骇客如何窃听资讯？一项最新研究告诉我们，扫地机器人都可能成为「作案工具」。
今年 11 月 16~19 日举行的国际无线感测器网路峰会 ACM SenSys（国际电脑协会智慧感测系统大会），有篇美国马里兰大学和新加坡国立大学的论文，题为〈Spying with Your Robot Vacuum Cleaner: Eavesdropping via Lidar Sensors〉（利用你的扫地机器人当间谍：透过光学雷达感测器窃听）。
光学雷达「旁敲侧击」
研究人员的想法是，利用扫地机器人的导航套件光达感测器，设计新型声音旁路攻击（acoustic side-channel attack），即所谓的「光达麦克风」（LidarPhone）。
先解释研究提到的几个术语。
一是光学雷达。
光学雷达即光达 LiDAR，是以发射雷射束探测目标位置、速度等特徵量的雷达系统。简单讲工作原理是：向目标发射探测讯号，比对反射回来的讯号与发射讯号并适当处理，获得目标的参数。
光达能取得 3D 地理资讯，这不仅能当作军事用途，相关资料也广泛用于资源勘探、城市规划、农业开发、环境监测、交通通讯、防震减灾等多方面。
产业界，光达不仅用于自动驾驶、机器人，今年苹果先后发售的 iPad Pro 2020 和 iPhone 12 Pro 系列，均有此技术加持，为 AR 等领域增加更多想像空间。
二是旁路攻击。
英文为 side channel attack，又称侧信道攻击、边信道攻击。顾名思义，与常规使用软硬体手段暴力破解被攻击物件不同，旁路攻击主要透过「旁门左道」攻击，如加密电子装置执行时间消耗、功率消耗或电磁辐射。
学界对这种新型攻击的研究源于 1990 年代，有效性比传统密码分析高，因此威胁很大。
三是光达麦克风。
光达麦克风即 LidarPhone，与近一世纪前的着名窃听事件有关。
1945 年，苏联少年先锋队员代表苏联国家安全委员会，向当时的美国驻苏联大使 Averell Harriman 献上一枚精美绝伦的巨大木製美国国徽，为两国友谊的见证。
Averell Harriman 面对纯真可爱的孩子就放下了戒心，并将这件珍品放进办公室。此后这枚国徽一直放在美国驻苏联大使的办公室里，总共 8 年，期间办公室经历了 4 任大使。
但实际上，这件礼物是十分巧妙的窃听装置。
这枚美国国徽内有与天线相连的薄膜，说话声会引发薄膜振动，这时偷偷安装在附近的光达会向天线发射雷射，接收振动后传回接收器，经过解码，就能知道屋里的谈话内容。
雷射透过窗户进入房间，反射光被音讯讯号调制回去并传回，这正是光达麦克风的基本原理。
光达麦克风能感测附近物体细微振动，接着仔细处理、撷取来自声音反射的讯号痕迹，捕捉敏感资讯，如受害者开电话会议时喇叭传出的声音、受害者观看的电视节目的音乐片段（可能洩露受害者的政治取向或电视节目偏好）。
当扫地机器人学会窃听
确定基本思路后，研究人员将扫地机器人改造成窃听器。论文显示，研究人员是用小米 Roborock 真空吸尘机器人为实验品。改造后，研究人员可远端存取吸尘器的云端平台，取得并分析数据。
研究人员评估了实验这系统的攻击可行性后──收集电脑喇叭、电视声音的数位声和音乐声，两组资料包含 19 小时内的 3 万多语音串列，各自平均準确率分别达 91% 和 90%。
论文合着者之一、于马里兰大学进阶电脑研究所（UMIACS）联合任职的 Nirupam Roy 说：
类似的智慧装置走进家庭，但大众没想到，就算这些家电没有麦克风，都可以重新调整导航系统，用于窃听。
特别的是，扫地机器人会利用反射讯号绘製房间的「地图」，避免移动时碰撞。但安全专家认为，「地图」通常存在云端，可能会造成潜在的隐私洩露，广告商可能会获得有关家庭人口、收入和与生活方式等资讯。
当然也如大多数研究，要将实验室结果应用到现实世界的骇客攻击，并非易事。
除了要骇进扫地机器人、透过韧体更新重新调整光达感测器的用途，骇客还需要骇进目标的区域网路。然后窃听并不是简单的事，背景杂讯、照明、与目标的距离等，都决定窃听是否成功。
安全专家 Graham Cluley 也指出：
这款扫地机器人有可能以低杂讯比收集资料。不过我现在并不担心我家的扫地机器人，或任何其他配有光达技术的装置来窃听我。
- Researchers hacked a robotic vacuum cleaner to record speech and music remotely
