30米外还原耳机通话内容？港科大（广州）团队最新研究揭示硬件泄密机制

你或许从未想过，当你用耳机打电话时，其内部处理的音频信号即使不接触设备、不连接网络，也可能于几十米外被“听见”，这不是科幻电影的情节。

日前，香港科技大学（广州）与香港理工大学联合研究团队在计算机安全领域国际顶会USENIX Security发表研究成果，揭示了一种名为“电磁探听”（InjectEave）的新型硬件安全风险：在特定条件下，外部电磁信号可以使电子设备正在处理的声音和运行状态留下可被探听的痕迹，耳机音频信号的获取距离可超过30米。类似的现象也可能出现座机、智能灯、智能风扇等等电子设备上。

从最初的想法到向顶会投稿，团队仅用四个月就在全球范围内率先揭示这一现象背后机理，并从模型层面完成了精细建模。该研究的核心成员是当时刚入学两个月的港科大（广州）博士生闫浩然。

香港科技大学（广州）龙颜课题组博士生闫浩然为论文第一作者。物联网学域‌博士生邵子郁、红鸟硕士生张书豪参与了该项研究，并共同署名为论文作者。

共同通讯作者：

香港理工大学助理教授（研究）蒋沁宏、香港科技大学（广州）助理教授龙颜

论文链接：

https://www.usenix.org/conference/usenixsecurity26/presentation/yan-haoran

隔墙有"耳"：没有黑客，没有木马，你的耳机自己“说漏了嘴”

很多人以为，只要电子设备不联网、耳机不外放、不主动向外发送数据，信息就不会外泄。但龙颜团队发现，根据麦克斯韦方程组，设备的电流变化会产生相应的电磁场变化，设备电路本身就成了“无意识的天线”。在特定条件下，硬件本身就会泄密。

与人们熟悉的网络窃听有所不同，“电磁探听”不需要破解无线密码，也不需要在设备中植入恶意软件，龙颜团队通过外部设备收集电磁变化，将原本微弱的信号“放大”。实验中，耳机保持正常播放状态，研究人员仅通过接收并分析相关信号，就能恢复音频内容。

“你可以把它理解成一种雷达。”龙颜打了个比方，“雷达发射电磁信号，通过接收反射波来追踪物体移动。我们的思路类似，只不过追踪的不是物体移动，而是设备内部更精细的电信号活动。”

为评估这一风险在不同物理环境和复杂电磁条件下是否仍然存在，龙颜团队对多类常见电子设备开展了多种场景测试。在实验中，团队测试了5类共11款商用设备，包括有线耳机、无线耳机、座机、智能风扇和智能灯。大多数设备在超过2米的距离上均可成功获取信息，部分设备有效距离约1至6米。搭配射频功率放大器后，研究人员最远从30米外恢复了具有可理解内容的耳机音频。

团队还模拟了更接近现实的场景：将设备藏在手提箱中、酒店房间墙壁后方、办公家具内部，相关信息仍能被识别。

研究还发现，可能被获取的信息不仅限于耳机的声音。智能灯是否开启、处于哪个亮度档位，智能风扇采用何种转速或工作模式，都可能形成不同的信号特征。“单个设备的状态看似不敏感，但如果长期收集和分析，就可能反映使用者的活动规律。”龙颜说，“隐私泄露不一定是完整的一段通话，多个设备的运行状态被持续观察，同样可能暴露行为信息。”

以“攻”促“防”：提供硬件安全新视角

 “公众不用对此过度恐慌。”龙颜表示。目前，“电磁探听”还只存在于实验阶段，需要专业的电磁信号收发设备，设备结构、线缆布局、空间距离、墙体材料以及周围电磁环境等因素，都会影响实际效果。

“我们希望把风险扼杀在摇篮里。”龙颜说，“硬件安全是信息安全拼图中长期被忽视的一块，加强电子设备硬件安全研究和复杂电磁环境下的安全测试能力，也有助于提升我国智能设备和数字基础设施的安全评估水平。"

龙颜团队希望借此推动厂商和安全研究人员从产品设计和测试阶段开始重视硬件安全，“厂商可以通过优化电路布局和线缆结构、加强屏蔽和滤波能力、采用双绞线布线等方式，减少射频能量进入容易受影响的模拟组件。”对于会议室、办公室等涉及敏感信息的场景，也可以探索增加异常电磁环境检测机制。相关安全测试还可逐步纳入智能终端和物联网产品的评估流程，在检查网络和软件安全的同时，关注设备在复杂电磁环境中的表现，提前发现潜在的硬件安全问题。

目前，团队正推进隐藏摄像头、窃听设备的检测研究。住酒店时，人们或许可以拿这种新设备检查房间，住得更安心；在工厂里，维修工程师不必拆开设备，便能远距离给设备做“电磁体检”。据了解，龙颜团队正在推进人工智能自动化调参和信号隔离技术，希望进一步提升检测效率，拓展检测距离和精度。同时，团队也在寻求与通信、雷达或AI背景的研究者合作，为规模化设备安全评测和工业应用奠定基础。

闫浩然

博士生，香港科技大学（广州）信息枢纽物联网学域

论文第一作者

本科毕业于哈尔滨工业大学，目前为香港科技大学（广州）物联网学域安全研究实验室博士一年级学生。主要从事电磁侧信道分析、硬件与物理层安全等方面的研究。

龙颜

助理教授，香港科技大学（广州）信息枢纽物联网学域

论文共同通讯作者

香港科技大学（广州）物联网学域、人工智能学域联聘助理教授，副研究员，博士生导师，安全研究实验室负责人，国家级青年人才。研究方向包括人工智能安全、物联网安全、保密与侧信道技术。他的研究特别关注智能系统中的感知计算安全与隐私问题，其成果已发表同行评议论文近30篇，包括安全四大会 IEEE S&P, NDSS, ACM CCS, USENIX Security等。研究曾获IEEE S&P杰出论文奖、CSAW最佳应用安全研究提名奖等，被福克斯新闻、浙江省公安厅等7国20余家媒体与权威机构报道。他常年担任ACM CCS、USENIX Security、IEEE TDSC等审稿人。

采访支持：信息枢纽、物联网学域

部分素材来源：中国网、凤凰网