提起生物識別你會想到什么?是早已普及化的指紋識別;還是當(dāng)今大行其道的人臉識別;抑或是更為“高大上”的瞳孔識別?雖然現(xiàn)在的生物識別技術(shù)識別的生物信息大不相同，但生物識別技術(shù)的最大承諾是用基于身體的新型身份識別來取代過去的類型化安全系統(tǒng)。生物識別系統(tǒng)不再需要諸如存儲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)來識別人們的身份。隨著技術(shù)的不斷提升，除了面部識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，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。

不斷升級的生物識別技術(shù)總會給人以驚喜

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。他們的新型生物識別工具稱為EarEcho，利用聲波根據(jù)耳道的獨(dú)特幾何形狀識別用戶。這些信息對于一個(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)購買了一對現(xiàn)成的耳塞，然后對其進(jìn)行了一些修改。在耳塞中增加一個(gè)面對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)，其中使用聲波來識別耳道的獨(dú)特幾何形狀，判斷你要做出的動作，這一論文刊登在 9 月 19 日的美國計(jì)算機(jī)學(xué)會(ACM)期刊上。值得一提的是，該期刊由計(jì)算機(jī)協(xié)會每季度出版，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)，聲音會通過耳道傳播并被耳道反射和吸收，所有聲音都會產(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)確度識別用戶。測試中顯示了這一點(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)行了測試，例如在購物中心或街道上，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)確度識別用戶，而如果它能夠持續(xù)監(jiān)控他們?nèi)腌?，則得分上升到97.5%。

EarEcho技術(shù)又有什么獨(dú)到的優(yōu)勢呢

在部分場景中，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?尤其是對藍(lán)牙耳機(jī)的發(fā)燒友來說，簡直完美。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：

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 不需要主動驗(yàn)證操作，它能夠在用戶佩戴耳機(jī)時(shí)自動處理認(rèn)證請求。

第三個(gè)優(yōu)勢就是不引人注意，指紋和基于面部移動認(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用戶的耳朵(包括物理和生理)信息。而這種信息將不會持續(xù)保留，隨著下一次的認(rèn)證而更新另一個(gè)信息識別。

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

結(jié)語

雖然現(xiàn)階段諸如人臉識別和指紋識別等生物識別技術(shù)尚有漏洞，但在我們?nèi)粘Ｉ钪?，很少有一種或多種生物識別技術(shù)沒有以某種方式被測量和評估。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，才會使我們未來與機(jī)器的交互更加簡單和安全。

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