彭绍庭

摘 要 文章把麦克风的可用状态进一步细分为逻辑可用和物理可用，设计了一种手机语音控制模块，从物理上解决手机防窃听的问题。设计的语音控制模块包括麦克风、处理器、直流电源模块和控制开关，直流电源模块经过控制开关与手机电源连接，控制开关设计作为接通麦克风电源的控制条件。

关键词 手机防窃听；语音控制模块；麦克风；处理器；电源模块；控制开关

中图分类号 TN91 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2017）198-0152-02

1 背景

随着手机普及率的大幅度提高，特别是手机越来越智能化，手机在给我们带来方便的同时，其安全问题也日益凸显。手机操作系统，无论是IOS还是安卓操作系统，都是将麦克风、摄像头等外围部件定义为操作系统统一管理的资源，这些资源处于随时可用状态，应用程序申请使用即可。如果手机留有后门，或被植入木马、病毒等，或安装了恶意软件，手机的麦克风、摄像头就可能被远程控制或自动启动，把手机变成窃听器、窃录器，对手机周围环境实施窃听窃录，带来诸如泄密、个人隐私泄露等重大的安全问题。如窃听类病毒“X卧底”，可在用户毫不知情的状况下，实现对用户环境声音的全程监听，而且目标手机上不留下任何痕迹。

一般情况下，开机状态下的手机大部分时间都处于待机状态，麦克风大部分时间也在等待主人需要拨打、接听电话、录音等功能时，唤醒并使用它们。但是，手机内部可能暗含后门、木马、病毒、恶意软件等，它们有可能随时唤醒使用这些外设，让手机成为你身边的窃听设备。然而目前手机通常采取的安全措施难以有效防范这些安全风险，究其根本原因就是手机操作系统无法确定应用程序对麦克风等外设资源的调用申请是否是必需且可信的，麦克风等外设更无法区分对它们的使用是否是必需且可信的。

2 设计思想

麦克风的主要功能是把外部语音转化为电信号，是人与手机交互的重要接口。麦克风只有在通电的情况下才能正常工作。本设计把麦克风的可用状态进一步细分为逻辑可用和物理可用，逻辑上是否可用是由软件控制和判断的，物理上是否可用是硬件电路决定的。逻辑和物理共同决定麦克风是否真正可用。表1清晰表示出物理不可用是真正的不可用，逻辑不可用不一定真正不可用。

该设计的核心思想是让麦克风并不是物理上处于随时可用状态，而是在用户真正需要时转变为可用状态。根据此思想设计了一种语音控制模块，该模块包括麦克风、处理器、直流电源模块和物理开关，直流电源模块分别与处理器和麦克风连接，直流电源模块经过物理开关与手机电源连接，物理开关能够作为接通电话的控制条件。物理开关可以设置在手机的边侧壁或者底侧壁上，通过按压、滑动、插拔等方式控制麦克风是否通电，手机处理器可以获取麦克风电源模块上电状态来感知麦克风的通电状态，并在手机屏幕上显示麦克风通电状态图标，用户通过图标能够清晰判断麦克风是否通电，物理上可用。手机操作系统或者任何应用程序（App）无法打开或关闭控制开关。设计原理图见图1、图2，其中图1描述为手机只有1个麦克风的情况，图2为手机有多个麦克风的情况。图中VBAT为手机总电源，MIC为麦克风，VMIC为麦克风供电电源，直流电源模块把手机总电源变换成麦克风电源，并产生上电状态信号给处理器，处理器据此判断控制开关是否闭合，进而判断麦克风是否通电，即物理上是否可用。

3 预期效果

本设计将麦克风是否可用扩展定义到物理层面，通过手动控制麦克风在电气上的物理连接与切断，以保证麦克风仅在用户需要的情况下手动接通麦克风的电气连接使其具备正常工作的物理条件，其他情况下手动切断麦克风的电气连接使其不具备正常工作的物理条件。如此一来，在操作系统、应用程序认为手机的麦克风逻辑上可用的情况下，即使有后门、木马、病毒、恶意软件等远程控制或自动启动了麦克风，但因为用户通过物理措施关闭了麦克风的电气连接，麦克风在物理上并不能真正工作，也就防止了手机成为窃听设备。

该设计对用户使用手机带来可信可控的效果，如果用户判断需要使用手机麦克风（比如接打电话、录音留言、视频聊天等），就手動操作接通麦克风的电气连接，使麦克风在物理上变得可用。在不需要使用手机麦克风的情况下，手动操作切断其电气连接，使麦克风在物理上变成不可用。

另外，麦克风的上电状态也可以作为某些应用程序（App）的运行控制条件，比如可以作为接听电话的摘机挂机信号，可以作为录音机的录音控制信号等。图3是利用麦克风上电状态作为接听电话控制条件的流程图。从图中可以看出，手机来电话振铃后，先判断麦克风是否通电，如果已经通电就进入常规流程，通过触摸屏或者按键来接听电话或者挂断电话，否则就进入不断检测麦克风控制开关状态的流程，一旦控制开关闭合就认为手机主人是摘机接听电话，因而直接进入通话状态。endprint