利用揚(yáng)聲器、頭戴式耳機(jī)或耳塞提取物理隔離電腦的數(shù)據(jù),你慌嗎

兩年前，以色列本古里安大學(xué)一組研究人員曾演示過(guò)如何利用惡意軟件讓一臺(tái)電腦上的耳機(jī)變成麥克風(fēng)，從而對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。2018年3月9日，這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)又發(fā)布研究論文詳述一種名為“蚊子”（MOSQUITO）的新型攻擊技術(shù)，它可利用揚(yáng)聲器、頭戴式耳機(jī)或耳塞提取物理隔離電腦的數(shù)據(jù)。

研究三種模式的數(shù)據(jù)泄露

這組研究人員通過(guò)演示視頻展示了同一房間內(nèi)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)，在與外界沒(méi)有任何網(wǎng)絡(luò)通訊的情況下，通過(guò)超聲波秘密交換數(shù)據(jù)。

研究人員發(fā)現(xiàn)揚(yáng)聲器、耳機(jī)等對(duì)接近超聲波范圍（18000 Hz 至 24000 Hz）音頻會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，人體可聽(tīng)范圍在20000Hz以下，利用這個(gè)特征研究者將這些看似不能改變的固件變成了能夠接受信息的“麥克風(fēng)”。研究人員把原本不帶有麥克風(fēng)（收音、“聽(tīng)”）功能的揚(yáng)聲器、頭戴式耳機(jī)等都轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌虮O(jiān)聽(tīng)的設(shè)備，而正常情況下這些標(biāo)準(zhǔn)耳機(jī)只具備“說(shuō)”這一單一功能。

研究人員在論文中提到的攻擊場(chǎng)景包括：

揚(yáng)聲器到揚(yáng)聲器的數(shù)據(jù)泄露；

揚(yáng)聲器到頭戴式耳機(jī)的數(shù)據(jù)泄露；

頭戴式耳機(jī)到頭戴式耳機(jī)的數(shù)據(jù)泄露。

音頻連接端口變換 Jack Retasking 技術(shù)不是頭一次被利用！這種攻擊之所以可行的原因在于 Jack Retasking 可以變換音頻輸出和輸入接口，從而將揚(yáng)聲器功能有效轉(zhuǎn)換為麥克風(fēng)功能。

以色列本古里安大學(xué)這組研究人員2017年也曾利用過(guò) Jack Retasking 功能，當(dāng)時(shí)研究人員將頭戴式耳機(jī)轉(zhuǎn)換成麥克風(fēng)，并記錄附近的音頻和對(duì)話(huà)。

將本地存儲(chǔ)文件轉(zhuǎn)換并調(diào)制為音頻信號(hào)

這種攻擊目前處于實(shí)驗(yàn)階段，尚未在現(xiàn)實(shí)世界上演，但它被證明是一種可行的攻擊手段。除了這種攻擊手段，研究人員還創(chuàng)建了一種在兩臺(tái)電腦之間傳輸數(shù)據(jù)的自定義協(xié)議。

在本次 MOSQUITO 的攻擊實(shí)驗(yàn)中，研究人員認(rèn)為，感染物理隔離電腦的惡意軟件能將本地存儲(chǔ)文件轉(zhuǎn)換并調(diào)制為音頻信號(hào)，并通過(guò)連接的揚(yáng)聲器、耳機(jī)或耳塞將其傳輸?shù)礁浇牧硪慌_(tái)電腦上。接收音頻信號(hào)的電腦（也被惡意軟件感染）使用 Jack Retasking 將連接的揚(yáng)聲器、耳機(jī)或耳塞轉(zhuǎn)換成臨時(shí)麥克風(fēng)，接收調(diào)制后的音頻，并轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)文件。

研究人員創(chuàng)建了一個(gè)自定義數(shù)據(jù)協(xié)議，經(jīng)過(guò)調(diào)制將二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橐纛l信號(hào)，并在1到9米的距離范圍測(cè)試了攻擊的可行性。研究人員將兩臺(tái)電腦的揚(yáng)聲器面對(duì)面擺放，在可聽(tīng)頻段（低于18kHz）內(nèi)發(fā)出聲音，兩臺(tái)電腦之間傳輸數(shù)據(jù)的速度在1800 bps和1200bps之間發(fā)生變化。

頭戴式耳機(jī)相比更不容易泄露

研究人員發(fā)現(xiàn)，揚(yáng)聲器未面對(duì)面放置時(shí)，當(dāng)揚(yáng)聲器之間的距離拉遠(yuǎn)時(shí)、音頻頻率發(fā)生變化時(shí)，傳輸速度會(huì)變慢。研究人員在論文中分析其原因在于——揚(yáng)聲器，尤其家用 PC 揚(yáng)聲器針對(duì)人的聽(tīng)覺(jué)特點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化，因此對(duì)可聽(tīng)頻率范圍內(nèi)的音頻更加敏感。

當(dāng)使用耳機(jī)或耳塞時(shí)，傳輸速度會(huì)降低（傳輸速度在 600bps 和 300bps 之間變化）。然而當(dāng)使用頭戴式耳機(jī)時(shí)，傳輸速度甚至?xí)停s250bps），原因在于，頭戴式耳機(jī)將聲波導(dǎo)向一個(gè)特定的方向，只有在音頻頻率內(nèi)發(fā)出聲音以及在彼此靠近時(shí)才能有效地竊取數(shù)據(jù)。

降低傳輸速度的其它因素還包括音樂(lè)、聲音等環(huán)境噪音，但研究人員也指出，將數(shù)據(jù)泄露頻率提高到 18kHz 以上可緩解噪音帶來(lái)的影響。