Принципиальная схема работы микрофона, наушников и колонок
Специалисты по информационной безопасности из научно-исследовательского центра компьютерной безопасности в университете имени Бен-Гуриона разработали шпионскую программу SPEAKE(a)R, которая незаметно для пользователя превращает его наушники в микрофон.
На аппаратном уровне микрофон и колонки/наушники работают по схожему принципу. Микрофон преобразует звук в электрические сигналы (АЦП), а пассивные колонки или наушники осуществляют обратную операцию (ЦАП). В обоих устройствах присутствует маленькая диафрагма, которая колеблется в магнитном поле для генерации/детектирования звуковых волн. Схожее аппаратное устройство позволяет использовать микрофон вместо наушников или наушники вместо микрофона. Это хорошо известный факт, давно описанный в профессиональной литературе. Качественные колонки записывают звук даже лучше, чем дешёвые китайские микрофоны!
Чтобы использовать колонки или наушники в роли микрофона, достаточно просто поменять аудиоразъём — вставить наушники в гнездо для микрофона, и наоборот.
Особенность программы SPEAKE(a)R состоит в том, что она незаметно меняет назначение аудиоразъёма, куда подключены наушники. Вместо аудиовыхода (line out) разъём начинает работать на приём данных (line in).
Опция смены функциональности разъёма поддерживается на уровне чипсета звуковой карты, и активировать её можно программно. Соответствующая опция обычно называется jack retasking или jack remapping. Например, такая функция есть в чипсетах Realtek Semiconductor Corp., которые интегрированы в большое количество современных материнских плат. Вот список чипсетов Realtek с поддержкой этой функции: ALC892, ALC889, ALC885, ALC888, ALC663, ALC662, ALC268, ALC262, ALC267, ALC272, ALC269, ALC3220. В этих чипсетах оба аудиоразъёма подключены одновременно к АЦП и ЦАП, так что могут работать в обоих режимах.
Более того, программная смена назначения аудиоразъёма является частью официальных спецификаций Intel High Definition Audio.
Опция малоизвестная, о ней до сегодняшнего дня знало только небольшое количество разработчиков и специалистов. Например, несколько лет назад об этой функции упоминал в своём блоге Дэвид Хэннингсон (David Henningsson) один из разработчиков ядра Linux.
Такая смена функциональности сделана, вероятно, для удобства сборщиков компьютеров, а также самих пользователей. Действительно, очень удобно: вставляешь микрофон или наушники в любое гнездо, не заморачиваясь чтением надписей или изучением цвета разъёмов (обычно зелёный разъём предназначен для колонок, а розовый для микрофона). Если не заработало — просто меняешь назначение разъёма в настройках, как показано на скриншоте с Ubuntu 11.10.
Дэвид Хэннингсон ещё пять лет назад заметил, что программную замену разъёма поддерживает большинство современных встроенных карт, но почти никто не использует эту функцию и даже не знает о ней.
Есть ещё параноидальная версия, что программная смена функциональности аудиоразъёмов сделана втайне по запросу спецслужб. По крайней мере, документ АНБ от 1995 (!) года свидетельствует, что спецслужбы знали и использовали такой метод удалённой прослушки (RED/BLACK INSTALLATION GUIDANCE, технический документ АНБ от 1995 года).
Угроза
Угроза заключается в том, что наушники или колонки установлены на большом количестве компьютеров. Многие привыкли использовать их, даже не подозревая о возможности прослушки разговоров в комнате. А ведь врагу совсем необязательно устанавливать прослушивающее оборудование для шпионажа, если жертва добровольно использует наушники или колонки на своём компьютере.
Микрофоны и веб-камеры ещё не стоят повсеместно на каждом ПК, а вот наушники и микрофон гораздо больше распространены.
В опубликованной научной работе авторы опубликовали техническое описание шпионской программы SPEAKE(a)R и показали, как её можно использовать в различных ситуациях. Они также оценили качество звука, который записывают микрофон и пассивные колонки, работающие в режиме микрофона.
Производители чипсетов предоставляют драйверы, через которые осуществляется смена назначения аудиоразъёма. Например, в случае с драйвером Realtek под Windows это делается изменением значения в реестре Windows.
Вот соответствующее значение в реестре:
HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrentControlSetControlClass{4D36E96C-E325-11CE-BFC1-08002BE10318}0XXSettingsDrvYYYY_DevType_YYYY_SSYYYYYYYY
В Linux доступ к Advanced Linux Sound Architecture (ALSA) осуществляется через программу hda-jack-retask, которая тоже меняет назначение аудиоразъёмов.
Таким образом, шпионская программа после установки в системе может осуществлять прослушку пользователя через наушники, используя штатные средства операционной системы Windows и Linux.
Тестирование показало, что наушники записывают звук хуже, чем микрофон, но всё равно обеспечивают довольно хорошее качестве на средних частотах, на которых звучит человеческая речь. В частности, индекс SAR для наушников при записи на расстоянии 3−5 метров примерно соответствует индексу SAR для микрофона при записи с 9 метров. Это важно, потому что значение SAR обычно коррелирует со способностью различать человеческую речь.
Значения качества звука для аудиофайлов получены с помощью инструментов SNReval по стандартной методике.
Чтобы защититься от прослушки такого рода, специалисты рекомендуют отказаться от использования микрофонов, наушников и колонок на рабочих местах, где требуется высокая безопасность, или разрешить использование только активных колонок, которые не могут работать в обратном режиме. Пассивные колонки и наушники следует рассматривать как аналог микрофонов с применением соответствующих правил безопасности. На программном уровне можно отключить звуковую карту в настройках UEFI/BIOS.
Автор: alizar
