Японські інженери розробили новий метод непомітного управління голосовими помічниками в розумних колонках за допомогою ультразвуку. Вони пропонують випускати ультразвукові коливання з такими параметрами, що в міру поширення в повітрі вони змінюються і поблизу колонки перетворюються на чутні, але помітні лише для людей, розташованих впритул до пристрою. Стаття про розробку опублікована в.
Сучасні голосові помічники пов'язані з акаунтом користувача і мають доступ до особистих даних, а також можливість керувати іншими пристроями. Все це робить їх зручними інструментами в повсякденному житті, але разом з цим підвищує їх цінність в очах зловмисників, тому дослідники в області інформаційної безпеки в останні роки стали активно розробляють методи злому голосових помічників, щоб створити захист від таких втручань. При цьому переважно вони досліджують не стандартні методи злому програмного забезпечення, а нетривіальні способи, засновані на особливостях поширення звуку.
Наприклад, деякі дослідники пропонували використовувати ультразвукові команди, які перетворюються на чутні з мікрофоне, зашифровувати в уже чутних аудіозаписах непомітні команди або формувати команди за допомогою лазерного променя, спрямованого на мікрофон. З цих трьох підходів лише перший забезпечує непомітну людині атаку, але він чутливий до відстані до колонки, а також рівня навколишнього шуму.
Дослідники під керівництвом Тацуї Морі (Tatsuya Mori) з Університету Васеда теж використовували як основу ультразвук, але застосували його іншим способом, завдяки чому він не так залежить від відстані і особливостей мікрофонів розумної колонки. Для цього інженери використовували масив з вузькоспрямованих параметричних ультразвукових динаміків.
За допомогою амплітудної модуляції вихідна звукова команда кодується в ультразвукові коливання на несучій частоті і бічних смугах частот. У міру поширення хвиль від динаміків до мети (колонки) звук мимоволі демодулюється через те, що хвилі поширюються в нелінійному середовищі (повітрі), через що утворюються чутні людині, але спрямовані коливання. При цьому через поширення в повітрі хвилі поступово загасають. У результаті вздовж прямої від динаміків у бік колонки утворюється область, в якій присутній чутний для людини і колонки звук, а параметрами цього звуку та області можна керувати. Крім схеми з одним динаміком дослідники також навчилися створювати подібним чином звук на перетині спрямованого випромінювання двох масивів динаміків.
Експерименти з розумними колонками Google Home і Amazon Echo показали, що метод дозволяє активувати колонки в приміщенні на відстані майже 20 метрів, а також передавати успішно розпізнавані ними команди на відстані до 12 метрів. При цьому у випадку з перехресною схемою створення звуку спостерігачі практично не могли помітити команди, а при використанні одного масиву голосові команди все ж були відмінні в частині випадків.
На початку року данські інженери створили насадку для розумних колонок, що зберігає їх функції, але захищає приватність користувачів. Більшу частину часу вона випускає прямо в мікрофон колонки білий шум і тим самим не дає їй чути звуки в приміщенні, але, коли користувач говорить активаційну фразу, вона активує колонку і вимикає шум, даючи голосовому помічнику працювати в звичайному режимі.