考试作弊必须指南—通信工具篇

哈哈 2012-12-17 125648人围观 ,发现 5 个不明物体 极客

广大考试作弊者们秉承“工欲善其事,必先利其器”的精神,考试“出猫”时都用上电子设备了,最常见的就是手机。可是“一物降一物”,如今国内大小考场都安装了手机屏蔽器,那么这些手机屏蔽器是怎么工作的呢?

要想让一个教室、一个考场在电子通信的角度上“与世隔绝”,是可以做到的,目前各种通信工具都是用电磁波或者说无线电波来传递信号,我们只要像法拉第笼子一样给教室电磁屏蔽就可以达到目标。如果教室四周都被严严实实包裹成下面的样子,像个大笼子,任何电磁信号都出不去,也进不来了,里面手机向外发的信号全部会被墙壁吸收。可是这要是个电磁屏蔽实验室还可以,普通教室就不太可行了。

【电磁屏蔽实验室内部】

【电磁屏蔽实验室内部】

屏蔽的方法相当于把你的所有通信工具的嘴巴都贴上了胶带,耳朵都塞上了棉花,不过完全做到的成本太大了,比较常见的信号屏蔽办法是使用手机屏蔽器,它的原理就是在你的手机在发送和接收信息的时候,手机屏蔽器作为超级拉拉队“大喊大叫”,“噪声信号”大到让你的手机“耳朵”听不清,“嘴巴”也喊不过屏蔽器。

手机虽然是走到哪里用到哪里的无线通信设备,但也有无形的线拖着它,那就是手机基站。手机无论打电话,还是接电话,第一步都是要先与附近某个手机基站建立起联系。如果你左手和右手各拿着一部手机,用左手的手机拨通右手的手机,手机的电磁波并不是从左手直接传到右手那么简单,而是会从左手手机绕远道传到几百米以外的手机基站,然后再兜一个大圈传回右手手机(蓝牙功能除外)。正常的时候,基站哥哥和手机小弟在热火朝天聊着呢,双方发出的无线电波信号你来我往,但是屏蔽器一打开,会在手机身边“敲锣打鼓”,发出比接收到的基站信号功率大很多倍“噪声”无线电波信号,手机听不清基站在讲啥,不能正常接收基站的信号,两者的联系被切断,手机就会成为一个孤岛,不管打电话、发短信还是其他各种功能,都处于瘫痪状态。

【手机屏蔽器工作的时候效果图。Jamming device: 手机屏蔽器 Cell tower:手机基站】

不过这种方法也有一个软肋,电磁波的整个频段从最小的几Hz到最大的几十几百GHz,范围很大,每一段都有可能被用来作为通信的信号,可是除了少部分很专业的设备外,普通的屏蔽器都“嗓门不够大”,“五音不全”,一台屏蔽器只能屏蔽其中的一小部分频段,通信工具可以使用未被屏蔽的频段进行通信。当然,国内的几家通信公司的所有2G、3G手机服务加到一起也就集中在几个小频段里,考场里的屏蔽器还是可以集中力量对付这几个频段。手机屏蔽器在工作的时候会在各个频段内从低频率到高频率“扫射式”发出杂乱无章的电磁波,干扰手机和基站之间的联系。

手机屏蔽器让手机作弊基本是没指望了,不过作弊者还可以用自家的通信工具,卖答案的手里有个专门的无线电发射器,考生手里有个无线电接收器(市面上卖的作弊通信工具大都是这一类)。这些非法通信工具使用的频段可以选在手机屏蔽器力所能及的频段范围之外,常常是侵犯对讲机专用的频段。

对付这些工具,同样有对策,除了手机屏蔽器以外,防作弊的无线电设备还有很多。

有一种无线电监测器就可以帮忙搞定手机屏蔽器顾不上的那些频段的电磁波信号。在考试开始之前,考场周围手机、广播、电视等各种合法的无线电波设备在考场那里产生的信号强度大小都记录在案,考试开始后,在汽车里、手提箱子里、办公室里无线电监测仪齐齐启动,可以接收到整个无线电波频段的所有信号,作弊工具开始向考场内发答案的时候,监测仪上就会“多出一块”来源不明的无线电波信号,作弊工具的信号很难逃过精密的探测仪耳朵。


【无线电移动监测车】

考场内外的收发双方在沟通的时候,ABCD答案一类的“宝贵信息”首先要被转换成二进制数字,进行编码,如果需要,还会进行加密,然后会对使用波段的电磁波进行调制,把信息加载到电磁波信号上,由发射器的天线发出,考场里的另一方进行解码和解调制,复原出ABCD信息。

发射器发出信号的强度要足够大,否则考场内的接收方不容易接收到,可是强度大了,无线电监测器也更容易接收到,如果使用一些比较诡异、复杂的编码调制方式,比如使用的信号频率是在不停跳来跳去的,可以增加无线电监测器探测的难度,可是发射器、接收器构造都会复杂很多,技术难度也变大了,价格也会高。事实上,这些作弊设备的技术复杂程度一般都远远低于专业的无线电监测器,很多都是采用市面上已经广泛使用的系统,无线电监测器可以在数秒时间内把作弊手法双方使用的信号传输信息的方式搞得一清二楚,不仅探测到信号,甚至直接可以把里面的信息提取出来,听到对话里说什么。

不管作弊者使用的设备有多精密,电磁波“近大远小”的本性一定是存在的,依靠多台摆放在不同位置的监测仪,就可以根据距离远近和信号的强弱,推算出信号发射器位置,把答案发射者当场擒获。

很多无线电监测器还拥有“信号压制”功能,和手机屏蔽器“扫射式”干扰不同,信号压制根据监测器发现的作弊信号的样子“对症下药”,作弊的电波信号在哪个频段,压制时就发哪个频段的垃圾信号,这些方法对于作弊者发送长问题答案的时候尤其有效,因为读完一道题目答案需要很长时间,可能还没读两句,信号已经被锁定和压制,耳机里就只剩下滋滋声。对于选择题这样信息量小一些题目,干扰难度会大一些,不过没有作弊工具能“瞬间发射”,传送完答案都需要一定时间,完全可以在半途对信号进行破坏。

抓作弊时候还有一种武器——音频信号探测仪,如果“作弊天王”使用微型耳机听答案,不管答案发射者用的什么频段传送声音信号,最后在耳机里都要把信号转换到人声音的频率60~1800Hz,监考员可以拿着小型探测器在考生身边专门“偷听”这一频率的电磁波,“当场逮个正着”。

另外,各种现代装备——作弊手表、作弊橡皮、作弊笔、作弊尺、隐形耳机无论多么微小,里面接收信号的天线和射频电路一定是金属制造的,金属探测器如果灵敏,就可以让这些工具“出师未捷身先死”,未使用即被发现。

总言之,防作弊设备不能百分之百阻挡住所有作弊信号,但有一点可以肯定,这年头用科技产品来作弊,是越来越难了。

评论中提到的一下些更加牛逼的技术:

1.利用光电闪屏技术,特殊制造的光敏元件感知定向光源每秒数万次的闪烁,然后转换为电子脉冲信号。
这不仅仅可以拿来作弊,更可以拿来作为网络数据高速传输,比WLAN强多了

2(牛逼中的牛逼)

一般人我不告诉他,我们有红外光闪频和紫外光闪频作弊技术,两公里外对着整个楼闪答案,客户只要一个隐形眼镜就能看到刺眼闪光。前年去年我们最好技术是超声波的。今年早些时候说次声波可能更好因为穿透能力强,只是因为次声波污染源太多,耳内接收器信噪比差,而好的降噪数字芯片体积都太大,暂时无解项目停滞。盖革计数器已经做到胶囊大小了,加上数模电路和电池可以藏入耳内,实验室内测试信号传输已成功。但目前整体有些效率问题,技术员说如果让客户能听清说话,5分钟整个楼的考生接受的定向X射线辐射量就接近当天危险水平。但我对此项目很看好,每周会议上都有效率提升的消息。 我们还有2架RQ-7B微型无人机用作普通的无线电广播源,低噪声自动巡航且小于雷达可见尺寸,除非用高射炮,否则没法打下来。更何况已经飞了两年了,至今都没听说考场上有人看到过(也许有人看到了没当回事),倒是我们从楼上看着考场的信号监控车转着圈子到处找呵呵。

今年大项目是无金电池,制作不含金属或只有极微量金属的电池和电路。所有资金都砸在里面了。我们的总工还有一些更奇怪的想法,他常说汽车喇叭响一声就包含多少多少兆的数据什么的。但现在他连一个原型都做不出来。

[via 科学松鼠会]

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