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，還有一個人獨特的"心紋"，一個人的氣味，說話時臉、喉嚨或胸部的細微皮膚振動，甚至是臀部的形狀。所有這些都已經(jīng)變成了概念驗證生物特征安全系統(tǒng)，可以確認用戶的身份。

不斷升級的生物識別技術(shù)總會給人以驚喜

據(jù)媒體報道，紐約州立大學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，但實際上卻是出奇的實用。他們的新型生物識別工具稱為EarEcho，利用聲波根據(jù)耳道的獨特幾何形狀識別用戶。這些信息對于一個想要欺騙別人的人來說，要獲得這些信息將非常困難。

該團隊購買了一對現(xiàn)成的耳塞，然后對其進行了一些修改。在耳塞中增加一個面對佩戴者耳道的麥克風。也就是利用無線耳塞聲波的方式解鎖手機，其中使用聲波來識別耳道的獨特幾何形狀，判斷你要做出的動作，這一論文刊登在 9 月 19 日的美國計算機學會(ACM)期刊上。值得一提的是，該期刊由計算機協(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)實生活當中。

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)團隊團隊使用現(xiàn)成的產(chǎn)品制造原型，包括一對入耳式耳機和一個小型麥克風，做出一個 EarEcho 樣本產(chǎn)品。接著，團隊開發(fā)了聲學信號處理技術(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。

當聲音傳播到人的耳朵時，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)生可由麥克風錄制的獨特聲音傳輸。而麥克風收集的信息由耳塞的藍牙連接發(fā)送到智能手機進行分析。在聲學信號預處理之后，基于傳遞函數(shù)的特征被饋送到 SVM 分類器中，以進行身份驗證。

事實證明，EarEcho設備的原型也具有驚人的敏感性，能夠以高達95%的準確度識別用戶。測試中顯示了這一點，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。該演示設備能夠在一秒鐘內(nèi)以95%的準確度識別用戶，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解鎖。盡管蘋果的Face ID之類的系統(tǒng)運行良好，但是想象一下，如果你的智能手機在你只需戴上耳機就能知道你是誰，是不是很棒?尤其是對藍牙耳機的發(fā)燒友來說，簡直完美。此外，它還可以進行不斷的重新驗證。這意味著每次你從口袋里拿出手機時都無需解鎖。

另一種情況可能是基于遠程電話的身份驗證，如果你要與某人進行私密通話，要絕對確保就是那個人。在Deepfake音頻世界中，這可能變得更加重要，因為實時模擬一個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：

第一個就是實時拿起使用，麥克風和耳機喇叭是無線耳機設計的兩個基本組件，外形小巧，成本低，也可輕松帶走。第二個就是用戶友好度，EarEcho 不需要主動驗證操作，它能夠在用戶佩戴耳機時自動處理認證請求。

第三個優(yōu)勢就是不引人注意，指紋和基于面部移動認證的主要問題之一，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)收集和認證過程以更加不引人注意的方式進行，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，隨著下一次的認證而更新另一個信息識別。

最后一個優(yōu)勢就是可靠性，隨時間的穩(wěn)定性和堅固性，這一新技術(shù)可以應對不同背景的噪聲，身體運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。弄清何時使用這些工具，并通過使用幾個工具將安全性提高一倍甚至兩倍，才會使我們未來與機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行精確辨認的單位會有一天詢問你是否要提交有關內(nèi)耳形狀的信息。