BarrierBypass：跨越物理屏障的视线外清晰语音指令注入攻击
摘要
语音设备（如智能音箱）的日益普及，特别是在智能家居环境中，引入了许多对用户隐私和安全构成重大威胁的安全漏洞。当多个设备连接到语音助手时，攻击者如果能够控制这些设备，就可能造成严重损害。我们探究攻击者如何以及在何处能够隐秘地跨越物理屏障发出清晰的语音指令，并首次对此类指令注入攻击进行了学术测量研究。我们提出了 BarrierBypass 攻击，该攻击可针对三种不同的屏障场景发起，即跨门、跨窗和跨墙。我们进行了广泛的实验，以观察在不同指令音量（65、75、85 分贝）和智能音箱位置（距离屏障 0.1-4.0 米）下，多种说话人样本（TTS 和真人录音）的指令注入攻击成功率。针对 Amazon Echo Dot 2，BarrierBypass 在跨墙和跨窗攻击中能够实现 100% 的唤醒词和指令注入成功率，在跨门攻击中（最远 2 米）也能达到 100%。在跨门攻击距离为 4 米时，BarrierBypass 的唤醒词和指令注入准确率分别可达 90% 和 80%。针对 Google Home mini，BarrierBypass 在所有攻击场景下均能实现 100% 的唤醒词注入准确率。对于指令注入，BarrierBypass 在所有三种屏障设置下（最远 2 米）均可达到 100% 的准确率。对于 4 米处的跨门攻击，BarrierBypass 可实现 80% 的指令注入准确率。此外，我们使用无人机进行的演示获得了很高的指令注入成功率，最高可达 100%。总体而言，我们的结果证明了此漏洞在从设备物理空间外部控制用户设备方面具有潜在的破坏性。
引用
@article{arxiv.2302.02042,
title = {BarrierBypass: Out-of-Sight Clean Voice Command Injection Attacks through Physical Barriers},
author = {Payton Walker and Tianfang Zhang and Cong Shi and Nitesh Saxena and Yingying Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.02042},
year = {2023}
}
备注
12 pages, 4 figures, 5 tables, for additional data and demo videos see, https://sites.google.com/view/barrierbypass