De versnellingsmeter in een smartphone of Fitbit blijkt vrij eenvoudig te hacken met geluid. Een rare pieptoon gooit de meter in de war waardoor het bijvoorbeeld lijkt alsof je veel meer stappen zet dan normaal.

Het klinkt ver gezocht, maar blijkt toch mogelijk: met geluid kun je de Fitbit stappen laten tellen zonder zelf een voet te verzetten, of je kunt de afstandsbesturing met een smartphone compleet ontregelen.

Een versnellingsmeter.

Om de beweging van het apparaat te meten zitten in smartphones of Fitbits versnellingsmeters. Zo’n versnellingsmeter is een micro-elektromechanische systeem, waarin een kleine massa tussen veertjes heen en weer beweegt. Daardoor verandert de elektrische capaciteit van het systeem en dat heeft een gevolg voor het output-signaal.  Dat wordt vervolgens versterkt, gefilterd en gedigitaliseerd, voor verder gebruik in de smartphone of Fitbit.

 


Resoneren

Het is geen verrassing dat de trilling van de versnellingsmeter ook met geluid kan ontstaan, als dat geluid tenminste een geschikte frequentie heeft. Er is een maximaal verstoringseffect wanneer de massa gaat resoneren.

Door met het geluidssignaal te spelen blijkt het mogelijk de data die de versnellingsmeter produceert volledig te manipuleren, zo toonden computeringenieurs van de University of Michigan en de University of South Carolina aan. Ze pasten de door hen gebruikte methode vervolgens toe om te kijken hoe ze twee apparaten konden hacken: een speelgoedauto en een Fitbit.

Het autootje wordt bestuurd door de smartphone te bewegen. Draai je hem omhoog, dan gaat het autootje vooruit, draai je de smartphone omlaag, dan stopt hij. Het is vergelijkbaar met besturing van een game met de Wii-spelcomputer van Nintendo. Toen de onderzoekers over de luidspreker van de smartphone een bepaald geluidsignaal afspeelden konden ze het autootje volledig sturen met het geluidssignaal.
 

Het geluidssignaal stuurt het autootje.


Bij de Fitbit hackten de Amerikaanse onderzoekers het beloningssysteem. Sommige bedrijven delen beloningen uit wanneer iemand voldoende beweegt. Die beweging wordt gemeten met een Fitbit. De onderzoekers kozen als slachtoffer het bedrijf Higi. Met een geluidssignaal bleek het mogelijk om 2100 stappen te genereren, zonder dat de Fitbit van zijn plaats kwam, en zo 21 beloningspunten te vergaren.


Anti-maatregelen

De ingenieurs hebben ook onderzocht hoe het hacken met geluid is tegen te gaan. Dat kan het beste door de hardware van de versnellingsmeter aan te passen, bijvoorbeeld door die in geluiddempend materiaal in te pakken, of door met elektronische filters de opgepikte geluidsignalen af te knijpen. Of producenten kunnen de wijze waarop het analoge signaal in een digitaal wordt omgezet aanpassen. Beide methoden zijn volgens de onderzoekers afdoende.


Openingsfoto: University of Michigan.

Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.