حمله صوتی به حسگرهای شتاب‌سنج

حسگرهای مورد بررسی در این تحقیق شتاب‌سنج‌های خازنی هستند که تغییرات سرعت دستگاه را در سه بعد می‌سنجند. به‌کمک همین حسگرها است که می‌توانیم با چرخاندن گوشی، ویدئو و عکس‌ها را در ابعاد تمام صفحه ببینیم یا بازی کنیم. در بسیاری از کاربردها براساس خروجی این حسگرها تصمیمات مهم و حیاتی گرفته می‌شود و در نتیجه صحت خروجی آن‌ها اهمیت زیادی دارد. 
این محققان موفق شدند با استفاده از یک بلندگوی 5 دلاری حملاتی صوتی‌ را ترتیب دهند و به‌ طور مثال گام‌شمار Fitbit را به‌گونه‌ای فریب دهند تا بدون برداشتن حتی یک قدم، هزاران گام را ثبت کند. همچنین، موفق شدند با پخش یک موسیقی آلوده به فرکانس‌های صوتی خاص و پخش آن از بلندگوی یک گوشی هوشمند، نرم‌افزار کنترل از راه دور یک اسباب‌بازی را کنترل کنند.
درون این حسگرها یک سیستم فنر ـ وزنه وجود دارد. براساس حرکات دستگاه (و در نتیجه حسگر) وزنه جابه‌جا می‌شود و این جابه‌جایی وزنه درون حسگر سبب تغییر ظرفیت خازن آن و سیگنالی متناسب با این حرکت ایجاد می‌شود. در آینده استفاده از این حسگرها بسیار بیشتر خواهد شد و ابزارهای آینده در تصمیم‌گیری‌های خودکار خود به‌طور فزاینده، بر داده‌های حاصل از چنین حسگرهایی تکیه خواهند کرد و همین امر اهمیت چنین تحقیقی را آشکارتر می‌سازد.

مطلب پیشنهادی

شبکیه شماره 192

ما خطرناکیم

تیموتی تریپل دانشجوی دکتری علوم کامپیوتر معتقد است: «انسان‌ حسگرهایی نظیر چشم، گوش و بینی دارد. ما به حس‌های خود اعتماد داریم و از آن‌ها برای تصمیم‌گیری‌هایمان استفاده می‌کنیم. اما اگر سامانه‌های خودکار نتوانند به حس‌های خود اعتماد کنند، امنیت و قابلیت اطمینان چنین سامانه‌هایی با چالش مواجه خواهند شد.»
این محققان فرکانس‌های تشدید 20 حسگر مختلف از 5 تولیدکننده را به دست آورده‌اند که براساس آن می‌توانند با تولید امواج صوتی مناسب، این حسگرها را به اشتباه بیاندازند. این تنها آسیب‌پذیری دستگاه‌هایی نیست که سیگنال‌های آنالوگ را به‌طور دیجیتال پردازش می‌کنند، فیلترهای پایین‌گذر دیجیتال که فرکانس‌های بالا را از سیگنال حذف می‌‌کنند و نیز تقویت‌کننده‌ها مشکلات امنیتی دارند. به طوری که در برخی موارد این اجزا سیگنال‌های صوتی را به‌گونه‌ای فیلتر می‌کنند که به‌کارگیری روش‌هایی نظیر آنچه محققان میشیگان انجام داده‌اند را ساده‌تر می‌کند.