Zbuduj mikrofon laserowy na wzór systemów szpiegowskich CIA (film, 6m)
W najnowszym filmie na kanale SomethingAboutScience widzowie mieli okazję przyjrzeć się fascynującemu procesowi budowy mikrofonu laserowego, urządzenia, które może eavesdroppować rozmowy z dużej odległości, odbijając wiązkę lasera od szyby. Autor, wskazując na jego zastosowanie przez agencje federalne, takie jak CIA, prezentuje, jak dźwiękowe fale wpływają na wibracje okna, umożliwiając rekonstrukcję dźwięków zachodzących wewnątrz pomieszczenia. Aby zapewnić bezpieczeństwo użytkowania, autor decyduje się na zastosowanie widocznego lasera czerwonego, zamiast niewidzialnego lasera podczerwonego, którym posługują się profesjonalni szpiedzy. Warto dodać, że celem tego projektu nie jest szpiegowanie, a jedynie pokazanie działania technologii.
Dalsza część filmu skupia się na komponentach potrzebnych do zbudowania mikrofonu laserowego. Autor używa fotodiody, czujnika, który przekształca światło na sygnał elektryczny, oraz obwodu wzmacniającego, aby zwiększyć siłę sygnału. Praca z tymi urządzeniami wymaga precyzji oraz podstawowej wiedzy o elektronice. Po wykonaniu sporej ilości pracy manualnej, weryfikuje funkcję podłączając urządzenie do komputera. Mimo pewnych trudności, udaje mu się odbierać dźwięki, a jego próby obnażają ograniczenia, jakie niesie ze sobą takie urządzenie – pojawiają się zakłócenia i szumy, które mogą utrudniać odbiór czystego dźwięku.
Autor nie rezygnuje i próbuje użyć dwóch laserów, by uzyskać lepszą jakość dźwięku, jednak przynosi to nieco więcej zakłóceń. Dalsze prace koncentrują się na stabilizacji mikrofonu laserowego poprzez 3D wydrukowaną obudowę oraz zastosowanie polaryzacyjnych filtrów, co ma na celu zredukowanie wpływu światła ambientowego. Rzeczywistość pokazuje, że mimo wysiłku, osiągnięcie wysokiej jakości dźwięku za pomocą prostego mikrofonu laserowego jest trudne. Użytkowanie takiego urządzenia nie wydaje się praktyczne dla szpiegów, ale są agencje, które mają odpowiednie technologie i budżety.
Mikrofony laserowe to tylko jedna z wielu metod eavesdroppingu, co sprawia, że bezpieczeństwo w budynkach rządowych staje się priorytetem. Budynki o najwyższej ochronie często są projektowane tak, aby blokować tego typu technologie, a niektóre z nich są nawet oplecione klatkami Faradaya, aby uniemożliwić przechwytywanie sygnałów. Jednak, jak wskazuje autor, nowoczesny spying coraz częściej skłania się ku hakerstwu, co oznacza, że przesłuchania stają się bardziej skomplikowane, a tradycyjne metody, takie jak mikrofony laserowe, stopniowo ustępują miejsca bardziej zaawansowanym technologiom.
Jak wskazuje kanał SomethingAboutScience, film zdobył do tej pory 929431 wyświetleń, a także zdobył 41933 polubień, co świadczy o dużym zainteresowaniu tematem. Wideo wyraźnie przyciąga uwagę widzów, pokazując unikalne połączenie nauki i technologii w praktycznym zastosowaniu. Ostatecznie film nie tylko edukuje, ale również pobudza wyobraźnię, umawiając się z widzami na fascynującą podróż po świecie inżynierii i szpiegostwa.
Toggle timeline summary
-
Wprowadzenie do koncepcji podsłuchiwania za pomocą mikrofonu laserowego.
-
Wyjaśnienie, jak mikrofony laserowe są używane do celów nadzoru.
-
Podstawowa mechanika działania mikrofonu laserowego z wykorzystaniem refleksów.
-
Opis niezbędnych komponentów, szczególnie fotodiody.
-
Dyskusja na temat montażu i testowania komponentów mikrofonu laserowego.
-
Testowanie możliwości urządzenia poprzez symulację dźwięku przez okno.
-
Demonstracja wyników audio i problemów z tłem hałasu.
-
Badanie wykorzystania dwóch laserów w celu poprawy jakości dźwięku.
-
Udoskonalenia w projekcie urządzenia dla stabilności i funkcjonalności.
-
Praktyczne zastosowanie mikrofonów laserowych w nadzorze rządowym.
-
Środki zaradcze przeciwko mikrofonom laserowym w zabezpieczonych budynkach.
-
Podsumowanie zmieniającego się krajobrazu technik nadzoru.
Transcription
Have you ever wanted to eavesdrop on conversations happening in a room thousands of feet away using a laser? Of course you have, especially if you're a Soviet KGB spy during the Cold War era. Today, I'll be making a laser microphone, a device now used by federal agencies like the CIA to spy on conversations when they don't want to risk planting a microphone inside of a room. A laser microphone can pretty much turn a window into a microphone from a long distance. It works by shining a laser beam at a window or a picture frame inside of a room and capturing the reflection of the beam with a sensor. Any conversations inside the room will send sound waves through the window, causing it to vibrate slightly. These vibrations of the window will modulate the reflected beam of light, and by capturing and processing those oscillations, we can reconstruct the sound waves and hear what's happening inside. Now, for obvious reasons, if you're using this for spying, you'd want to use an invisible infrared laser. But for this video, I'll be using a visible red laser, so just to be clear, YouTube, this is not a tutorial on how to spy on people. Though, to be honest, I think they'd be more concerned about the explosives. The next thing you'll need is a photodiode. This is basically a mini solar cell that converts light into an electrical signal, except it's much more sensitive and has a faster response time. You can find these inside the receivers of most modern TVs and some smoke detectors, although these are usually designed to detect infrared light, so if you want to spy on people, this is what you want to use. But you can also find them on Amazon. These ComiMark photodiodes will work great for detecting the red laser, plus the name fits the Soviet theme pretty well. Next, you'll need an amplifier circuit to boost the weak signal from the photodiode. The ones I bought came with a built-in microphone, so I had to remove that for the photodiode to take its place. Then, I stripped the end off of a charger so I can power the circuit, and I did the same to an aux cable so I can output the signal to a laptop. And after covering everything with some hot glue to prevent any short circuits, the receiver is pretty much done. Now, I just need to test it out by plugging it into a laptop. Okay, so it turns out this isn't even a laptop. It's just a piece of trash that can't seem to handle a mono-aux cable. My only other option is my desktop computer, which, unfortunately, means the device won't be portable enough to spy on any government officials. But the good news is, my computer actually recognizes it as a microphone. But can it really pick up sound through a window? To find out, I positioned the laser to reflect off this piece of glass taped to the inside of a box, which will simulate a window. I had to carefully align the laser so its reflection landed precisely on the sensor across the room. For this to work, the reflection needs to be just off to the side of the photodiode. That way, when the beam oscillates, the photodiode receives varying amounts of light. If the beam were perfectly centered on the sensor, it would just keep outputting the same voltage, giving us no useful data. However, if the beam is wider than the sensor itself, it wouldn't really matter as much since most lasers have a gradient of intensity. So as the beam oscillates, the sensor still detects fluctuations in light levels. To simulate a voice behind the window, I placed my phone in the box while it played some copyright-free music at full blast. And here's what my computer received from the sensor. As you can hear, the audio is actually distinguishable, but there's still a lot of static in the background. Not only does the window vibrate, but any vibrations of the laser or the receiver will be picked up as well. I can't get rid of the static completely, but instead of using one laser, you could reflect two lasers at the same time, which would be a lot of static. So I decided to use two lasers to simulate the same situation. I placed my phone in the box while it played some copyright-free music at full blast. I can't get rid of the static completely, but instead of using one laser, you could reflect two lasers off the window and capture the reflections on two separate sensors. And by comparing the two different waveforms, you can cut out anything that doesn't match between the two to get rid of some of the noise. But since I'm definitely not doing all that, the best I could do is make the laser and receiver more stable. So I 3D printed this casing for the sensor for it to be easily mounted onto a base or a tripod. To make powering it more convenient, I added this power inlet. And since ambient light can be a problem, I installed an adjustable polarizing filter which will block out some ambient light while still letting the laser through. And after all that, it still sounds like crap. Now, this device may seem impractical for real surveillance, but keep in mind, the government has a much larger budget than $30, and they definitely still use this technology for surveillance. Just look at this company. They sell 10 different versions of this thing, and they only sell to government agencies and law enforcement. Laser microphones are actually such a big problem that some high-security government buildings are specifically designed to block them. The easiest countermeasure is to just not have confidential conversations near a window. But that's not always enough, because similar eavesdropping techniques exist using radio or microwave frequencies to detect sound vibrations from objects deep inside of a building. That's part of the reason some secure rooms or even entire buildings are wrapped in a Faraday cage to block all signals in and out. However, this form of spying is gradually being phased out, as modern surveillance increasingly relies on hacking phones and computers to intercept electronic communications.