آسیب پذیری MEMS عجیب و غریب | وبلاگ رسمی کسپرسکی

دستگاه های دیجیتال اکنون دارای "اندام حس" هستند تا به آنها در تعامل با دنیای جسمی کمک کند. از یک طرف ، این برای کاربران بسیار راحت است. اما از طرف دیگر ، این تهدیدهای جدید را ایجاد می کند ، و آنها غالباً موارد غیرمنتظره ای هستند. اگرچه سنسورهای الکترونیکی از لحاظ عملکردی شبیه به آنالوگ های انسانی خود هستند ، اما از نظر طراحی و قابلیت های آنها بسیار متفاوت هستند – و طراحان همیشه این تفاوت ها را در نظر نمی گیرند.

به عنوان مثال دستورات سونوگرافی را در نظر بگیرید که قابل فهم نیستند. به انسانها ، اما کدام دستیار صوتی می شنوند و پیروی می کنند. خوب ، هک کردن یک دستیار پاسخگو به صدا با کمک صدا ، حتی اگر آن صدا برای گوش انسان قابل شنیدن نباشد ، حداقل نسبتاً قابل پیش بینی است. اما در مورد استفاده از نور چه می توان گفت؟

نور شنوایی: میکروفون MEMS و مضامین آنها

اگر یک فرمان صوتی به یک سوسوی پرتو لیزر که در میکروفون دستیار صوتی قرار دارد تبدیل شود ، دستیار تشخیص می دهد و درخواست را رعایت کنید محققان دانشگاه برق ارتباطات (Chofu ، ژاپن) و دانشگاه میشیگان این کشف را انجام دادند. آنها از فاصله چند ده متری دستورات را به وسایل تزریق می کردند. تنها شرط لازم ، مشاهده مستقیم بین منبع پرتوی لیزر و مایك است.

محققان حمله مبتنی بر لیزر را به بلندگوهای هوشمند ، تلفن های هوشمند ، تبلت ها و سایر دستگاه های دارای Amazon Alexa ، Apple Siri یا Google Assistant آزمایش كردند. . این ترفند برای همه آنها کار می کرد ، اما مسافتی که مایک سیگنال را کشف می کرد از 5 تا 110 متر متغیر بود. از لحاظ تئوری ، ممکن است دسترسی با یک لیزر به اندازه کافی قدرتمند و یک لنز مناسب بیشتر شود.

فیلم زیر (به عنوان نمونه ای از آنچه می توان با استفاده از روش به دست آورد) محققان را نشان می دهد که یک بلندگو هوشمند Google Home را به گشودن باز می کنند. درب گاراژ ساختمان بعدی.

چرا میکروفن های MEMS به نور پاسخ می دهند

حمله لیزر به دلیل طراحی میکروفون در اسباب بازی ها امکان پذیر است. بیشتر میکروفن های مدرن که در الکترونیک هوشمند به چشم می خورند همان چیزی هستند که سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS) نامیده می شوند ، دستگاه های مینیاتوری که اجزای الکترونیکی و مکانیکی آنها در یک طرح پیچیده ادغام می شوند.

تراشه های رایانه ای ، بیشتر از همان مواد – سیلیکون – و با همان درجه کوچک سازی (قطعات جداگانه آنها در میکرومتر یا حتی نانومتر اندازه گیری می شود). سنسورهای MEMS نیز بسیار ارزان هستند ، بنابراین آنها اکثر سنسورها و دستگاه های مینیاتوری را که در محل اتصال الکترونیک و دنیای فیزیکی کار می کنند ، از بین برده اند.

عنصر اصلی سنجش یک میکس MEMS یک غشای فوق العاده در حدود صدم است. ضخامت موهای انسان. امواج صوتی باعث لرزش غشاء می شوند ، بنابراین فضای بین آن و قسمت ثابت سنسور به طور متناوب گسترش می یابد و کوچک می شود. غشاء و پایه ثابت سنسور در کنار هم یک کندانسور را تشکیل می دهند ، بنابراین تغییر فاصله بین آنها به تغییر خازن ترجمه می شود. اندازه گیری و ضبط این تغییرات آسان است ، بنابراین بعداً می توانند به صدا تبدیل شوند.

یک پرتوی نور نیز می تواند امواج ایجاد کند که باعث لرزش غشای حساس شود. اثر به اصطلاح فتوآکوستیک از اواخر قرن نوزدهم شناخته شده است. در آن زمان بود که الکساندر گراهام بل ، دانشمند اسکاتلندی ، معروف ترین برای ثبت اختراع تلفن ، فتوفون را اختراع کرد – وسیله ای که از یک پرتوی نور برای تبادل پیام های صوتی با فاصله چند صد متری استفاده می کرد.

اثر فتوآکوستیک بیشتر به دلیل نور رخ می دهد. اشیاء را که در معرض آن قرار دارد گرم می کند. هنگام گرم شدن ، اشیاء منبسط می شوند و هنگامی که خنک می شوند اندازه اصلی خود را بازیابی می کنند. بنابراین ، در معرض تابش پرتو لیزر ، در ابعاد آنها تغییر می کنند. شما هرگز آن را متوجه نخواهید شد ، اما سنسورهای MEMS بسیار کوچک هستند ، بنابراین می توانند حتی میکروسکوپی را حس کنند. بنابراین آنها ارتعاشات را حس می کنند و آنها را به ضبط صدا تبدیل می کنند ، که بعداً به عنوان یک فرمان صوتی قابل تشخیص است.

موسیقی در حال حرکت: حساسیت صوتی شتاب سنج MEMS

تعداد زیادی از حسگرها به غیر از میکروفون ها – به عنوان مثال ، سنسورهای حرکتی از جمله به عنوان ژیروسکوپ و شتاب سنج – از فناوری MEMS استفاده کنید. چنین سنسورهایی را می توانید در ضربان سازهای قلبی ، کیسه های هوای خودرو و بسیاری موارد دیگر پیدا کنید. آنها همچنین جهت گیری صفحه نمایش را در تلفن های هوشمند و تبلت ها کنترل می کنند. آنها همچنین مشمول حیله های فانتزی هستند.

چند سال پیش ، محققان دانشگاه های میشیگان و کارولینای جنوبی آزمایشگاهی را انجام دادند که در آن آنها شتاب سنج هایی را کنترل می کردند که معمولاً با حرکت پاسخ می دهند ، با صدا.

چرا MEMS شتاب سنج ها به صدا پاسخ می دهند

سنسورهای شتاب سنج با محاسبه جابجایی بار میکروسکوپی ، حرکت را تشخیص می دهند. امواج صوتی می توانند باعث لرزش بار شوند ، بنابراین شتاب سنج را به فکر تغییر حرکت می اندازد. محققان حدود 20 مدل شتاب سنج محبوب را مورد آزمایش قرار دادند و دریافتند که سه چهارم از آنها مستعد ورود صدا هستند.

به عنوان بخشی از مطالعه خود ، آنها دارای ردیاب تناسب اندام Fitbit مراحل ساختگی بودند و از یک تلفن هوشمند درست روی میز استفاده می کردند. مانور یک اتومبیل با کنترل رادیویی. (ماشین به طور معمول به موقعیت گجت پاسخ می دهد ، اما در این حالت ، پخش موسیقی روی دستگاه سنسور تلفن هوشمند را فریب می دهد.)

استنشاق هلیوم: آیفون ها را از بین برد

همه مضراب های MEMS برای نشان دادن خود نیاز به شرایط آزمایشگاهی ندارند. در حین نصب اسکنر MRI جدید در کلینیک ایالات متحده ، کارمندان دریافتند که تلفن های همراه آنها کار نمی کند. تحقیقات نشان داد که فقط دستگاه های اپل تحت تأثیر این مشکل قرار نگرفته اند. مقصر این هلیوم مایع مورد استفاده برای سرمازدگی برخی از اجزای دستگاه بود. برخی از گازها بیرون آمد و اطراف کلینیک منفجر شد – و همین کافی بود که آیفون ها را از بین ببریم.

چرا آیفون ها به دلیل هلیوم کار خود را متوقف می کنند

برخلاف سایر سیستم های کلینیک ، که در آنها MEMS استفاده می شود اما حیاتی نیست. برای عملکرد ، ساعتهای اپل و آیفون 6 و بالاتر از MEMS برای ساعت سیستم استفاده می کنند.

در داخل MEMS یک خلاء مورد نیاز برای عملکرد عادی است. برای سالم نگه داشتن خلاء ، تراشه ها با یک لایه نازک سیلیکون آب بندی می شوند. اما مولکول های هلیوم به اندازه کافی کوچک هستند تا بتوانند در مقیاس سیلیس نفوذ کرده و در عملکرد طبیعی تشدید کننده میکروسکوپی درون تراشه دخالت کنند ، وسایل الکترونیکی را دیوانه کرده و باعث می شود آیفون فوراً خاموش شود.

اپل تشخیص می دهد که وسایل آن نسبت به هلیوم حساس است. کتابچه راهنمای کاربر آنها شامل یک هشدار در مورد آن است: "قرار گرفتن در معرض آیفون در محیط هایی که غلظت بالایی از مواد شیمیایی صنعتی دارند ، از جمله گازهای مایع نزدیک به تبخیر مانند هلیوم ، ممکن است باعث آسیب یا عملکرد آیفون شود." چنین موقعیت هایی بسیار نادر هستند ، هر چند که تعداد معدودی از افراد تاکنون به آنها فکر کنید.

پس از مدتی دوری از تحریک کننده – بعضی از آنها تا چندین روز نیاز داشتند – بیشتر دستگاه های آسیب دیده به حالت عادی بازگشتند. سازنده سنسورهای MEMS استفاده شده در آیفون ها می گوید ، نسل های جدید واحدها مستعد ابتلا به این نوع نقص نیستند.

مراقب وسایل خود باشید

آسیب پذیری های MEMS که در بالا توضیح داده شد ، از این قاعده مستثنا هستند و یک قاعده نیست. به گفته این ، ما توصیه می کنیم وسایل خود را از قوطی های هلیوم دور نگه دارید. تابع (f ، b ، e ، v ، n ، t ، s) {اگر (f.fbq) برگردد ؛ n = f.fbq = تابع () n.callMethod؟
    n.callMethod.apply (n ، argument): n.queue.push (آرگومان)}؛ if (! f._fbq) f._fbq = n؛
    n.push = n؛ n.loaded =! 0؛ n.version = '2.0'؛ n.queue = []؛ t = b.createElement (e)؛ t.async =! 0؛
    t.src = v؛ s = b.getElementsByTagName (e) [0]؛ s.parentNode.insert قبل از (t ، s)} (پنجره ،
    سند ، "اسکریپت" ، "// connect.facebook.net/en_US/fbevents.js")؛
    fbq ('اولیه' ، '839281392784015')؛
    fbq ('track'، 'PageView')؛
.