Ultraschall-Störsender Alexa & Co aushebeln

Gegen Sprachassistenten werden Störsender verkauft. Ingenieure der Universität Chicago haben Lücken in der Wirksamkeit gefunden und eine eigene Konstruktion entwickelt.
Gegen Sprachassistenten werden Störsender verkauft. Ingenieure der Universität Chicago haben Lücken in der Wirksamkeit gefunden und eine eigene Konstruktion entwickelt.

Datenschutz lässt sich per Gesetz oder über Technik umsetzen. Ingenieure der Universität Chicago haben ein Wearable mit Störsender entwickelt.

So tauglich für den Massenmarkt wie die Sprachassistenten, gegen die er eingesetzt werden soll, ist der Störsender nicht. Auch wenn die Konstruktion als Wearable es vielleicht anders andeutet. Das Projekt der Ingenieure der Universität Chicago ist eine Machbarkeitsstudie, in der sie die aktuelle Forschung an Ultraschall-Störsendern aufgreifen. Mit ihnen lassen sich Spracherkennungssysteme aushebeln. Der überlagerte Ultraschall ist für den Menschen nicht wahrnehmbar, führt durch nichtlineare Effekte nach der Einkopplung im Mikrofon aber dazu, dass ein Spracherkennungssystem nicht mehr korrekt arbeiten.

Kommerziell werden solche Störsender bereits vertrieben, weisen laut den Ingenieuren um Yuxin Chen aber eine starke Richtungsabhängigkeit auf. Der Anwender muss den Sender immer genau auf das zu störende Mikrofon ausrichten. Als Alternative haben sie einen ringförmigen Störsender konstruiert, der als Armband getragen wird.

Bilder: 3

Armband

effektiver Störsender gegen Sprachaufzeichnungen.

Die natürliche Gestik beim Sprechen sorgt für eine räumlich gleichverteilte Störausstrahlung, sodass ein Sprachassistent zwischen 90% und 100% der Wörter nicht mehr erkennt – unabhängig vom Winkel zwischen Störsender und Mikrofon. Zum Vergleich haben die Ingenieure den Störsender i4 (Amazon, 799 US-Dollar) getestet. Er fällt ab einem Winkel von 90° auf nur noch 30% Wortfehlerrate ab.

Ist das Mikrofon abgedeckt – von Kleidung, einem Blatt Papier oder befindet es sich in einer Box – tun sich Sprachassistenten schwerer. Nur 60% bis 80% aller Worte werden korrekt erkannt. In einigen Fällen ist aber auch die Wirkung des Störsenders beeinträchtigt. Befindet sich das Mikrofon zum Beispiel in einer Plastikbox, spielt es keine Rolle, ob der Störsender eingeschaltet ist.

Das Projekt wurde als Paper für die Wissenschaftskonferenz CHI (Conference on Human Factors in Computing Systems) 2020 angenommen und in der Online-Bibliothek des Konferenzveranstalters veröffentlicht. Jährlich verzeichnet die Bibliothek über eine Millionen Downloads. Das zwölfseitige Paper kann hier heruntergeladen werden.