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近年來(lái)，媒體曝光了美國(guó)政府瘋狂開(kāi)展的竊密攻擊行為。美國(guó)國(guó)家安全局和中央情報(bào)局電子監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)的威脅無(wú)所不在，比如斯諾登曝光的專用竊聽(tīng)器和近期曝光的Vault 7等，涉及計(jì)算機(jī)、轎車、智能電視、智能手機(jī)等硬件設(shè)備和操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器等軟件。這讓我們想起美蘇冷戰(zhàn)時(shí)期波詭云譎的間諜往事，其中最著名的就是前蘇聯(lián)贈(zèng)送美國(guó)駐莫斯科大使館的國(guó)徽竊聽(tīng)器事件。
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國(guó)徽竊聽(tīng)器背景
國(guó)徽竊聽(tīng)器被美國(guó)人稱為The Thing，是一種無(wú)源的竊聽(tīng)裝置，嵌在手工木雕的美國(guó)國(guó)徽里。1945年8月4日，前蘇聯(lián)將精美木雕國(guó)徽(見(jiàn)圖 1)作為禮物贈(zèng)送美國(guó)駐莫斯科大使館，一個(gè)精心設(shè)計(jì)的竊聽(tīng)器就隱藏在木質(zhì)雕刻里面。在國(guó)徽中鷹喙下面有個(gè)小孔，可以把聲音信號(hào)傳到竊聽(tīng)器。如果蘇聯(lián)特工知道有重要會(huì)議舉行時(shí)，他們會(huì)在大使館附近停車，通過(guò)微波激活竊聽(tīng)器，用車載接收器調(diào)諧到竊聽(tīng)器的諧振頻率上，然后就可以竊聽(tīng)大使辦公室的談話。
圖1裝有竊聽(tīng)器的國(guó)徽
隱藏的竊聽(tīng)器很小，沒(méi)有電源，只有接收到外部電磁波信號(hào)才會(huì)被激活，平時(shí)沒(méi)有發(fā)射信號(hào)，檢測(cè)設(shè)備很難發(fā)現(xiàn)。同時(shí)竊聽(tīng)器簡(jiǎn)單可靠，有無(wú)限長(zhǎng)的使用壽命。該竊聽(tīng)器在美國(guó)大使館掛了七年，直到1952年才被美國(guó)人發(fā)現(xiàn)。英國(guó)MI5著名的反情報(bào)專家彼德.賴特(Peter Wright)曾主導(dǎo)了竊聽(tīng)器的分析工作。這個(gè)秘密一直秘而不宣，直到1960年發(fā)生U2飛機(jī)事件。1960年5月1日，美國(guó)U2間諜飛機(jī)在蘇聯(lián)領(lǐng)空被擊落，蘇聯(lián)在聯(lián)合國(guó)安理會(huì)上指責(zé)了美國(guó)的間諜行為。為反擊蘇聯(lián)，向安理會(huì)說(shuō)明蘇美間的間諜活動(dòng)是相互的，美國(guó)駐聯(lián)合國(guó)大使Henry Cabot Lodge向外界披露了國(guó)徽竊聽(tīng)器，如圖2所示。
圖2 美國(guó)駐聯(lián)合國(guó)大使在安理會(huì)上披露國(guó)徽竊聽(tīng)器
美國(guó)國(guó)家安全局(NSA)國(guó)家密碼博物館(National Cryptologic Museum)專門復(fù)制了國(guó)徽竊聽(tīng)器，向公眾公開(kāi)蘇聯(lián)的竊密行為。如圖3所示，右圖是木質(zhì)國(guó)徽打開(kāi)后隱藏竊聽(tīng)器的照片。
圖3 美國(guó)復(fù)制的國(guó)徽竊聽(tīng)器
這個(gè)竊聽(tīng)器由蘇聯(lián)著名科學(xué)家特雷門(Léon Theremin )發(fā)明設(shè)計(jì)(特雷門發(fā)明了不用身體接觸的特雷門琴而備受關(guān)注)。美國(guó)公開(kāi)的材料暗示特雷門早年在美國(guó)居住時(shí)受到美國(guó)無(wú)線電公司(RCA)諧振腔傳聲器技術(shù)的啟發(fā)。
圖4 蘇聯(lián)著名科學(xué)家特雷門和他發(fā)明的特雷門琴
工作原理
國(guó)徽竊聽(tīng)器主要部件是諧振腔傳聲器(resonant cavity microphone)，該部件由諧振腔和電容傳聲器組成。美國(guó)無(wú)線電公司1941年獲得的諧振腔傳聲器專利(US Patent 2238117)描述了諧振腔聲音調(diào)制原理。無(wú)源諧振腔用指定頻率的無(wú)線電信號(hào)激活，美國(guó)國(guó)家安全局稱之為“照射(illuminating)”。微小電容薄膜連接到固定波長(zhǎng)的金屬天線上。在“照射”時(shí)，大使辦公室里的聲音穿過(guò)木雕，引起薄膜振動(dòng)。薄膜振動(dòng)改變電容容量，聲音振動(dòng)信息就會(huì)調(diào)制到無(wú)線電波上，通過(guò)天線發(fā)射出去。在遠(yuǎn)處的接收機(jī)解調(diào)信號(hào)，可以聽(tīng)到房間里的聲音。普通的無(wú)線電接收機(jī)就可以解調(diào)無(wú)線電信號(hào)和輸出聲音。
圖5顯示的是基于各種研究報(bào)告推測(cè)的竊聽(tīng)器原理，圖6是刨面圖。該裝置由拋光鍍銀的銅圓柱體作為高品質(zhì)諧振腔，中心蘑菇形圓盤作為電容器與75微米厚的薄膜一起封閉，天線由圓柱體側(cè)面的絕緣孔進(jìn)入空腔，與電容耦合。
圖5 諧振腔傳聲器原理示意圖
空腔的直徑為19.7毫米，長(zhǎng)17.5毫米。天線長(zhǎng)約22.8厘米，圓柱體前面的薄膜可以調(diào)節(jié)電容容量。蘑菇型圓盤表面有凹槽，可減少隔膜的氣動(dòng)阻尼，蘑菇型圓盤和隔膜之間的距離為230微米。
圖6諧振腔傳聲器刨面圖
腔體的尺寸精心設(shè)計(jì)，可在非常高的頻率(如1320MHz)上諧振，降低被偶然發(fā)現(xiàn)的概率。竊聽(tīng)器由外部的電磁波激活和關(guān)閉，如圖7所示。房間里的聲音使薄膜產(chǎn)生振動(dòng)，空腔內(nèi)部空間的變化產(chǎn)生變化的電容容量，可以產(chǎn)生調(diào)制聲音的調(diào)幅或調(diào)頻信號(hào)。實(shí)際上，蘇聯(lián)人只使用了調(diào)幅方式。
圖7國(guó)徽竊聽(tīng)器工作原理
結(jié)語(yǔ)
國(guó)徽竊聽(tīng)器事件讓美國(guó)政府蒙羞，被美國(guó)視為奇恥大辱。因此，“斯諾登事件”曝光的美國(guó)政府各種監(jiān)控手段無(wú)所不用其極就不難理解。相比前蘇聯(lián)的做法，美國(guó)政府利用高技術(shù)竊密的行徑有過(guò)之而無(wú)不及。七十多年前的塵垢往事對(duì)今天的安全保密防護(hù)還具有警示意義，有效監(jiān)控周邊電磁波信號(hào)、保障供應(yīng)鏈安全、加強(qiáng)自主可控是時(shí)刻不能放松的大事。
【本文為專欄作者“中國(guó)保密協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)分會(huì)”原創(chuàng)稿件，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系原作者】
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