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“把科學(xué)帶回家”所有

撰文 Skin

自從需要戴上口罩出門后，你是不是也覺(jué)得手機(jī)上原本的面容識(shí)別不好用了？

在科技發(fā)展的近十幾年來(lái)，我們已經(jīng)經(jīng)歷了手機(jī)解鎖方式的不斷更新。從密碼再到圖形，然后再到指紋解鎖和面容識(shí)別。不過(guò)，自從戴上口罩之后，大家似乎又回歸了最傳統(tǒng)的密碼解鎖。

戴上口罩之后，原本的面容識(shí)別不好用了。| Pixabay

那有沒(méi)有既方便又安全的解鎖手機(jī)新方法??！科學(xué)家告訴你，還真的有，不過(guò)看著……好像都有點(diǎn)離譜。

近期，日本九州大學(xué)和東京大學(xué)的研究者們就提供了一種解鎖手機(jī)的新方法——吹一口氣。

手機(jī)也能聞到你的口氣。| Giphy

也許很多人對(duì)“電子鼻”都并不陌生，利用嗅覺(jué)傳感器系統(tǒng)，電子鼻可以解析空氣中的種種味道，并準(zhǔn)確識(shí)別出氣味的成分。在一些食品行業(yè)，電子鼻就可以用來(lái)探測(cè)用了哪些食品，味道是不是合格。

不過(guò)，就算能夠聞到氣味，手機(jī)要怎么識(shí)別是“我本人”呢？畢竟不管是指紋還是面容，看起來(lái)都是獨(dú)一無(wú)二的。但我們的口氣，難道也是獨(dú)一無(wú)二的嗎？

我們每個(gè)人的口氣似乎也是獨(dú)一無(wú)二的。| Flickr

我們呼出來(lái)的口氣成分十分復(fù)雜，而且如果吃了東西，口氣也會(huì)隨之變化。不過(guò)，就算是這樣，我們每個(gè)人的口氣還是會(huì)帶有一些獨(dú)特的化學(xué)成分。有研究就表明，我們呼出來(lái)的空氣也許能用來(lái)識(shí)別一些疾病，比如糖尿病等。

因此在這項(xiàng)研究中，人們從中找出了28種化合物，用來(lái)作為“口氣識(shí)別”的工具。他們使用一種16通道氣味傳感器，每個(gè)通道分別能識(shí)別幾種氣味，就能通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)分析每個(gè)人口氣中的化學(xué)成分。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這個(gè)傳感器的確有點(diǎn)效果。共20個(gè)不同地方和不同年齡的人進(jìn)行了吹氣識(shí)別，結(jié)果準(zhǔn)確率達(dá)到了97.8%。

不過(guò)，這些人在測(cè)試前6小時(shí)都沒(méi)有吃飯。20人的樣本量也太小，雖然氣味識(shí)別是很有可能的，但如今的技術(shù)還并不成熟。也許在我們吃完了螺螄粉這類重口味的食物后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)怎么也“吹”不開(kāi)自己的手機(jī)了。

吃了重口味食物后，手機(jī)還能識(shí)別出來(lái)嗎？| Pixabay

吹氣解鎖手機(jī)還不是最離譜的。在生物特征認(rèn)證領(lǐng)域，還有許多奇奇怪怪的方法能證明“我們是獨(dú)一無(wú)二的”。除了常見(jiàn)的指紋、虹膜、DNA識(shí)別外，你還可以通過(guò)以下方法花式解鎖：

比如抬起你的手，或者給手機(jī)看看你耳道的形狀，再或者通過(guò)手指的靜脈、走路的姿勢(shì)，甚至打字的頻率……

手的獨(dú)特形狀也可以用來(lái)生物識(shí)別。| Pixabay

我們每個(gè)人都擁有各類獨(dú)特的生物特征。比如手的形狀，手機(jī)可以通過(guò)錄入你的手指長(zhǎng)度和寬度，關(guān)節(jié)之間的距離等等信息，來(lái)識(shí)別是不是你本人。而當(dāng)我們做出各種表情的時(shí)候，耳道的形狀也會(huì)隨之發(fā)生變化。科學(xué)家讓人們戴上一種特制“耳機(jī)”，只要你對(duì)著屏幕變換表情，就可以通過(guò)耳道的變化來(lái)認(rèn)人。

不過(guò)，這些方法真的靠譜嗎？無(wú)論是何種生物識(shí)別的手段，都是通過(guò)物理方法來(lái)識(shí)別的，難免會(huì)有缺陷。氣味識(shí)別會(huì)受到食物或疾病的影響，手和耳道的形狀也有可能受傷。有時(shí)我們僅僅是戴上眼鏡，面容識(shí)別也會(huì)忽然“不認(rèn)識(shí)”我們了。

戴上眼鏡之后，手機(jī)忽然不認(rèn)人了。| Flickr

就連我們?cè)?jīng)用過(guò)的指紋識(shí)別，也是因?yàn)橛兄艽蟮陌踩[患而被漸漸淘汰的。

早在2017年，一些研究者就實(shí)現(xiàn)了可以解鎖任何手機(jī)的“萬(wàn)能指紋”。雖然我們每個(gè)人都有著獨(dú)特的指紋，但無(wú)論有多“聰明”，手機(jī)上的指紋識(shí)別器卻還是有缺陷。因?yàn)槭謾C(jī)解鎖指紋的按鍵一般都很小，而且還能存下好幾個(gè)人的手指。

只需要通過(guò)學(xué)習(xí)大量指紋并匹配，就能生成“萬(wàn)能指紋”，破解成功率甚至達(dá)到76%。如果你一次性存了好幾根手指，那能匹配到的可能性就更大了。

真實(shí)的指紋（左）和“萬(wàn)能指紋”（右）。| 參考資料<3>

更不要提那些“不太聰明”的指紋識(shí)別器，用紙或者橘子皮有時(shí)都能解開(kāi)手機(jī)。

而在公共場(chǎng)合留下自己的指紋，其實(shí)也就留下了安全隱患。就有研究者通過(guò)收集殘留指紋，再3D雕刻出一個(gè)“假指紋”，就能用殘留的痕跡解鎖手機(jī)和其他安全系統(tǒng)。

手機(jī)的指紋識(shí)別器非常小。| Pixabay

總而言之，保護(hù)個(gè)人信息安全十分重要。一旦手機(jī)被破解，個(gè)人隱私也會(huì)失去保護(hù)。就算科學(xué)家們正在通過(guò)花式的解鎖辦法努力尋找更加安全的“密碼”，我們也要用更多的安全措施來(lái)保護(hù)自己。

更不要提戴著口罩的面容識(shí)別了。

封面來(lái)源：Flickr

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參考資料：

<1> Jirayupat, Chaiyanut, et al. "Breath odor-based individual authentication by an artificial olfactory sensor system and machine learning."Chemical Communications (2022).

<2> https://scienceblog.com/531548/forget-finger-scans-breath-may-be-your-best-id/

<3> Bontrager, Philip, et al. "Deepmasterprints: Generating masterprints for dictionary attacks via latent variable evolution."2018 IEEE 9th International Conference on Biometrics Theory, Applications and Systems (BTAS). IEEE, 2018.

<4> Amesaka, Takashi, Hiroki Watanabe, and Masanori Sugimoto. "Facial expression recognition using ear canal transfer function."Proceedings of the 23rd International Symposium on Wearable Computers. 2019.

<5> Kumar, Ajay, and Yingbo Zhou. "Human identification using finger images."IEEE Transactions on image processing 21.4 (2011): 2228-2244.

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