С небольшой помощью труб из ПВХ исследователи из Висконсина обманули некоторые системы голосовой идентификации

Aug 02, 2023

Можно ли обмануть компьютерные системы, использующие голос человека в качестве пароля? Некоторые инженеры из Висконсина говорят, что ответ положительный, и что они сделали это частично с помощью пластиковой трубы, которую можно найти в хозяйственном магазине.

Некоторые системы онлайн-банкинга используют автоматическую идентификацию говорящего — проще говоря — голос владельца счета в качестве пароля. Профессор электротехники и компьютерной техники UW-Madison Кассем Фаваз говорит, что пользователи Apple iPhone, вероятно, знакомы с виртуальным помощником Siri, который отвечает только на запросы владельца.

«Причина, по которой Siri отвечает только вам, заключается в том, что они используют технологию, называемую идентификацией говорящего. Таким образом, они получают своего рода голосовой отпечаток, похожий на отпечаток пальца, и могут определить, исходил ли он от вас или от кого-то другого. И именно так Siri может убедиться, что с ней разговаривает пользователь или владелец телефона», — говорит Фаваз.

Но Фаваз и два доктора философии из Университета Вашингтона в Мэдисоне. студенты являются частью усилий нескольких университетов по улучшению цифровой безопасности. Итак, они ищут способы обмануть компьютерные системы. Они и другие уже работают над клонированием человеческого голоса и заставить компьютер говорить, как этот человек.

Совсем недавно, по словам Фаваза, инженеры поняли, что могут отказаться от цифровых технологий и перейти на аналоговые, чтобы обмануть многие системы идентификации говорящих.

«Именно так у нас возникла идея разработать некое аналоговое устройство, не имеющее никакой цифровой электроники, позволяющее выдавать себя за других», — говорит Фаваз.

Кандидат наук. Студентка Шимаа Ахмед говорит, что сначала она попробовала говорить через картонную трубку, которую можно найти во многих рулонах бумажных полотенец, подражая знаменитостям.

«И это сработало. Когда я пропустил голоса некоторых знаменитостей через трубку от кухонных бумажных полотенец, предсказания этих знаменитостей изменились», — говорит Ахмед.

В конце концов Фаваз купил пластиковую трубу из ПВХ в отделе сантехники в хозяйственном магазине, и команда начала ее использовать.

Фаваз говорит, что они поняли, что у трубок есть недостатки.

«Обычные водопроводные трубы имеют фиксированные размеры, верно? Длину можно контролировать, обрезав ее. Но диаметр контролировать нельзя. Для некоторых экспериментов нам понадобились трубки особого диаметра, которых нет в Ace Hardware. ...Итак, нам нужно было изготовить эти трубки, а самый простой способ изготовить трубки — это напечатать их на 3D-принтере», — говорит Фаваз.

Команда обратилась к тогдашнему студенту, а теперь доктору философии. студент Яш Вани, который напечатал несколько трубок на 3D-принтере. Вани говорит, что эта работа изменила его академический фокус.

«Честно говоря, было очень здорово, что именно так я получил докторскую степень. Для меня было достаточно круто продолжать этим заниматься», - говорит он.

Исследователи разработали алгоритм или строгие инструкции, которые определяли размеры трубы, необходимые для преобразования резонанса (то есть интенсивности и качества тона) практически любого голоса для имитации другого.

В одной из записей Ахмед читал из обычного набора речевых данных и говорил немного как актриса Лиза Кудроу — ну, знаете, Фиби из «Друзей».

«На камне ничего не было», — говорилось в чтении. Ахмед также попробовал подражать актрисе Келли Рейли, снимающейся в сериале «Йеллоустоун». «Понятия не имею», — ответил Филипп, — сказал Ахмед на записи.

Это не были точные имитации. Но они были достаточно хороши, чтобы пройти через фильтры цифровых атак системы голосовой аутентификации и обмануть ее. Инженеры Университета Вашингтона в Мэдисоне, используя в своем эксперименте голоса других студентов, сообщают, что при тестировании с участием 91 голоса они обманывали системы безопасности в 60% случаев.

Достаточно хорошо, чтобы написать статью, а Ахмед представил результаты на симпозиуме по безопасности в этом месяце в Калифорнии.

«Людям было любопытно, как мы можем создавать устройства, похожие на трубки, но более сложные, чтобы мы могли выдавать себя за любого человека», — говорит Ахмед.

Фаваз говорит, что все производители систем идентификации говорящих — Apple, Google, IBM, Microsoft и другие — знают о различных недостатках своих технологий и пытаются их исправить.