从网络到硬件,探索智能设备安全新边界
随着智能终端、物联网设备和数字化办公系统快速发展,越来越多的信息正在通过电子设备完成处理和传输。过去,人们关注设备安全,往往集中于网络攻击、账号保护和软件漏洞,但设备硬件本身是否安全,同样值得关注。
近日,香港科技大学(广州)与香港理工大学联合研究团队发现,在特定条件下,外部电磁信号可能使电子设备正在处理的声音和运行状态留下可被观察的痕迹。研究团队将这一现象称为“电磁探听”。
实验中,研究人员让耳机保持正常播放状态,同时通过外部设备接收相关信号。即使耳机没有向周围播放声音,研究人员仍能够从接收到的信息中恢复音频内容。团队还在隔墙、复杂办公环境和远距离场景下进行了验证,并发现智能灯、智能风扇等设备的运行状态也可能被识别。
“简单来说,即使不接触设备、不进入目标网络,外部信号也可能让设备正在处理的信息留下可以被分析的痕迹。”项目负责人、香港科技大学(广州)助理教授龙颜表示。
设备没有联网,信息为何仍可能暴露?
研究团队围绕智能设备运行过程中可能存在的信息泄露问题,结合侧信道分析、信号处理等方法开展研究,并在多类商用设备上完成验证。
龙颜介绍,过去相关研究更多关注设备自身产生的电磁信息,而此次研究进一步关注外部电磁环境与设备内部信息处理过程之间的关系。与传统网络窃听不同,“电磁探听”并不依赖破解账号密码或植入恶意程序,而是利用设备运行过程中可能留下的信息痕迹。
当耳机播放声音、座机传输通话,或者智能设备改变运行状态时,设备内部的电路、电源和信号线路会发生相应变化。在特定条件下,外部电磁信号可能受到这些变化影响,并携带与声音内容或设备状态有关的信息。研究人员通过接收并分析相关信号,便可能恢复设备正在处理的信息。
换句话说,设备没有主动向外发送数据,并不意味着其运行过程完全无法被外部观察;耳机没有外放,也不意味着内部没有声音信号流动。
多场景验证:隔墙、复杂环境和远距离测试
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,研究团队开展了多种场景测试。
在隔墙实验中,播放声音的耳机与信号接收设备分别位于墙体两侧,研究人员仍能够从接收到的信息中恢复音频内容。在复杂办公环境中,即使存在多台电子设备同时工作及其他信号干扰,目标信息仍能够被识别。在远距离实验中,团队进一步扩大设备与接收端之间的距离,实现超过30米距离的耳机音频信息获取。
研究团队同时指出,实验结果并不意味着所有设备在任何环境下都会受到同样影响。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。
泄露的不只是声音,也可能是设备状态
研究发现,可能被获取的信息不仅包括声音,也包括智能设备的运行状态。
例如,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。单个设备状态看似并不敏感,但如果相关信息被长期收集和分析,也可能间接反映使用者的活动规律。
龙颜表示,隐私泄露并不一定表现为一段完整的通话内容,多个设备的运行状态如果被持续观察,同样可能暴露行为信息。
将防护措施前移至产品设计阶段
针对这一风险,研究团队建议,相关防护应在产品设计和测试阶段提前考虑。
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等方式,降低设备受到外部异常电磁信号影响以及信息向外暴露的可能性。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。
未来,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。
为信息安全研究提供硬件安全新视角
现有信息安全防护通常重点关注账号权限、数据加密、恶意软件和网络通信。此次研究从电子设备实际运行过程出发,进一步拓展了对设备安全风险的认识,也为智能终端、办公通信设备和物联网产品的安全设计、检测与评估提供了新的参考。
随着数字化进程不断推进,智能终端和物联网设备正成为数字基础设施的重要组成部分。未来的信息安全防护不仅需要应对网络和软件层面的挑战,也需要进一步关注设备硬件运行过程中可能存在的风险。
龙颜表示,开展此类研究的目的,是在相关风险被实际利用之前,推动设备厂商和安全研究人员完善产品设计、测试方法和防护措施。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。
(香港科技大学(广州):闫浩然、张书豪)







