形’ ，让它的形状、强度和频率等特征和人声很接近。因此，科学家在演示实验中，选用了振荡频率在正常人声范围内的激光，并对激光作了调幅，将其整成了和人声差不多的形状。其次，光波中必须要包含有意义的指令，否则智能音箱即使‘听’到了什么也不会搭理。因此，科学家们将‘询问时间’或者‘打开车库门’这些指令加嵌入激光里面。经过这些包装，才能成功地用激光‘骗’过智能语音设备，实现了用激光来控制这些设备。 ”

　　建议：这些方法让智能设备更听“你”的话

　　实验中，哪些设备“中招”了？据了解，研究人员测试了一系列设备，并表示这些设备容易受到这种灯光指令的影响，其中包括GoogleHome、GoogleNestCamIQ、AmazonEcho、Facebook的PortalMini、iPhoneXR和第六代iPad 。其中，智能音箱通常不会默认开启任何用户身份验证功能，而苹果派设备是少数几个需要研究人员想出办法绕过这种隐私设置的。

　　上述这些设备已是不少人生活中不可或缺的一部分。更令人担忧的是，根据研究人员的说法，似乎任何人都能做到这一实验效果，而成本仅不到400美元：其中包括一支20美元以下的激光笔、一个339美元的激光驱动器和一个28美元的声音放大器。

　　对此，不少网友表示了担忧：“想象一下，坐在家里，灯突然亮了，音响莫名其妙播放起了音乐，还挺吓人的。 ”“根据这个实验结果来看，语音识别设备很不安全，即使有身份认证，也没什么用。 ”不过，也有相当部分网友抱持另一种态度：“语音识别设备安全性的确有待考究，但不可否认，他们的出现为生活有障碍的人士提供了很大便利。 ”“科技解放了人类的双手，这本身还是值得支持的，希望相关设备的漏洞能及时补上。 ”

　　那么，如何才能避免智能语音设备被攻击呢？上海光机所从事激光物理研究的科研人员也在采访中为用户提供了一些建议。例如，可以像手机解锁一样，通过设置先输入语音密码，解锁后才能发布指令；也可以在麦克风周围加上光屏蔽，比如贴上黑色标签纸，来挡住激光；又或者利用两个麦克风同时接收指令，然后对比两者完全吻合后才执行指令， “当然，我们在使用智能语音设备时也要加强自我保护意识，最简单的方法，就是尽量避免将智能产品放在别人能轻易看到的地方” 。