提起生物識(shí)別你會(huì)想到什么?是早已普及化的指紋識(shí)別;還是當(dāng)今大行其道的人臉識(shí)別;抑或是更為“高大上”的瞳孔識(shí)別?雖然現(xiàn)在的生物識(shí)別技術(shù)識(shí)別的生物信息大不相同，但生物識(shí)別技術(shù)的最大承諾是用基于身體的新型身份識(shí)別來取代過去的類型化安全系統(tǒng)。生物識(shí)別系統(tǒng)不再需要諸如存儲(chǔ)的密碼或物理鑰匙卡之類的外在令牌，而是通過人們的內(nèi)在特質(zhì)(例如外貌、聲音或人的行走方式)來識(shí)別人們的身份。隨著技術(shù)的不斷提升，除了面部識(shí)別和指紋掃描等功能外，還有一個(gè)人獨(dú)特的"心紋"，一個(gè)人的氣味，說話時(shí)臉、喉嚨或胸部的細(xì)微皮膚振動(dòng)，甚至是臀部的形狀。所有這些都已經(jīng)變成了概念驗(yàn)證生物特征安全系統(tǒng)，可以確認(rèn)用戶的身份。

不斷升級(jí)的生物識(shí)別技術(shù)總會(huì)給人以驚喜

據(jù)媒體報(bào)道，紐約州立大學(xué)布法羅分校的研究人員想出了一種新方法，盡管表面上聽起來很古怪，但實(shí)際上卻是出奇的實(shí)用。他們的新型生物識(shí)別工具稱為EarEcho，利用聲波根據(jù)耳道的獨(dú)特幾何形狀識(shí)別用戶。這些信息對(duì)于一個(gè)想要欺騙別人的人來說，要獲得這些信息將非常困難。

該團(tuán)隊(duì)購(gòu)買了一對(duì)現(xiàn)成的耳塞，然后對(duì)其進(jìn)行了一些修改。在耳塞中增加一個(gè)面對(duì)佩戴者耳道的麥克風(fēng)。也就是利用無線耳塞聲波的方式解鎖手機(jī)，其中使用聲波來識(shí)別耳道的獨(dú)特幾何形狀，判斷你要做出的動(dòng)作，這一論文刊登在 9 月 19 日的美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)(ACM)期刊上。值得一提的是，該期刊由計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)每季度出版，目前已有數(shù)據(jù)表明，該刊的研究成果中，大約有 95% 的有效成果或?qū)⑹褂迷诂F(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中。

新技術(shù)EarEcho又是以什么原理工作呢

耳道中聲傳播和反射的簡(jiǎn)化聲波建模圖示，P 是聲波的直接傳播，Pi 表示入射聲波，Pr 表示反射聲波

該研發(fā)團(tuán)隊(duì)團(tuán)隊(duì)使用現(xiàn)成的產(chǎn)品制造原型，包括一對(duì)入耳式耳機(jī)和一個(gè)小型麥克風(fēng)，做出一個(gè) EarEcho 樣本產(chǎn)品。接著，團(tuán)隊(duì)開發(fā)了聲學(xué)信號(hào)處理技術(shù)來限制噪聲干擾，并建立了在 EarEcho 組件之間共享信息的模型。

當(dāng)聲音傳播到人的耳朵時(shí)，聲音會(huì)通過耳道傳播并被耳道反射和吸收，所有聲音都會(huì)產(chǎn)生可由麥克風(fēng)錄制的獨(dú)特聲音傳輸。而麥克風(fēng)收集的信息由耳塞的藍(lán)牙連接發(fā)送到智能手機(jī)進(jìn)行分析。在聲學(xué)信號(hào)預(yù)處理之后，基于傳遞函數(shù)的特征被饋送到 SVM 分類器中，以進(jìn)行身份驗(yàn)證。

事實(shí)證明，EarEcho設(shè)備的原型也具有驚人的敏感性，能夠以高達(dá)95%的準(zhǔn)確度識(shí)別用戶。測(cè)試中顯示了這一點(diǎn)，其中20位受試者聽了從口語到音樂的音頻樣本。它在各種不同的位置進(jìn)行了測(cè)試，例如在購(gòu)物中心或街道上，并且受試者站立或坐在不同的位置。該演示設(shè)備能夠在一秒鐘內(nèi)以95%的準(zhǔn)確度識(shí)別用戶，而如果它能夠持續(xù)監(jiān)控他們?nèi)腌姡瑒t得分上升到97.5%。

EarEcho技術(shù)又有什么獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)呢

在部分場(chǎng)景中，這樣的解決方案可能是有用的。最明顯的是無縫智能手機(jī)解鎖。盡管蘋果的Face ID之類的系統(tǒng)運(yùn)行良好，但是想象一下，如果你的智能手機(jī)在你只需戴上耳機(jī)就能知道你是誰，是不是很棒?尤其是對(duì)藍(lán)牙耳機(jī)的發(fā)燒友來說，簡(jiǎn)直完美。此外，它還可以進(jìn)行不斷的重新驗(yàn)證。這意味著每次你從口袋里拿出手機(jī)時(shí)都無需解鎖。

另一種情況可能是基于遠(yuǎn)程電話的身份驗(yàn)證，如果你要與某人進(jìn)行私密通話，要絕對(duì)確保就是那個(gè)人。在Deepfake音頻世界中，這可能變得更加重要，因?yàn)閷?shí)時(shí)模擬一個(gè)人的聲音并非不可能。使用EarEcho之類的技術(shù)，你可以輕松地驗(yàn)證與之交談的人的身份。通過將你的入耳式信息移交給銀行，可以防止欺詐，也可以讓你不再花時(shí)間回答那些證明你是誰的私人問題。

而與現(xiàn)階段最普遍的移動(dòng)和可穿戴認(rèn)證解決方案(即指紋，F(xiàn)ace ID，聲紋等)相比，EarEcho 具有以下優(yōu)勢(shì)：

第一個(gè)就是實(shí)時(shí)拿起使用，麥克風(fēng)和耳機(jī)喇叭是無線耳機(jī)設(shè)計(jì)的兩個(gè)基本組件，外形小巧，成本低，也可輕松帶走。第二個(gè)就是用戶友好度，EarEcho 不需要主動(dòng)驗(yàn)證操作，它能夠在用戶佩戴耳機(jī)時(shí)自動(dòng)處理認(rèn)證請(qǐng)求。

第三個(gè)優(yōu)勢(shì)就是不引人注意，指紋和基于面部移動(dòng)認(rèn)證的主要問題之一，是用戶信息被非法獲取后欺騙系統(tǒng)。所以，在 EarEcho 樣本中，數(shù)據(jù)收集和認(rèn)證過程以更加不引人注意的方式進(jìn)行，惡意攻擊者很難通過旁道攻擊竊取注冊(cè)用戶的耳朵(包括物理和生理)信息。而這種信息將不會(huì)持續(xù)保留，隨著下一次的認(rèn)證而更新另一個(gè)信息識(shí)別。

最后一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是可靠性，隨時(shí)間的穩(wěn)定性和堅(jiān)固性，這一新技術(shù)可以應(yīng)對(duì)不同背景的噪聲，身體運(yùn)動(dòng)和聲壓級(jí)的不確定性。

結(jié)語

雖然現(xiàn)階段諸如人臉識(shí)別和指紋識(shí)別等生物識(shí)別技術(shù)尚有漏洞，但在我們?nèi)粘Ｉ钪?，很少有一種或多種生物識(shí)別技術(shù)沒有以某種方式被測(cè)量和評(píng)估。弄清何時(shí)使用這些工具，并通過使用幾個(gè)工具將安全性提高一倍甚至兩倍，才會(huì)使我們未來與機(jī)器的交互更加簡(jiǎn)單和安全。

而這意味著諸如銀行之類需要對(duì)人身份進(jìn)行精確辨認(rèn)的單位會(huì)有一天詢問你是否要提交有關(guān)內(nèi)耳形狀的信息。