10/07/2015

Mój dom nie jest już moją twierdzą. Technologie, które widzą przez ściany

Informacje

Na początku 2015 roku dziennik USA Today opublikował artykuł o podręcznych radarach Range-R, które są używane przez amerykańską policję i inne agencje rządowe. System „widzi przez ściany”, a mówiąc dokładniej: rejestruje ruch w pomieszczeniach zamkniętych. Wysoka czułość radaru potrafi zidentyfikować oddech człowieka ukrywającego się w środku budynku, za kilkoma ścianami.

wifi-radar-featured

Istnieniem takiego urządzenia zaskoczonych było wielu dziennikarzy, którzy mieli napisać o funkcjach Range-R. Radary te są masowo produkowane dla wojska i wywiadu, a ponadto używane są na przykład przez: FBI – w trakcie misji ratowania zakładników, strażaków – podczas przeszukiwania zawalonych budynków w celu uwolnienia rannych, amerykańską profesjonalną jednostkę policji federalnej, US Marshals Service – podczas łapania zbiegów.

https://twitter.com/engadget/status/558694919435739137/photo/1

Kiedyś technologia ta była dostępna jedynie dla niektórych służb państwowych, jednak postęp technologiczny przyczynił się do spadku cen, co pozwoliło poszerzyć grono jej użytkowników. Radar Range-R kosztuje około 6 000 dolarów, natomiast prototypy nowych systemów radarowych są budowane z łatwo dostępnych tanich modułów Wi-Fi.

Ponieważ technologia wciąż się rozwija, a ceny spadają, kwestią czasu jest wykorzystywanie takiego sprzętu przez przestępców. Z pewnością najpierw zaczną oni badać możliwości takiego ekwipunku.

Czy ktoś przeżył?

Urządzenie Range-R jest wyposażone w czujniki potrafiące „zajrzeć” za ściany (Through-the-Wall Sensors, TTWS). Zasada działania jest taka sama jak w innych radarach: czujniki skanują oglądany obszar falami radiowymi, które po napotkaniu przeszkody wracają do odbiornika, a ten rejestruje odbite promieniowanie.

Niestety łatwe jest to tylko w teorii. Twórcy TTWS musieli połączyć w jednym urządzeniu kilka technologii oraz zaawansowane metody przetwarzania danych. Operatorzy radaru muszą przejść długie szkolenie, aby nauczyć się, jak odczytywać z niego dane.

Większość radarów TTWS działa w zakresie częstotliwości 1-10 GHz. Promieniowanie w tym zakresie nadaje się do penetrowania betonu, drewna, plastiku, szkła i innych ścian. Aby to sprawdzić, przeskanuj swój dom lub biuro, w którym znajdują się sieci Wi-Fi.

Im wyższa częstotliwość, tym mniejsze jest przenikanie promieniowania przez ściany. Z kolei wyższe częstotliwości zwiększają dokładność w określaniu rozmiaru obiektu i pomiaru odległości. Co więcej, niektóre materiały selektywnie absorbują fale radiowe w wąskim przedziale. Z tego powodu zaawansowane skanery mają możliwość przełączania używanych częstotliwości na bieżąco lub mogą używać szerokiego zakresu widma radiowego.

Dzięki krótkim impulsom użytkownik może szacować odległość do obiektu poprzez mierzenie czasu, jaki jest potrzebny na przebycie przez falę odległości do przeszkody i z powrotem. Wykrycie ruchu opiera się na zjawisku zwanym przesunięciem Dopplera: fala odbita od poruszającego się obiektu delikatnie zmienia swoją częstotliwość, co umożliwia np. wykrycie niewielkiego ruchu klatki piersiowej oddychającego człowieka.

Nie ma wątpliwości co do tego, że urządzenia TTWS posiadają wiele ograniczeń. Jednym z nich jest fakt, że fale radiowe nie przenikają przez metal. W związku z tym nie można zidentyfikować człowieka przybywającego w zamkniętym samochodzie lub w budynku pokrytym warstwą aluminium. Podobne właściwości do metalu ma woda: mokry porowaty beton to także całkiem dobra ochrona przed falami radiowymi TTWS.

Siłę sygnału osłabia gruba warstwa betonu lub cegły, natomiast jeśli suma głębokości ścian oddzielających radar od pożądanego obiektu przekroczy 30 centymetrów, wykrycie go będzie niemożliwe.

Większość urządzeń może wykrywać przeszkody na odległości 15-20 metrów, a urządzenia z większymi antenami i mocniejszymi zasilaczami mogą dosięgnąć nawet do 70 metrów. W domu wiele obiektów się porusza, np. zwierzęta lub zasłony. Chociaż radary są zazwyczaj używane do wykrywania ludzi, interpretacja obiektu nie zawsze jest trafna, zwłaszcza gdy pomiar trwa zbyt krótko (poniżej minuty).

Większość radarów jest przenośna. Aby wyeliminować drgania, operator musi przyciskać urządzenie do ściany sprawdzanego budynku. Jednak zdarzają się sytuacje, gdy nie można zbliżyć się do ściany, dlatego niektóre modele są wyposażone w statywy lub są zamontowane na robotach lub dronach.

Najprostsze radary TTWS pokazują, czy ktoś jest żywy i/lub porusza się w budynku. Te bardziej skomplikowane definiują odległość od obiektu i jego kierunek poruszania się, co umożliwia określenie w przybliżeniu konstrukcji budynku oraz jego wewnętrznych obiektów w dwóch lub trzech wymiarach.

Obiecująco wyglądają rozwiązania eksperymentalne (przynajmniej w warunkach laboratoryjnych). Na przykład mobilny system radarowy Wi-Fi zamontowany na robotach wygenerował mapę całkowicie nieznanego domu z dokładnością do 2 centymetrów. Póki co technologia ta jest jednak fikcją, jeśli chodzi o produkcję masową.

Jak zapobiegać. Najlepszym zabezpieczeniem przed szpiegostwem TTWS jest zastosowanie ekranowania budynku, wystarczy wzmocnić swój dom grubą betonową konstrukcją. Dobrym rozwiązaniem jest także pokrycie go warstwą aluminium lub tapetą metalizowaną. Albo zaadoptuj trzy psy – radary z produkcji masowej nie potrafią wykrywać jednorazowo więcej niż trzech celów.

To (nie taki) straszny teraherc

Jeśli śledzisz informacje popularnonaukowe, z pewnością słyszałeś coś o detektorach terahercowych, które potrafią widzieć przez ściany i wyczuć bomby z daleka. Temat ten pojawia się okresowo w internecie po tym, jak pewne laboratorium po raz n-ty informuje w swojej informacji prasowej, że odniosło znaczny sukces w pewnym obszarze.

Faktem jest, że radary terahercowe są wykorzystywane do kontroli pasażerów na lotniskach. Stało się o nich głośno, gdy okazało się, że pokazują bardzo szczegółowy obraz ciała człowieka, nie uwzględniając jego ubrań.

Większość innych zastosowań teraherców (działających w zakresie widma 300GHz-10THz) pozostaje w obszarze fantastyki naukowej. W rzeczywistości istnieje wiele nierozwiązanych jeszcze problemów: od zaniku sygnału podczas penetracji różnych barier po budowę kompaktowych emiterów promieniowania o wysokiej mocy.

Jest jeszcze jedna legenda miejska: kamery podczerwieni, które zaglądają za ścianę. Wbrew powszechnemu przekonaniu detektory termiczne nie potrafią tego dokonać. Detektor podczerwieni nie może przedrzeć się nawet przez warstwę matowego szkła czy sklejki.

Jak zapobiegać. Zdejmij swoją foliową osłonę lub nie. Decyzja należy do Ciebie.

Jakie słyszysz głosy?

Każdy, kto widział choćby jeden film szpiegowski, wie, że każdą rozmowę można podsłuchać z daleka, nawet przez okno. Pod wpływem fal dźwiękowych wibruje szkło, a ruchy można odczytać za pomocą lasera. W celu zapobiegania takim podsłuchom wymyślono tanie i skuteczne nadajniki zagłuszające, które można przytwierdzić do szyby, aby generowały losowy szum.

Współcześni szpiedzy wiodą łatwe życie. Mogą odczytać konwersację poprzez analizę niemego filmu, na którym widoczny jest jedynie fragment pokoju. Generalna zasada jest taka sama: każdy obiekt poddany wibracjom działa jak membrana. Może to być paczka czipsów, powierzchnia szklanki wody albo liście fikusa.

Standardowe „zagłuszacze” na okna nie zapobiegną rejestrowania dźwięków przez kamery. Chociaż, aby zdekodować konwersację, film musi zostać nagrany specjalną kamerą rapidową, która może nagrywać kilka tysięcy klatek na sekundę (wartość ta musi być większa niż częstotliwość głosu).

Niemniej jednak kamery rapidowe są już wszędzie. Wiele współczesnych smartfonów może nagrywać filmy z częstotliwością wielu klatek na sekundę, z których możemy wydobyć wartościowe dane. Na przykład filmy te mogą pomóc w zidentyfikowaniu osób uczestniczących w rozmowie.

Koniec końców szpiegowanie przez okna nie jest już problemem, odkąd cena dronów spadła i stały się one bardziej zaawansowane technologicznie.

Jak zapobiegać. W unikaniu podsłuchiwania wideo mogą pomóc zasłony lub rolety. Ważne jest, aby kurtyna nie stała się membraną dźwięku; należy zatem wybrać cięższy materiał albo dołączyć do nich wspomniane urządzenia zagłuszające.