Verborgen camera’s opsporen met de ToF-sensor van uw smartphone

We leggen uit wat de ToF-sensor van een smartphone is en hoe onderzoekers uit Singapore voorstellen deze te gebruiken om verborgen camera’s te vinden.

Spionagecamera’s in huurappartementen of hotelkamers: feit of fictie? Helaas gaat het hier om een feit. In een vrij recent geval huurde een gezin uit Nieuw-Zeeland een appartement in Ierland en ontdekten een verborgen camera die een livestream vanuit hun woonkamer uitzond.

Om een camera met het blote oog te zien is vaak röntgenzicht nodig, omdat hij vrijwel zeker zorgvuldig gecamoufleerd zal zijn. Voor degenen onder ons die geen Superman zijn: er zijn speciale apparaten om spionageapparatuur op te sporen aan de hand van elektromagnetische straling of een wifi-signaal, maar dat zijn geen zaken die u standaard in uw koffer gooit voordat u op reis gaat. En om er het maximum uit te halen, hebt u speciale vaardigheden of deskundige hulp nodig.

Onderzoekers in Singapore hebben echter onlangs een oplossing ontwikkeld om een verborgen apparaat te lokaliseren met behulp van de ToF-sensor in een gewone smartphone. De nieuwe methode draagt de naam LAPD (Laser-Assisted Photography Detection).

Wat is a ToF-sensor?

Zelfs als de termen “ToF-sensor” en “ToF-camera” u niets zeggen, bent u er misschien al een tegengekomen in uw smartphone. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt om het scherm te ontgrendelen met het gezicht, om gebaren te herkennen of om het geliefde <em>bokeh</em>-effect te creëren: een onscherpe achtergrond in foto’s.

Om deze taken te kunnen uitvoeren, moet de smartphone een driedimensionaal beeld zien om te weten wat zich dichtbij de camera bevindt en wat zich verder weg bevindt. Dit gebeurt met ToF (wat overigens staat voor Time-of-Flight): de sensor zendt een infrarode straal uit en meet de tijd die de stralen nodig hebben om te worden teruggekaatst. Hoe langer dit duurt, hoe verder het voorwerp van de sensor verwijderd is.

De onderzoekers ontdekten dat ToF-modules, naast hun basistaken, ook heel handig zijn bij het opsporen van spionagecamera’s. Het door de sensor uitgestraalde licht veroorzaakt namelijk een karakteristieke schittering op de lens, waaraan het apparaat kan worden herkend.

Pimp my sensor

Aangezien smartphonecamera-apps met ToF voor heel andere doeleinden zijn gemaakt, moesten de onderzoekers een aparte app ontwikkelen en de mogelijkheden van de sensor aanvullen om beter om te kunnen gaan met het zoeken naar deze schittering die wordt veroorzaakt door verborgen camera’s.

Ten eerste hebben ze een slim systeem toegevoegd dat de gebruiker informeert over het optimale bereik voor het scannen naar objecten. Als de smartphone zich te dicht bij een verdacht voorwerp bevindt, zal de schittering daarvan erg fel zijn en de sensor “oververzadigen”. Omgekeerd, als het toestel te ver weg is, zal de schittering te zwak zijn en zal de detector niet in staat zijn deze te registreren.

Ten tweede heeft het team een filter toegepast om vreemde signalen uit te filteren, omdat de detector een verborgen lens alleen min of meer nauwkeurig kan identificeren in een beperkt gezichtsveld: een kegelvorm van ongeveer 20° afkomstig van de camera van de smartphone. Alles buiten deze kegel verwart de detector en leidt tot foutpositieven.

Tenslotte hebben de deskundigen zelflerende programmeerbare filters toegepast om het percentage foutpositieven verder te verlagen. Feit is dat de resolutie van ToF-sensoren zeer laag is: slechts 320×240 pixels. Daarom is het voor de detector niet gemakkelijk om de exacte grootte, vorm en intensiteit van de schittering te bepalen – en het zijn deze parameters die een verborgen camera onderscheiden van andere, onschadelijke voorwerpen.

Testresultaten

De onderzoekers hebben een experiment uitgevoerd om na te gaan hoe doeltreffend de methode in de praktijk is. Bij het onderzoek waren 379 vrijwilligers betrokken, aan wie werd gevraagd spionagecamera’s op drie manieren te vinden: met het blote oog; met een gespecialiseerde detector die momenteel op de markt is; en met LAPD. Ze kregen 30-60 seconden om te zoeken – ongeveer evenveel tijd als de gemiddelde reiziger bereid is aan deze activiteit te besteden.

De eerste methode leverde geen indrukwekkende resultaten op. Slechts 46% van de deelnemers kon de verborgen camera’s alleen met het blote oog ontdekken. Bovendien waren er zeer veel foutpositieven: in 54,9% van de gevallen wezen de vrijwilligers onjuiste voorwerpen of plaatsen aan.

De gespecialiseerde detector leverde ook bescheiden resultaten op: in twee verschillende scanmodi werden de spionagecamera’s door slechts 62,3% en 57,7% van de deelnemers gevonden. Het aantal foutpositieven was opnieuw hoog: respectievelijk 26,9% en 35,2%.

De LAPD-methode bleek het effectiefst. In 88,9% van de gevallen werden de spionagecamera’s gevonden. Zelfs wanneer de onderzoekers de verlichting veranderden om het zoeken te bemoeilijken, daalde het detectiepercentage niet onder de 77,8%. Ook het percentage foutpositieven was laag, namelijk 16,67%.

Werk in uitvoering

Ondanks de indrukwekkende testresultaten, zullen we niet snel een LAPD-app in de App Store of Google Play zien. Volgens de onderzoekers zelf hebben moderne ToF-sensoren nog steeds niet voldoende resolutie en nauwkeurigheid voor het echte werk; bovendien beschikken niet alle smartphones over een dergelijke module. Dus totdat het ontwerp is verbeterd en fabrikanten nieuwe camera’s uitbrengen, zullen gebruikers geduldig moeten blijven en vertrouwen op andere methoden om verborgen camera’s op te sporen.

Tips