소프트웨어학부 이연준 교수님의 논문이 BK21 플러스 사업 컴퓨터공학 분야 우수국제학술대회의 학회인 2020년 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing (UBICOMP) 에 발표되었습니다.
(해당 학회는 유비쿼터스 컴퓨팅 분야의 저명한 학회입니다. 연구결과는 IoT, 센서, HCI, 유비쿼터스 컴퓨팅 분야에 활용성이 높습니다.)
▶ 논문정보
- 제목 : Using Sonar for Liveness Detection to Protect Smart Speakers against Remote Attackers
- 출판 : UbiComp 2020: Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies (IMWUT)
▶ 논문의 내용
사용자의 음성 명령어를 기다리고 수행해주는 스마트 스피커는 우리 삶의 일부가 되고 있다. 초기의 스마트 스피커가 날씨와 시간과 같은 기본적인 기능을 제공했던 반면, 최근에는 사용자의 의료기록, 금융 거래, 물건 구매, 음식점 예약 그리고 현관문 잠금장치를 조정하는 등 보다 치명적이고 복잡한 서비스도 지원하기 시작했다. 이러한 스마트 스피커의 기능은 사용자에게 편리함을 제공하지만, 공격당했을 때 치명적인 결과를 초래할 수 있다.
<그림 1. 스마트 스피커 작동 개요>
최근 학계에서도 이런 위협을 인지하고 활발히 연구가 진행되고 있으며, 연구결과들은 다양한 방법을 통해서 스마트 스피커의 음성인터페이스가 같은 공간에 있는 다른 스피커로부터 오는 음성 명령 공격에 취약 것을 보였다. 우리의 주변에 네트워크에 연결된 스피커가 많아지면서 이런 위협은 현실성이 높아지고 있다. 본 연구에서는 스마트 스피커를 보호하기 위한 SPEAKER-SONAR라고 하는 sonar기반의 liveness detection 시스템을 고안했다. 세부적으로, SPEAKER-SONAR는 같은 공간의 네트워크에 연결된 스피커를 이용하는 원격 공격을 막는 것을 목표로 한다.
<그림 2. SPEAKER-SONAR 개요>
핵심 아이디어는 음성 명령어가 확실히 사용자로부터 오는 것을 확인하는 것이다. 이를 위해서 SPEAKER-SONAR는 비가청주파수의 소리를 발생시켜 같은 공간의 사용자의 위치를 추적하고, 추적한 방향과 입력받은 음성명령어의 방향과 비교한다. 해당 시스템은 어떤 사용자에게 별도의 행위를 요구하지 않고, 자동으로 방향의 일치성을 비교하는 방법으로 작동한다. 더불어 SPEAKER-SONAR는 라즈베리파이, 원형 microphone array, 그리고 일반적인 스피커만을 이용하여 만들어져 범용적으로 사용되는 Amazon Echo와 유사하고, 기존 스마트 스피커에 적용시 별도의 추가비용이 발생하지 않는다. 해당 시스템은 2미터 거리 내에서 오는 음성 명령 공격을 95.5%의 확률로 방어할 수 있으며, 논문 제출 시점을 기준의 알려진 모든 원격 음성 명령 공격으로부터 스마트 스피커를 보호할 수 있다.
| 
홈으로
홈으로
홈페이지 관리자 : 문난향