工程师仅利用智能手机已有的工具(包括指南针),开发出一款防止语音攻击的应用。
Siri、微信等基于语音的智能手机应用虽然方便,却可能让你暴露于这种日益严重的安全威胁之下。
攻击者只需几分钟的音频样本,就能逼真地重放你的声音,骗过他人乃至顶尖的数字安全系统。其后果令人不寒而栗:从冒充你欺骗朋友,到侵入你的银行账户。
“如今,你生活的方方面面都在手机上,”布法罗大学普适安全与隐私研究实验室(UbiSeC)主任、计算机科学与工程教授、该研究的主要作者之一任奎(Kui Ren)说。“手机就是你的安全枢纽。现在这一点至关重要。”
任奎是工程与应用科学学院的计算机科学与工程教授。他谈到加强手机安全的重要性时直言不讳:“黑客无处不在,数量超乎你的想象。地下有一个完整的灰色市场,专门出售你的密码和个人信息。”
他说,保护手机的最佳方式是采用多种安全措施。
“技术发展得太快了,我们必须想出不同的办法。策略是构建多重防线。我们称之为纵深防御,”他说。
他说,随着越来越多没有键盘的联网设备问世,语音识别可能会成为更常见的安全工具。
“在物联网中,安全交互界面是什么?它不像手机那样。设备通常没有触摸屏或键盘,因此语音认证可能会有用,”他说。
语音识别攻击有多种形式。攻击者可以合成你的声音,但现有算法能够检测出来。人也可以模仿你的声音,但现有技术同样能够识别。
第三种方式是重放某人真实的声音,这正是任奎发明的系统发挥作用之处。任何重放的声音都必须通过扬声器播放,而扬声器会产生磁场。任奎的系统利用手机中的磁力计检测磁场;手机配备磁力计是为了实现指南针功能。
此外,系统还利用手机的轨迹映射算法测量扬声器与手机之间的距离。系统要求用户说话时靠近手机,以确保使用机械扬声器重放声音的人距离足够近,从而能检测到磁场。
最后,系统要求使用语音识别时手机必须移动,也就是在嘴前挥动手机。重放声音的扬声器移动时,磁场会发生变化,手机便能检测到这种变化。
团队计划进一步完善该系统,并很快将其作为应用供用户下载。
“我们无法断定语音认证未来是否会普及,但有这种可能。我们已经看到这一趋势正在增强,”任奎说。“如果确实如此,我们就必须防范语音重放攻击。否则,语音认证就无法保证安全。”
这项研究部分由美国国家科学基金会资助。团队将在本周于亚特兰大举行的第37届分布式计算系统国际会议上介绍这项研究。

