近年來，媒體曝光了美國政府瘋狂開展的竊密攻擊行為。美國國家安全局和中央情報局電子監(jiān)控和網絡戰(zhàn)的威脅無所不在，比如斯諾登曝光的專用竊聽器和近期曝光的Vault 7等，涉及計算機、轎車、智能電視、智能手機等硬件設備和操作系統(tǒng)、網絡瀏覽器等軟件。這讓我們想起美蘇冷戰(zhàn)時期波詭云譎的間諜往事，其中最著名的就是前蘇聯贈送美國駐莫斯科大使館的國徽竊聽器事件。

國徽竊聽器背景

國徽竊聽器被美國人稱為The Thing，是一種無源的竊聽裝置，嵌在手工木雕的美國國徽里。1945年8月4日，前蘇聯將精美木雕國徽(見圖 1)作為禮物贈送美國駐莫斯科大使館，一個精心設計的竊聽器就隱藏在木質雕刻里面。在國徽中鷹喙下面有個小孔，可以把聲音信號傳到竊聽器。如果蘇聯特工知道有重要會議舉行時，他們會在大使館附近停車，通過微波激活竊聽器，用車載接收器調諧到竊聽器的諧振頻率上，然后就可以竊聽大使辦公室的談話。

圖1裝有竊聽器的國徽

隱藏的竊聽器很小，沒有電源，只有接收到外部電磁波信號才會被激活，平時沒有發(fā)射信號，檢測設備很難發(fā)現。同時竊聽器簡單可靠，有無限長的使用壽命。該竊聽器在美國大使館掛了七年，直到1952年才被美國人發(fā)現。英國MI5著名的反情報專家彼德.賴特(Peter Wright)曾主導了竊聽器的分析工作。這個秘密一直秘而不宣，直到1960年發(fā)生U2飛機事件。1960年5月1日，美國U2間諜飛機在蘇聯領空被擊落，蘇聯在聯合國安理會上指責了美國的間諜行為。為反擊蘇聯，向安理會說明蘇美間的間諜活動是相互的，美國駐聯合國大使Henry Cabot Lodge向外界披露了國徽竊聽器，如圖2所示。

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圖2 美國駐聯合國大使在安理會上披露國徽竊聽器

美國國家安全局(NSA)國家密碼博物館(National Cryptologic Museum)專門復制了國徽竊聽器，向公眾公開蘇聯的竊密行為。如圖3所示，右圖是木質國徽打開后隱藏竊聽器的照片。

圖3 美國復制的國徽竊聽器

這個竊聽器由蘇聯著名科學家特雷門(Léon Theremin )發(fā)明設計(特雷門發(fā)明了不用身體接觸的特雷門琴而備受關注)。美國公開的材料暗示特雷門早年在美國居住時受到美國無線電公司(RCA)諧振腔傳聲器技術的啟發(fā)。

圖4 蘇聯著名科學家特雷門和他發(fā)明的特雷門琴

工作原理

國徽竊聽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。美國無線電公司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制原理。無源諧振腔用指定頻率的無線電信號激活，美國國家安全局稱之為“照射(illuminating)”。微小電容薄膜連接到固定波長的金屬天線上。在“照射”時，大使辦公室里的聲音穿過木雕，引起薄膜振動。薄膜振動改變電容容量，聲音振動信息就會調制到無線電波上，通過天線發(fā)射出去。在遠處的接收機解調信號，可以聽到房間里的聲音。普通的無線電接收機就可以解調無線電信號和輸出聲音。

圖5顯示的是基于各種研究報告推測的竊聽器原理，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，天線由圓柱體側面的絕緣孔進入空腔，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17.5毫米。天線長約22.8厘米，圓柱體前面的薄膜可以調節(jié)電容容量。蘑菇型圓盤表面有凹槽，可減少隔膜的氣動阻尼，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

腔體的尺寸精心設計，可在非常高的頻率(如1320MHz)上諧振，降低被偶然發(fā)現的概率。竊聽器由外部的電磁波激活和關閉，如圖7所示。房間里的聲音使薄膜產生振動，空腔內部空間的變化產生變化的電容容量，可以產生調制聲音的調幅或調頻信號。實際上，蘇聯人只使用了調幅方式。

圖7國徽竊聽器工作原理

結語

國徽竊聽器事件讓美國政府蒙羞，被美國視為奇恥大辱。因此，“斯諾登事件”曝光的美國政府各種監(jiān)控手段無所不用其極就不難理解。相比前蘇聯的做法，美國政府利用高技術竊密的行徑有過之而無不及。七十多年前的塵垢往事對今天的安全保密防護還具有警示意義，有效監(jiān)控周邊電磁波信號、保障供應鏈安全、加強自主可控是時刻不能放松的大事。

【本文為51CTO專欄作者“中國保密協會科學技術分會”原創(chuàng)稿件，轉載請聯系原作者】

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