间谍如何用灯泡窃听你的私密谈话？（不是智能灯泡）

哈利波特最棒的魔法之一是那个可以伸缩的耳朵，巫师们用它来偷听门后的秘密对话。现实中的间谍们还没法拥有那种耳朵来实现窃听，但是，新的灯泡窃听法可能对间谍来说很有吸引力。

以色列内盖夫本古里安大学的科学家发现， 可以从灯泡的振动模式中恢复完整的对话。

悬挂的灯泡既充当振动膜（声波在其表面层叠），又充当换能器（将气压从声音转化为光的微小变化），这意味着它可以成为特工和各种偷窥狂的有用工具。

研究人员在他们的新论文中写道：“我们展示了窃听者可以如何通过利用悬挂式灯泡表面的气压波动（响应声音），该波动导致灯泡轻微振动，从而被动地恢复语音和音乐声，从外部实时进行监听”。他们计划在今年晚些时候将论文提交给 BlackHat USA 安全会议。

他们将这种新的攻击方法称为 “ lamphone ”。它的灵感来自于早前对特斯拉自动驾驶汽车黑客方式的启发，就是利用一个简单的投影仪来愚弄计算机视觉系统的方法。

实现这种窃听方法甚至十分方便，也足够便宜，您完全可以手动完成 —— 只要有一台笔记本电脑、一台望远镜和一台光电传感器 ，就能实时监听数百英尺外的任何微小的声音。实验中用到的后两者价格没超过1000美元。

目前可以从80英尺外的地方实现攻击，但是如果使用改进的设备和更好的望远镜，它甚至可以在更远的距离上发挥作用。

为了测试这一窃听设备，研究人员把三个不同透镜直径的望远镜放置在了距离目标办公室灯泡约25米远的地方 —— 利用一个简单的12瓦LED灯泡，每个望远镜的目镜都放在光电传感器 Thorlabs PDA100A2 之前。

他们的目标是：从房间中恢复语音和音乐，而无需进入或听到目标地点的任何声音。

当房间内的人开始说话或播放音乐时，研究人员把这些收集到的信息送入笔记本电脑，电脑就开始对读数进行分析；数模转换器把传感器收集到的电信号转换为数字信号。

尽管声音振动带来的运动量只有几百微米，但是灯泡仍然能够对这些微小振动有所反馈，对于传感器来说这些反馈将表现为每个望远镜能获取到的可测量的光的变化。

通过软件滤除噪声，利用 Google 的 Google’s Speech-To-Text API 进行转录，研究人员就能 以惊人的保真度重建房间内的声音记录 。

他们不仅很好地还原了电视里特朗普的讲话，还录下了 Beatles 的 “Let It Be”。

安全研究员 Ben Nassi 说： “对房间中的任何声音都可以进行窃听并还原，而且无需破坏任何东西，也不需要什么太过精密的设备。”

不过，作为一项试验品，这项技术还是存在一些局限性。

实验过程中研究人员使用的是悬挂式灯泡，目前还不清楚固定灯或安装在天花板上的灯泡是否会产生足够的振动。在演示中，他们是把语音和音乐都开到了最大才获取到足够的信息。

即使如此，研究团队指出，在光电传感器和数模转换器的选择上，他们使用的是相对便宜的、功能性并没有那么充分的一类。 如果升级传感器设备，甚至能够针对更安静的对话进行监听。

斯坦福大学的计算机科学家和密码学家 Dan Boneh 认为，尽管目前这项实验还有待优化和补充，但 这项技术本身代表着一种重要且具有实际意义的新形式革新，即所谓的 “旁道攻击”，这是一种利用意料之外的信息泄漏渠道进行窃听的方法。

“这是旁道攻击的完美应用”，Boneh 说，“即使这需要悬挂式灯泡和高分贝语音，它仍然是非常有价值的。相关研究第一次被证明是可能的，未来随着研究的深入和技术的发展，攻击效果只会越来越好”。

这种攻击模式其实并非最新出现。在2014年。MIT、微软和Adobe的研究人员就开发出了 visual microphone —— 通过望远镜记录下屋内的详细视频，包括房间里一个物体（比如一包薯片或一株室内植物）的振动，然后通过分析视频，就能够重建语言和音乐。

在 visual microphone 的实验中，研究人员主要使用了高速摄像头，因为想要从视频重构音频，视频采样的频率就必须高于音频信号的频率。

他们在实验中使用到的高速摄像头每秒可捕获2000至6000帧，与最好的商用高速相机每秒100000帧的速率相比还是有差距的。

针对MIT的实验方法，Nassi 指出，基于视频的技术虽然用途更广泛，因为它不需要在房间里看到灯泡，但是在录制视频后，需要使用软件对视频进行分析，从而将物体中观察到的细微振动转换为声音。

相比之下， lamphone 可以进行实时监视，同时由于振动的物体本身就是光源，电光传感器就可以用更简单的视觉数据进行拾取 。

Nassi 认为，这可能会使 lamphone 在间谍活动中的实用性大大提高，他说：“当你真正使用它时，你能够利用 lamphone 实时做出反应，任务成功率也会高很多。”

当然，阻止这种窃听也十分容易。只需要盖上悬挂式灯泡，或者直接把窗帘关上，甚至可以在窗户上安装防振设备。

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