美大使館遭遇聲波攻擊，浙大WitAwards獲獎團隊協助調查

聲波之謎

根據外媒報道，至少 24 名美國駐古巴大使館工作人員在 2016 年 12 月到 2017 年 8 月期間聽到過尖銳聲音，並受聲波影響而受傷。

2017 年 8 月，有報道稱美國和加拿大駐古巴的外交官都換上了一些奇怪的疾病。有人猜測他們遭到高頻聲波武器攻擊才患上這種病。然而，聲學專家很快指出了這種攻擊並不太可能。首先，超聲波頻率（20 千赫茲 – 200 千赫茲）不會在空氣中繁殖，也不會導致大使館所報告的耳痛、頭痛、頭暈等癥狀。 此外，一些受害者回憶起聽到尖銳的聲音，而人類並不能聽到超聲波。

10 月份，美聯社（AP）發布了一個 6 秒的音頻剪輯，據稱是美國大使館工作人員聽到的聲音錄音，導致此事更加撲朔迷離。人們可以聽到這種以 7kHz 為主的聲音，但這種聲音並不像是武器。

密歇根大學的計算機專家 Kevin Fu 看過 YouTube 上該音頻的聲波圖之後，注意到了一些異常的漣漪狀片段。他認為這可能就是問題所在。

Kevin 所在的實驗室專門研究感測器、起搏器、RFID、自動駕駛汽車等 IoT 設備的安全問題。因為這些經驗，Kevin 知道現代電子產品常常不按常理出牌，並且可以使用精心設計的聲音或無線電干擾來有意或無意地人為操縱這些設備。因此，他認為聲波圖中的漣漪可能代表某種干擾。

研究真相

Kevin 曾經與國內浙江大學教授徐文淵合作密切，這次他們一起討論研究了美聯社發布的這段片段，參與研究的還有徐文淵帶的博士生閆琛。

據悉，徐文淵教授的實驗室主要研究嵌入式安全，涉及使用超聲波和無線電波來欺騙語音識別系統和自動駕駛汽車等領域。在 FreeBuf 主辦的a href="http://www.freebuf.com/subject?hot=WitAwards%202017%20%E4%BA%92%E8%81%94%E7%BD%91%E5%AE%89%E5%85%A8%E5%B9%B4%E5%BA%A6%E8%AF%84%E9%80%89"> WitAwards 2017 互聯網安全年度評選中，徐文淵團隊還獲得了「年度安全團隊」的美譽。

Kevin 認為這段聲波是分諧波，並在遭到閆琛質疑時做了實驗。而徐文淵和閆琛從音頻中顯示信號精確頻率和幅度的快速傅里葉變換著手調查。然後，閆琛通過一系列的模擬，證明互調失真效應可能產生 AP 給出的這段聲音。 兩個頻率不同的信號結合在一起，產生與原始頻率有差值、總和或倍數關係的合成信號，這個過程中會發生互調失真。

當信號處理設備以非線性方式運行時，會導致這種類型的失真。例如，麥克風電路可以表現出非線性行為，並且通過空氣傳播的波也可以以非線性方式表現。

包含多個頻率的聲波穿過非線性系統時，人們可以在信號頻譜中獲得這些奇怪的波紋。同時，互調失真會產生比原始信號頻率更低的信號。也就是說，通過空氣傳播的無聲超聲波可以產生聽得見的聲音。

他們繼續在實驗室中進行模擬，使用兩個超聲波揚聲器，一個發出 25 kHz 的信號，另一個發出 32 kHz 的信號。將這兩個信號交叉就會產生 7kHz 的高音。7kHz 的頻率相當於兩個超聲波揚聲器之間的頻率差，並且與 AP 公布的音頻頻率相同。為了致敬網路爆紅的「rickrolling」現象，閆琛還將超聲波版本的 Rick Astley 歌曲「Never Gonna Give Up Up」，兩個信號交叉處可以聽到。

利用超聲載體傳輸歌曲視頻

三位研究員在逆向 AP 發布音頻後，也研究了形成影響美國駐古巴大使館的聲音的超聲波組合。

如果一定要說罪魁禍首是超聲波的話，那麼可能的原因是兩個超聲波信號意外地相互干擾，產生可聽見的聲音，造成了副作用。

辦公室環境中原本就存在超聲波來源，例如室內佔位感測器（可參見文章《超聲波感測器如何毀掉一篇博士論文》）。

也許房間里還有一台超聲波干擾器和一台超聲波發射器，因為有的工作人員沒有意識到另一台設備的存在，就把其中一台設備放在了辦公室。

不過這項調查沒有研究美聯社發布的這段音頻是否真的會讓人產生各種各樣的癥狀，包括使大使館工作人員受到的腦損傷。Kevin 表示，已知聲音信號會引起疼痛，但並沒有看到除此之外的的生理影響。

目前，聯邦調查局尚未公布調查結果。不過，一些古巴科學家和醫生認為，由壓力引起的「集體心理障礙」也可能導致使館工作人員出現一些身體癥狀。

聲波攻擊研究——針對創造性事件的創造性研究

麻省理工學院一名專門研究無線感測和通信技術的教授 Fadel Adib 認為，這項研究是一項「對創造性事件進行的創造性研究」。Adib 沒有參與這項研究，但對結果進行了審查，他認為無線信號確實可以相互作用。

如果發生這種情況，你會聽到你原本不能聽到的信號。在所有的推測中，這項研究結果是最合理的，在技術上也可能實現。

Kevin 對於研究結果也很謹慎：幕後黑手可能並不是為了使用聲波做武器發動攻擊，而是在做工程技術，只不過技術比較爛（才造成這種後果）。

*參考來源：spectrum，AngelaY 編譯整理，轉載請註明來自 http://FreeBuf.COM。