So verstecken ETH-Forscher Daten in Musik

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ETH-Forscher verstecken Daten in Musik

Im Kaufhaus ins WLAN, ohne sich aktiv anmelden zu müssen? Das ginge, wenn in der eingespielten Hintergrundmusik die Zugangsdaten steckten und das Smartphone diese heraushörte. Forscher der ETH Zürich haben dafür eine Methode entwickelt.

Das Musikstück klingt im direkten Vergleich mit dem Original etwas anders, aber nicht unbedingt schlecht. Im Hintergrundtrubel eines Supermarkts oder einer Hotellobby würde es wohl nicht auffallen, dass Manuel Eichenberger und Simon Tanner von der ETH Zürich zusätzliche Töne eingefügt und darin Daten versteckt haben. Die Methode dafür stellten sie unlängst an der «IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing» in Brighton vor.

Mit dem #WLAN verbinden durch Hintergrundmusik? Forschende der ETH Zürich entwickelten eine Methode, mit der #Daten in #Musik gespeichert und mit dem #Smartphone empfangen werden können. Für das menschliche Ohr sind die Daten nicht hörbar. https://t.co/ss3JYIjlyV pic.twitter.com/FB0koyeNmw

— ETH Zürich (@ETH) July 9, 2019

Der Trick bestehe darin, die dominanten Töne als Tarnung für die Datenübertragung zu nutzen, wie die ETH am Dienstag mitteilte. Diese Töne überlagerten die Forscher mit je einem leicht höheren und einem leicht tieferen Ton, die aber leiser sind. Zusätzlich fügten sie leise Obertöne ein, also eine oder mehrere Töne über dem dominanten Ton und auch hier leicht höhere und tieferen «Seiten-Töne».

Für das menschliche Ohr sind die Zusatztöne unauffällig, da sich das Gehirn auf die lauten Töne konzentriert. Mit einem Smartphone-Mikrophon lassen sie sich jedoch auffangen und anschliessend mithilfe eines Algorithmus decodieren. Damit der Algorithmus weiss, wo er nach den Daten suchen soll, fügten die Forscher diese Information in sehr hohen, für den Menschen kaum hörbaren Tönen ein, im Frequenzbereich zwischen 9.8 und 10 Kilohertz.

Unauffällig, je nach Umgebung

In Hörbeispielen, die die ETH auf ihrer Website veröffentlichte, scheint die bearbeitete Version des Musikstücks ein wenig zu klirren und leicht zu rauschen im Vergleich zum Original. Ohne den direkten Vergleich und wenn die Musik nur im Hintergrund läuft, dürfte die Veränderung kaum auffallen.

Mit ihrer Methode sei eine Datenübertragung mit relativ hoher Übertragungsrate möglich, nämlich 200 Bit pro Sekunde, hiess es weiter. «Theoretisch wäre es möglich, viel mehr Daten zu übertragen», erklärte Tanner gemäss der Mitteilung. «Je höher die Datenübertragungsrate, desto eher ist sie allerdings als störendes Geräusch hörbar, oder die Datenqualität leidet darunter.»

Mögliche Anwendungen sehen die Forscher beispielsweise in Hotels, Kaufhäusern, Flughäfen oder Bahnhöfen, um WLAN-Zugangsdaten oder andere Informationen aufs Handy zu übertragen. Aber auch in Museen wäre der Einsatz vorstellbar, zeigen sie sich überzeugt. Über die Musik liessen sich Informationen zu den Exponaten aufs Smartphone spielen.

Allerdings funktioniert die Methode am besten mit Musik, die viele dominante Töne enthält, also eher Popmusik als ruhigere Melodien. Bleibt den Kuratorinnen und Kuratoren nur, die passende Playlist zusammenzustellen. (sda)