告別密碼、指紋和虹膜,用腦電波認證的時代要來了嗎?

「打造這款耳機時,只用到了消費級監測設備,售價只有 100 美元左右,初步測試結果居然出奇的準確,12 位志願者其準確率高達 72%-80%;如果改回傳統前額放置法, 準確率更高達99% 以上。」
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本文來自 合作媒體雷鋒網 ,INSIDE 授權轉載

密碼、指紋和虹膜都是現有身份識別系統的中流砥柱,透過它們,我們才能登入設備,或進入安全保護嚴密的區域。不過如果取消了觸碰螢幕和鍵盤,與其搭配的身份驗證方式也要跟著一起更換。這特殊需求也讓工程師們開始向更高級的識別系統前進,它們將新系統的認證方式換成了人的大腦。

當我們的大腦動起來時,無論是在腦海中勾勒形狀還是輕聲哼唱,都會在大腦中產生獨特的神經電訊號。無數人可能都會哼唱同一首熱門歌曲,然而,這其中產生的腦波絕不會完全重合。

接上非侵入性電極後,我們就能用腦電波機記錄人的腦波波動,而這一波動曲線未來就可成為新的密碼或生物識別的特徵。事實上,研究人員專門為它起了個「passthoughts」的學名 。

腦波識別,由來已久

其實十年前研究人員就有這種想法了,有些人還開發出了原型機,其識別準確率更是達到了 100% 。不過,這些儀器都需要將電極不偏不倚的接在人的額頭上,操作性實在太差了。

此外,研發人員還打造出了入耳式腦電波感應器,它可以讀出人的腦電波,不過這個小玩意主要是為了實驗隔空控制電腦和睡眠監測。至於上面提到的「passthoughts」解鎖,這些研發人員可從來沒有涉及到。

John Chuang 和他的同事來自加州大學柏克萊分校,他們將上面提到的兩個概念進行了有機結合,打造了一款可執行腦波識別功能的耳機。上個月,Chuang 在奧蘭多的醫學與生物社會工程會議上展示了這個概念。

終極 ID 保護器

Chuang 的團隊打造這款產品時,只用到一款消費級的單電極腦電波監測頭戴設備,售價只有 100 美元左右。這款名為 NeuroSky Mindwave 的設備監測腦電波時需要將電極放在前額,不過 Chuang 的團隊將其移到了耳朵上,隨後他們通過一系列測試檢驗了它讀取腦波的可靠性。

初步測試結果顯示,這款經過了改造的設備居然出奇的準確。12 位志願者進行了兩輪測試,每輪五次,結果顯示其準確率達到了 72%-80%。未來只需開發更加完整,這種單電極的耳機設備就能成為終極的個人 ID 保護器,整個識別過程根本無需雙手參與。

Chuang 的團隊在腦波識別上經驗非常豐富,此前未對 NeuroSky Mindwave 進行改造前,就利用傳統的前額放置點擊方法實現了 99% 以上的識別準確率,因此他們對這種方式信心滿滿。Chuang 表示,將電極換到耳朵上以後,最重要的就是找到佩戴的最優位置,這也是他們團隊下一步的核心工作。

「想要讓這款產品進入大眾市場,我們還有許多工作要做。」Chuang 說到。「不過至少我們已經找到了努力方向,這項技術也值得我們投入。」

腦波也有「小情緒」

另一個重要挑戰是如何在佩戴者心理和生理狀態發生變化時保證識別準確度。一首歌能哼唱千次,但壓力、心情、酒精、咖啡因、藥物和精神狀態都會影響大腦的電波訊號。

Chuang 和自己 16 歲的兒子在研究測試中發現了這一問題,於是這對父子又找來了十位志願者做測試。他們讓志願者在健身前後分別接受兩次測試,發現劇烈運動後人的腦波最多只要一分鐘就能恢復到正常狀態。

「劇烈運動後馬上進行測試,腦波訊號確實會產生誤差,」Chuang 說到。「所以這種情況暫時無解。」

雖然技術已經先進到可以通過腦波解鎖了,但 8 位數的密碼依然必不可少。「密碼永 遠 不會消失,」Chuang 說。畢竟對電腦和手機來說,直接用鍵盤打字和滑動螢幕可比腦波識別要簡單的多。

不過,一旦使用情境轉換到智慧穿戴設備,我們的手指就不那麼靈活了。「對於不同的設備,我們要找出最自然的識別與解鎖方式,對智能穿戴設備來說,腦波就最為合適。」Chuang 說。


【一圖看懂】民生基礎建設的資安防禦為何重中之重?ACW SOUTH 沙崙基地打造天然氣、石化、變電所三大測試場域為大眾保駕護航

這幾年的新冠疫情、俄烏戰事奪走許多寶貴生命,讓網路流行一句「你的歲月靜好,是有人為你負重前行。」當我們能夠安居樂業過著恬靜生活,其實是仰賴一群人在社會各個角落堅守崗位,多數人才能享受無虞的生活及安全的家園。
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Photo Credit:TNL Brand Studio
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我們在食衣住行許多方面皆與水、電、天然氣等資源息息相關,在高度數位化的現代,臺灣在面對這些資源的基礎建設時,網路安全的防禦為何比其他國家更需謹慎面對?這件事可以從俄烏戰爭獲得啟發。

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從俄烏戰爭居安思危,臺灣每月面臨 4000 萬次的網路攻擊

有人說如果有一天真的發生第三次世界大戰,那一定會發生在網路上。從近期的俄烏戰爭來看,除了使用傳統槍砲坦克,更值得注意的是雙方都派出大量 IT 駭客,攻擊對方的油水電重要基礎建設的伺服器、通訊設施,企圖阻斷即時資訊,藉此癱瘓敵方的民生設備運作。

事實上,一般駭客不會主動攻擊一個國家的基礎建設,大多是鎖定企業等級為目標,像是美國燃油管線營運公司,受到來自東歐的勒索病毒攻擊,被迫暫停營運同時還要支付新台幣 1 億 4,000 萬元的贖金,造成當地民眾恐慌,發生一波搶購燃油熱潮。

而臺灣因為政治戰略的因素,外部駭客總是虎視眈眈,想要癱瘓我國的民生關鍵基礎設施。過去幾年間臺灣每月平均受到 2,000 萬到 4,000 萬次外來攻擊,甚至懷疑一起大型惡意軟體攻擊,幕後的駭客是有國家力量在撐腰。

臺灣民生建設資安防禦迫在眉睫,ACW SOUTH 沙崙基地扮演關鍵角色

身為島國的臺灣,電力、石油、天然氣及水利等資源設備,是供應國內經濟發展及民生需求的重要資產。面對各項能源設備資安的防護,我國經濟部長王美花過去就曾公開表示,「油電水等關鍵設施假使被破壞,後果不堪設想,所以資安是重要基本功,一定要發展做好防護措施。

身為國內首屈一指的「ACW SOUTH 沙崙資安服務基地」(以下簡稱 ACW SOUTH 資安基地),承接起重責大任,提供資安實驗場域,模擬攻防演訓及產品驗測服務;也會邀請資安服務廠商與工控營運業者到沙崙場域,進行實作的技術交流。

ACW SOUTH 資安基地計畫團隊表示,「透過資安服務商與工控營運業者的交流分享,有助促進產業對於工控資安了解與場域運用;同時我們也會辦理工控資安等相關課程、研討會及交流會,鏈結資安與工控業者幫助雙方有更深入的技術合作。」

目前 ACW SOUTH 資安基地的「關鍵基礎設施工控場域」主要有「石化/化工、天然氣及變電所」三套系統,模擬五套攻擊劇本,協助相關基礎設備的管理者,在受到攻擊當下知道該如何反應,及早因應強化資安防禦實力。萬一遭遇偽造工作站監看數據、偽造命令操控電磁閥和空壓機、電驛傳輸通訊中斷等攻擊事件,就能立刻啟動應變流程。

走訪 ACW SOUTH 資安基地關鍵基礎設施,了解三大測試場域功能有多強

場域一、石化基礎設施
2020 年臺灣兩大石化公司接連傳出資安攻擊事件,部分資訊系統感染勒索軟體病毒,造成加油站的支付系統停擺,導致消費者付款機制受到影響。

ACW SOUTH 資安基地提供的化工模擬製程實體運作機櫃,是全台首座「石化/化工製程水位控制平台」,模擬情境為一般化工反應槽連續式循環水流水位控制,以水為循環流體模擬,可提供研究測試與訓練使用、自主開發攻防情境。來現場測試的業者,可透過視覺式監控介面與 DCS 收集現場監測儀表的即時資訊,做到收集完整數據紀錄及警報,具體測試資安防護設備與解決方案。

場域二、天然氣基礎設施
美國一家天然氣壓縮公司曾經受到勒索軟體攻擊,駭客透過魚叉式網釣攻擊入侵 IT 網路,再找機會滲透到 OT 網路,並在這兩個網路部署勒索軟體,導致人機介面、伺服器完全失能,公司業務被迫停擺兩天。

ACW SOUTH 資安基地的儲槽氣體壓力監控系統,模擬情境為天然氣廠氣體儲槽壓力,使用空壓機模擬天然氣體,當氣體壓力高於或低於警報值時,系統畫面警示工作站主機,並同時記錄數據變化、警報和事件。

場域三、變電所基礎設施
2021 年台電董事長說台電遭駭客攻擊幾乎每天發生;俄烏戰爭過程,俄羅斯駭客也曾嘗試對烏克蘭發電廠下手,利用資料破壞軟體發動攻擊,藉此癱瘓高壓變電所,讓烏克蘭當地無電可用。

電力系統無論在發電、輸電及配電的任一部分發生故障,都有可能影響整個供電系統異常,因此保護電驛的作用就在及早隔離故障,避免影響到後續的相關設備。ACW SOUTH 資安基地的保護電驛監控系統採用 IEC61850 標準來進行網路通訊,可用來監視、記錄電驛突發事件,藉此模擬變電所遭受攻擊的危機處理。

要讓臺灣關鍵基礎設施免於駭客襲擊,可說是天方夜譚,但我們能做的是提升資安、強化防禦韌性,更有餘裕時間來防禦或補救攻擊。ACW SOUTH 資安基地的關鍵基礎設施,目前打造了三大測試場域,擁有可實際演練的攻防腳本,並進行資安產品的驗測。

ACW SOUTH 資安基地深知臺灣以製造業起家,尤其近年半導體領域成為舉世聞名的護國神山;另外因應全球淨零碳排議題,綠能也是前景可期的重要產業。因此在 ACW SOUTH 資安基地除了有關鍵基礎設施,還設計智慧製造、智慧綠能、半導體及物聯網等主題,可為相關業者做攻防演訓及產品驗測,有助提升我國整體資安防禦力。

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