[논문 리뷰] The Smart 2 Speaker Blocker: An Open-Source Privacy Filter for Connected Home Speakers.

Christopher Champion, Ilesanmi Olade외 3명|arXiv (Cornell University)|2019. 01. 15.

Internet Traffic Analysis and Secure E-voting참고 문헌 11인용 수 5

한 줄 요약

스마트² 스피커 블로커는 스마트 스피커의 마이크에 도달하는 민감한 오디오를 실시간으로 분석하고 필터링하여 오프라인 개인정보 필터로 작동하는 오픈소스이자 네트워크 로컬 장치입니다. 클라우드 서비스나 제3자 신뢰를 필요로 하지 않고도 사용자가 데이터 泄露를 완전히 제어할 수 있도록 합니다.

ABSTRACT

The popularity and projected growth of in-home smart speaker assistants, such as Amazon's Echo, has raised privacy concerns among consumers and privacy advocates. Notable questions regarding the collection and storage of user data by for-profit organizations include: what data is being collected and how is it being used, who has or can obtain access to such data, and how can user privacy be maintained while providing useful services. In addition to concerns regarding what the speaker manufacturer will do with your data, there are also more fundamental concerns about the security of these devices, third-party plugins, and the servers where they store recorded data. To address these privacy and security concerns, we introduce an intermediary device to provide an additional layer of security, which we call the extit{smart, smart speaker blocker} or Smart extsuperscript{2} for short. By intelligently filtering sensitive conversations, and completely blocking this information from reaching a smart speaker's microphone(s), the Smart$^2$ Speaker Blocker is an open-source, network-local (offline) smart device that provides users with decisive control over what data leaves their living room.

연구 동기 및 목표

• 스마트 스피커 생태계에서의 데이터 수집 및 개인정보 문제에 대한 소비자 우려를 해결하기 위해.
• 보안이 취약한 장치, 제3자 플러그인, 음성 녹음이 원격 서버에 저장되는 위험을 완화하기 위해.
• 엄격한 데이터 제어를 보장하는 오프라인, 네트워크 로컬 솔루션을 사용자에게 제공하기 위해.
• 스마트 스피커 제조업체에 의존하지 않고도 독립적으로 작동하는 투명하고 오픈소스의 시스템을 설계하기 위해.

제안 방법

• 스마트 스피커와 네트워크 사이에 로컬 중계 장치를 배치하여 오디오 트래픽을 가로채고 분석하기 위해.
• 현장에서 실행되는 머신러닝 모델을 사용하여 실시간으로 민감한 콘텐츠를 탐지하고 분류하기 위해.
• 전송 전에 민감한 키워드나 구절을 포함한 모든 오디오를 차단하기 위해.
• 모든 처리가 로컬에서 이루어지도록 하여 외부 서버나 클라우드 공급자에게 데이터를 전송하지 않기 위해.
• 사용자가 개인적 선호도에 따라 개인정보 정책을 정의할 수 있도록 구성 가능한 규칙 엔진을 구현하기 위해.
• 저지연, 고신뢰성의 홈 네트워크 환경을 유지하기 위해 보안적이고 경량의 프로토콜을 사용하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 사용자가 제3자 클라우드 서비스에 의존하지 않고도 집에서 나가는 오디오 데이터를 어떻게 제어할 수 있는가?
• RQ2 로컬 처리만을 사용하여 실시간으로 민감한 대화를 탐지하고 차단하는 데 어떤 기술을 사용할 수 있는가?
• RQ3 오픈소스이자 오프라인 장치가 사용자 인터페이스의 기능성을 해치지 않으면서도 스마트 스피커에서의 데이터 유출을 효과적으로 방지할 수 있는가?
• RQ4 민감한 콘텐츠를 필터링할 때 시스템의 잘못된 양성 및 잘못된 음성 반응은 어떻게 발생하는가?

주요 결과

• 스마트² 스피커 블로커는 스마트 스피커의 클라우드 서버로의 민감한 오디오 전송을 완전히 방지합니다.
• 최소한의 기기 기능에 영향을 주지 않고 저지연 필터링을 달성합니다.
• 모든 오디오 분석 및 결정 과정이 로컬에서 이루어져 외부 서비스나 데이터 저장소에 의존하지 않습니다.
• 오픈소스 설계 덕분에 투명성과 커뮤니티 기반의 보안 감사를 가능하게 합니다.
• 사용자가 개인정보 규칙을 커스터마이징할 수 있어 데이터 泄露에 대한 개인화된 제어가 가능합니다.
• 장치가 완전히 오프라인으로 작동하여 사용자 데이터가 로컬 네트워크를 초월해 저장되거나 전송되지 않습니다.