惯性传感器安全性遭质疑,但是IMU未来身负重担

 智能家居产品     |      2020-03-27 14:06

导读:近年来,非法窃取和倒卖消费者隐私信息的事件以不同的方式层出不穷。现在,通过智能扬声器麦克风获取APP敏感许可和收集用户语音的技术更加先进。无需任何许可,只需要一部手机甚

近年来,非法窃取和倒卖消费者隐私信息的事件以不同的方式层出不穷。现在,通过智能扬声器麦克风获取APP敏感许可和收集用户语音的技术更加先进。无需任何许可,只需要一部手机甚至一个带有惯性传感器的设备就可以窃取用户的语音内容。

但是不要害怕,这种非法技术还没有被使用,而且它只是在学术研究阶段。在最近的“网络与分布式系统安全会议(NDSS 2020)”上,浙江大学网络学院任奎教授的团队与加拿大麦吉尔大学和多伦多大学的团队一起发表了研究结果。研究结果表明,智能手机可以在用户不知情和未经系统授权的情况下获取用户的语音内容(即经常获得权限的弹出窗口)。现在,你可以直接跳过这一步,带着巨大的恐惧去思考它)。由于手机的扬声器和加速度计安装在统一的主板上,手机内置的加速度传感器可以直接用来采集手机扬声器发出的振动信号,实现语音窃听。据报道,这种窃听方法的识别率可达90%。最重要的是,窃听方法不违反监管机构的现行规定。

什么是惯性传感器?

不仅加速度传感器可以窃听用户的声音,而且惯性传感器所属的陀螺仪也可以用同样的手段进行隐私攻击。什么是惯性传感器,它是如何工作的?

惯性传感器包括加速度计(也称为加速度传感器)和角速度传感器(也称为陀螺仪),以及它们的单轴、双轴和三轴组合惯性测量单元(也称为惯性测量单元)和AHRS。这里我们重点介绍加速度计和陀螺仪。

加速度计由检测质量(也称为敏感质量)、支架、电位计、弹簧、阻尼器和外壳组成。事实上,它利用加速度原理来计算物体在空之间的运动状态。起初,加速度计仅感测地球表面垂直方向的加速度,而在早期,它仅用于检测飞机过载的仪器系统。在功能升级和优化后,物体在任何方向的加速度都可以被感知。目前主流是三轴加速度计,它在空坐标系下测量物体在x、y、z轴上的加速度数据,能够充分反映物体平移时的运动特性。

与加速度计的测量尺寸不同,根据陀螺仪的定义,很容易理解陀螺仪主要测量陀螺仪转子的垂直轴与物体在空坐标系中的角度,当前主流的陀螺仪也是三个轴,即测量物体在x、y和z轴上旋转的数据分别是俯仰、滚动和俯仰。

最早的陀螺仪都是机械陀螺仪,内置高速旋转的陀螺仪。因为陀螺仪可以在万向节上保持高速和稳定的旋转,所以最早的陀螺仪被用于导航以识别方向、确定姿态和计算角速度。后来,它们被逐渐应用于航空仪器。然而,机械加工要求高精度,并且容易受到外部振动的影响,因此机械陀螺仪的计算精度总是不高。


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