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黑极空间|如何用声波将无人机击落?

2015-08-07 01:15

自然界的所有物质都有一个属性--共振。拿玻璃杯来说,如果发出与玻璃的共振频率匹配的声波,它就会碎掉。

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类似的原理可以用无人机内部的组件上。比如,它的关键组件陀螺仪。

无人机中的陀螺仪,其功能是提供机体倾斜、旋转及方向角度等信息,以保持机体平衡。某些品牌型号的无人机,如Hobbyhist,使用比较便宜的陀螺仪,可以整合到无人机的电路中。

韩国科技高级研究院(KAIST)的一位研究人员,对无人机中的一个关键组件陀螺仪进行了共振测试,发现了漏洞。

有些陀螺仪的共振频率是高于可听声波频谱的,但有些则处于可听频谱范围之内,漏洞就出现于此。可以通过发出与之匹配的声波,让陀螺仪产生错误的信息输出,进而让无人机失去平衡从天上掉下来。

KAIST的电子工程教授金龙大研究了4家厂商的15种类型的陀螺仪,主要为STMicroelectronics和InvenSense。 其中7种都有这种共振漏洞。

当匹配它的共振频率时,会产生非常奇怪的输出。

在测试中,研究人员给无人接上非常小的商用扬声器,然后通过笔记本电脑无线控制场声器发声。当发出与陀螺含仪匹配的嗓音时,本来正常飞行的无人机会忽然从空中掉落。

当陀螺仪出现问题时,会直接影响螺旋浆的转速。

当然,在真实的攻击场景中是不可能把扬声器接到无人机上的。但当声音达到140分贝时,能够影响到40米距离左右的无人机。攻击难点在于瞄准和跟踪。

在一次实验中,研究人员把声音模块嵌入到一块警用盾牌上。但盾牌的问题是很难持续地跟踪无人机,而且即使声波共振影响到无人机,导致无人机飞行紊乱时,跟踪就变得更困难了。

在另一次实验中,研究人员建立了一道由许多音箱组成的声波墙,但问题再次出现,无人机穿过的速度太快,来不及影响陀螺仪的共振。

实际上,在市场上已经有各种与声音相关的攻防设备出售。例如,LRAD的450XL。可以安装在汽车或三角架上,并能够把声音投射至1700米的距离。类似的发声设备还可与跟踪雷达配合使用,攻击的效果会更高。

如何防范这样的攻击?答案是隔离陀螺仪,比如使用泡沫或屏蔽物。

该技术研究论文将在第24th届USENIX安全讨论会上发表。

知识来源: www.aqniu.com/news/9292.html

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