Alexa | Gute Alltagshelferin oder Profi-Wanze?

Na - hast du die Feiertage gut überstanden? Ich jedenfalls schon, und so freue ich mich, aus der Weihnachts-/Neujahrpause zurück zu kommen. Mein letzter Post handelte ebenfalls von Alexa und Co., stiftete aber allgemeine Verwirrung. Über die Feiertage erhielt ich viele Bewertungen für meinen Post und spürte erstmals, dass Lernen von der Zielgruppe in Startups wunderbar funktioniert.
Darum hier mein zweiter Post zu Sprachsteuerung, welcher sich an alle richtet, die Alexa oder andere Geräte zu Weihnachten geschenkt bekommen haben, diese Geräte schon länger besitzen, darüber nachdenken eines zu kaufen, oder sich einfach mal darüber informieren möchten. Ich werde heute verstärkt Alexa (der Name der Sprachsteuerung "Amazon Echo") unter die Lupe nehmen, und mich mit ihren Stärken und Schwächen auseinandersetzen.











Alexa in Aktion

Dieses Video zeigt einen kleinen Bruchteil von dem, was Alexa kann. Trotzdem sind diese und ähnliche die meist genutzten Funktionen, die Alexa uns bietet.

Alexa und ihre engen Verwandten
Letztes Jahr sind einige Neuerscheinungen auf dem Alexa Markt aufgetaucht. Somit wird dem Kunden mehr Auswahl und Vielfalt geboten, jedoch wird es auch undurchsichtiger. Ich habe versucht, die verschiedenen Geräte für euch gegenüber zu stellen.

Der "Amazon Echo Plus" ist für rund 150,00€ zu haben und kann mehr, als der unten aufgeführte Amazon Echo (2. Generation). Sein Funktionsumfang wurde um "SmartHome" Komponenten (für die Kenner: integrierter ZigBee-Hub) erweitert und somit sind von ihm aus Geräte wie Lampen, Stecker und mehr von Marken wie "Philips-Hue" steuerbar. Die Zusatzfunktionen dürften aber für alle FHEM-Nutzer (die auf diesem Blog behandelte Smart-Home Software) keinen Mehrwert bieten, da unsere Smarthome Zentrale mit FHEM auch gut mit den nächsten Geräten harmoniert.


Das neue "Amazon Echo 2. Generation" ist die kleine Schwester von Amazon Echo Plus (oben) und ersetzte ab 2017 die alte Version, welche genau so aussah wie der jetzige Amazon Echo Plus. Er bietet den vollen Funktionsumfang und kann sich mit unserem FHEM-Server zur Steuerung des Smart-Homes verbinden. Außerdem ist die Tonqualität ein wenig schlechter, was man aber nicht wirklich spüren kann. Somit lassen sich alle Geräte in unserem Haushalt via Sprachbefehl ansteuern. Er kostet derzeit rund 100,00€ auf Amazon ... 50,00€, welche sich FHEM Nutzer sparen können. Das Design bzw. die Hülle (hier schwarz) ist wechselbar und kann je nach Belieben derzeit Nuss, Eiche, Silber, oder eben schwarz sein. Andere Hüllen können extra erworben werden, im Lieferumfang befindet sich jedoch das Gerät mit Wunschdesign.



Der "Amazon Echo Dot" kostet derzeit rund 35,00€ (Angebot, ggf. 60,00€) auf Amazon. Dies liegt daran, dass er nur einen notdürftigen, integrierten Lautsprecher besitzt. Die sieben Mikrofone sind natürlich trotzdem enthalten und funktionieren ohne Abstriche wie die Mikrofone ihrer größeren Geschwister. Um dennoch einen vernünftigen Ton aus dem kleinen Gerät zu bekommen, kann es via Kabel oder Bluetooth an alle Audio-Geräte angeschlossen werden. Somit wird z.B. das eigene SoundSystem zum neuen Ton-Ausgang des Echo Dot´s. Dieses Gerät lohnt sich für alle, die die eigene Anlage den Lautsprechern von Alexa vorziehen.



Der "Amazon Echo Show", welcher derzeit rund 220,00€ auf Amazon kostet, bietet zusätzlich zum Ton eine Bildausgabe. Mögliche Anwendungsszenarien sind damit z.B. das Anzeigen von Videokameras, Wettervorhersagen, Liedtexten, Fotos, Einkaufslisten und vielem mehr. Außerdem können Video-anrufe zwischen unterstützen Geräten hergestellt werden.


Nun habe ich eine kleine Zusammenfassung der Geräte für euch herausgesucht. Sollte das Bild zu klein sein, findest du es hier weiter unten auf der Seite in größerer Ausführung.

Alexa App
Ist das Amazon Echo eingerichtet (Einrichtung folgt unten), so hat man vollen Zugriff auf die Alexa App.


Der Wichtigste Menü-Punkt ist "Skills". Öffnet man diesen, wird man zu einer Art App Store navigiert, in dem man zusätzliche Funktionen für Alexa aktivieren kann. Neben Chefkoch, das Örtliche und Deutsche Bahn finden sich hier viele andere nützliche Apps, welche es zu entdecken gibt. Außerdem gibt es eine Suchleiste, in der man nach dem Wunsch-Skill suchen kann. Die Alexa Skills sind ein wichtiger Bestandteil von Amazon Echo, und werden täglich von ihren Entwicklern verbessert. Sie machen die Nutzungsmöglichkeiten unglaublich vielfältig und sind die perfekte Möglichkeit zum Personalisieren nach deinen Wünschen. Um Skills zu benutzen, muss Alexa der Name des Skills am Anfang des Gesprochenen gesagt werden:

"Alexa, frage Wetter.com, wie wird das Wetter morgen in Dresden?"
Antwort: In Dresden am Sonntag den 24. Dezember 2017 ist es morgen sonnig und die Temperatur liegt bei -1 Grad Celsius ...

Hier ein Video der 10 besten und kostenlosen Skills für Alexa (Stand: Juni 2017)

Im Video merkt man bald, dass man selbst wissen muss, was die Skills können, und was man eigentlich alles erfragen kann. Das ist kein Problem, doch es ist sportlich, sich den vollen Funktionsumfang zu merken, um ihn später nutzen zu können.

Sicherheit
Wer sich im Social Media über Alexa austauscht, stößt oft auf Verschwörungstheoretiker oder Skeptiker, die die Sicherheit von Alexa bezweifeln. Natürlich gibt es einige Szenarien, in denen Alexa uns Probleme bereiten kann. Um Transparenz in diesem Thema zu schaffen, zeige ich im Folgenden drei verschiedene Szenarien auf, wie und was Hacker mit deinem Amazon Echo anstellen könnten.

Szenario 1:
Amazon selbst, oder auch Hacker, welche sich in den verschlüsselten Datenverkehr irgendwo auf dem Weg zwischen eurem Router/Heimnetzwerk und den Amazon-Servern eingeklinkt haben, können nach Entschlüsselung der Daten herausfinden, welche Sätze ihr nachdem Wort "Alexa" gesagt habt. Solange Alexa nicht aus Versehen durch Fernsehwerbung oder ähnliches ausgelöst wird, werden Sätze wir "Wie spät ist es", oder "Wie wird das Wetter in Dresden heute" übertragen.
Amazon Echo ist so programmiert, dass es - solange die Mikrofone nicht inaktiv sind - immer zuhört. Dabei wird jedoch alles Gehörte nach 3 Sekunden aus dem Gerätespeicher gelöscht, wenn das Wort "Alexa" nicht gefallen ist. Somit werden nur die Anfragen nach dem Wort "Alexa" übertragen.

Szenario 2:
Die Daten werden von deinem Heimnetzwerk zu den Servern von Amazon geschickt. Dort wird die Anfrage analysiert und in einen Steuerbefehl oder eine Informationsausgabe umgewandelt und zurück an die heimische Alexa gesendet. Hacker könnten die Verschlüsselung der Daten knacken und somit falsche Steuerbefehle oder Ausgaben zurück an euer Gerät senden. Ein offenes Fenster und neckische Passanten stellen ein ähnliches Szenario dar.
Dabei kann alles gesteuert werden, was ihr vorher steuerbar gemacht habt. Hier ist natürlich jedem selbst überlassen, ob er Amazon Echo Zugriff auf Licht, Waschmaschine, Fenster, Haustür, Garagentor oder sogar Auto geben möchte. Darum mein Tipp: nur sicherheitsunkritische Dinge wie Licht oder Heizung über Alexa steuern!

Szenario 3:

Das die Lautsprecher von Alexa im 3-Sekunden-Takt das Gesprochene aus ihrem Gerätespeicher verwerfen, habe ich ja bereits erwähnt. Was aber, wenn ein Hacker Besitz über euer Gerät erlangen kann, und diese 3 Sekunden umgeht? Hacker könnten die Lautsprecher live abhören und wüssten - ähnlich wie bei einer Wanze - immer genau was bei dir zuhause gesprochen wird. Und das mit den guten Mikrofonen, welche den kompletten Raum aufnehmen können. Obwohl diese Vorstellung am stärksten von allen abschreckt, ist sie doch sehr unwahrscheinlich! Hat ein Hacker jedoch das Prinzip herausgefunden, solche Angriffe durchzuführen, kann er dies mit jedem beliebigen Amazon Echo wiederholen. Hier kann man sich mit Kenntnissen in der Netzwerksicherheit jedoch zusätzlich absichern. Eine perfekte und 100% sichere Lösung wird es jedoch leider nie geben, solange Amazon Echo einen Internetzugang benötigt. Dabei helfen lokale Systeme, welche ich ganz unten in diesem Beitrag vorstelle.

Einrichtung von Alexa
Egal ob Echo Dot, Echo Plus, oder mein Favorit - Amazon Echo (2. Generation), das Einrichten der Geräte funktioniert bei allen sehr ähnlich. Im Lieferumfang des Amazon Echo ist das Gerät selbst und ein Stromkabel enthalten. Für die Einrichtung wird ein SmartPhone benötigt, welches Zugriff auf einen AppStore hat. Außerdem benötigt man einen Amazon Account.

1. Um das Gerät in Betrieb zu nehmen, muss es nur via Stromkabel an den Strom angeschlossen werden.
Der Amazon Echo wird nun booten (starten), was ein einem blinkenden Ring erkennbar ist (siehe Bilder oben). Alexa begrüßt uns mit den Worten "Hallo, dein Amazon Echo kann jetzt eingerichtet werden. Folge einfach den Anweisungen in deiner Alexa App". Der Ring wechselt auf ein oranges, kreisendes Farbspiel, was bedeutet, dass der Echo sich nun im Einrichtungs-Modus befindet.

Der Ring ist einer der wichtigsten Merkmale von Alexa und zeigt an, wenn etwas am Gerät passiert. Der Ring leuchtet z.B., wenn Alexa zuhört oder überlegt. In der alten Version gab es beim "Amazon Echo (1. Generation)" noch einen Ring am oberen Rand des Geräts, über den man die Lautstärke regeln konnte. Nun findet man diesen Ring nur bei der "Plus" Variante. Der neue "Amazon Echo" besitzt nun Tasten auf seiner Oberfläche, über die man die Lautstärke regeln kann.
Außerdem hat der Amazon Echo eine "Stumm-Taste", welche ein durchgestrichenes Mikrofon zeigt. Wird diese Taste betätigt leuchtet sie (und der Ring) rot und zeigt damit, dass alle Mikrofone vom Strom genommen sind.


Des Weiteren ist eine kleine Taste mit einem Punkt neben der Stumm-Taste zu finden. Diese kann betätigt werden, damit Alexa einem temporär zuhört, ohne das Wort "Alexa" vorher zu sagen.

2. Nun wird ein SmartPhone benötigt, auf welchem die App "Amazon Alexa" installiert werden muss. Dafür suche einfach die App im Appstore auf deinem Handy.

3. Öffne die App und melde dich mit deinen Amazon Anmeldedaten an.

4. Die App zeigt dir nun, wie du deinen Amazon Echo einrichten kannst. Am Anfang gibt es eine Auswahl, welches Gerät eingerichtet werden soll (Echo | Echo Plus | Echo Dot | ...).

Da die Einrichtung in der App sehr gut erklärt ist, und die Erklärung den Rahmen sprengen würde, kürze ich hier ab. In den nächsten Schritten baut Alexa ihr eigenes, temporäres Wlan auf, damit sich dein Handy mit ihm verbinden kann, und du Alexa sagen kannst, wie das Passwort für dein eigenes Wlan lautet. Außerdem wird ein Video gezeigt, welches sich nicht überspringen lässt, und die Funktionen von Alexa kurz erklärt.

Hier nun die Einrichtung von Alexa im Video-Beispiel:




Lokale Sprachsteuerungen
Weiter oben habe ich aufgeführt, dass ein Internetzugang immer gewisse Sicherheitslücken mit sich bringt. Darum möchte ich nun Lösungen vorstellen, welche ohne Internetzugang funktionieren. Die bekanntesten Lösungen sind "Jasper" und "PiAUISuite", welche jedoch englisch sind und einige Kenntnisse in Programmierung erfordern.

Beide Sprachsteuerungen werden auf einem Raspberry Pi (sehr kleiner, preiswerter Computer mit wenig Stromverbrauch) installiert.


Die Spracherkennung funktioniert gut, und es gibt mittlerweile auch für den kleinen Raspberry Pi Fernfeld-Mikrofone zu kaufen, welche denen von Alexa ähneln. Um eine ausreichende Aufnahmequalität zu erreichen, muss man jedoch tief in die Tasche greifen. Mikrofone sind hier teurer, als Alexa an sich.
Da die Qualität der Erkennung stark vom Mikrofon abhängt, wird eine zufriedenstellende Lösung mit Jasper oder PiAUISuite teurer, als ein Amazon Echo Gerät werden.

Unser lokales System bietet den großen Vorteil, dass wir die volle Kontrolle darüber haben, weil es keine Internet-Anbindung benötigt. Möchte man jedoch Informationen wie Wetter oder Fußballergebnisse abfragen, muss man dem Gerät trotzdem Internetzugang gewähren. Immerhin gibt es dann trotzdem keine Server, mit denen es die Sprachdaten austauscht, denn das System läuft autark auf dem kleinen Raspberry pi in eurer Wohnung.

Alles, was einen Internetzugang besitzt, bietet Angriffsfläche für potentielle Angreifer. So natürlich auch der kleine Raspberry, welcher für sinnvolle Antworten auf deine Fragen einen Internetzugang benötigt. Vorteil des Raspberrys ist hier, dass man diverse Sicherheitsvorkehrungen treffen kann, um es einem Angreifer nahezu unmöglich zu machen, Besitz über das Gerät und angeschlossene Mikrofone zu erlangen. Um dies durchzuführen, sind jedoch erweiterte Kenntnisse über Netzwerk und Sicherheit erforderlich.

Die Sprachausgabe der lokalen Systeme (Jasper und PiAUISuite), sind noch nicht sehr ausgereift. So klingen sie z.B. stark nach einem Roboter und sind sehr oft eher unverständlich. Hier zwei Hörbeispiele der beiden lokalen Systeme.



Fazit
Lokale Systeme wie Jasper und PiAUISuite bieten uns hohe Sicherheit im Tausch gegen ziemlich alle Vorzüge, welche Alexa mit sich bringt. Die Einrichtung ist nur für Bastler interessant und leider ist die Sprachsteuerung bisher nur englisch und "Roboter" verfügbar.

Amazon Echo/Alexa bietet hier einige Vorzüge, allerdings wiederum im Tausch für weniger, aber dennoch absolut ausreichend Sicherheit. Amazon tut viel für die Sicherheit im Umgang mit unseren Daten. Aufgrund des großen Mehrwertes, kann ich Alexa jedem empfehlen. Seht jedoch davon ab, sicherheitskritische Komponenten wie Haustür, Auto oder Garagentor steuerbar zu machen.

+ Sehr gute Spracherkennung
+ Gute Tonqualität
+ Großer, steig wachsender Funktionsumfang
+ Kinderleichte Bedienung
+ Gute Anleitung für die Einrichtung

- Sicherheitsrisiken sind vorhanden
- Kein Einfluss auf Softwareupdates der Geräte
- Erhöhte Vernetzung bietet größere Angriffsfläche für Hacker (Auto, Wohnungstür, ...)
- Unzureichende Absicherung des Heimnetzwerkes bei Laien führt zu leichteren Angriffen

Ich hoffe ich konnte euch über Amazon Echo aufklären und wünsche viel Spaß mit eurer Alexa. Ich persönlich halte Alexa für sehr hilfreich und ein tolles Spielzeug für den Alltag.
Vielen Dank fürs Lesen und bis zum nächsten Post.