科幻感十足的解鎖方式：腦電波解鎖來(lái)了

什么能作為密碼？從簡(jiǎn)單的8位字符開(kāi)始，到觸摸屏幕的指紋識(shí)別，再到炫酷的虹膜識(shí)別，這些手段都可以告訴設(shè)備我是誰(shuí)。但是在萬(wàn)物相連的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）時(shí)代，種類繁多的可穿戴設(shè)備收集了我們各類信息，而鍵盤(pán)和觸摸屏幕已經(jīng)不再是必需品，那么如何讓設(shè)備「辨別」我們的身份，保護(hù)我們的隱私安全？這些年，科學(xué)家們?cè)谝恢睂ふ易R(shí)別身份的新方式，其中一些科學(xué)家已經(jīng)追溯到了源頭–利用我們的大腦來(lái)告訴我是誰(shuí)。 說(shuō)起來(lái)，還有什么比的思維方式更能證明你是誰(shuí)嗎？當(dāng)我們進(jìn)行一些思維活動(dòng)的時(shí)候，比如想象一個(gè)圖形或者在腦中哼一首歌的時(shí)候，我們的大腦會(huì)產(chǎn)生獨(dú)特的神經(jīng)元電信號(hào)。這些神經(jīng)元電信號(hào)是的，就算讓10億人在心中哼同一首歌，也找不出一模一樣的腦電波模式。所以說(shuō)，利用腦電波作為新的生物識(shí)別方式是高度安全的。然而想要達(dá)到這種科幻感十足的解鎖方式，我們需要借助腦電圖（electroencephalograph，EEG）技術(shù)。
今年4月份，位于紐約的賓漢姆頓大學(xué)（Binghamton University）心理學(xué)家和工程師稱他們利用大腦腦電圖的作為一種生物特征識(shí)別已經(jīng)到達(dá)一個(gè)里程碑–其準(zhǔn)確率已經(jīng)高達(dá)。

附有30塊電極的電極帽
賓漢姆頓大學(xué)心理學(xué)副教授Sarah Laszlo和電子工程教授Zhanpeng Jin主導(dǎo)這項(xiàng)研究。在實(shí)驗(yàn)中，研究對(duì)象會(huì)戴著一個(gè)分布了30塊電極的帽子，這些電極連接了高質(zhì)量、用于科學(xué)研究的EEG設(shè)備。頭戴電極帽的50名研究對(duì)象會(huì)觀看電腦屏幕出現(xiàn)的500張圖片，每張圖片顯示時(shí)間為1秒。這些圖片會(huì)刺激研究對(duì)象在頭部產(chǎn)生一個(gè)電壓改變，而這個(gè)被稱為「事件相關(guān)電位」（event-related potential， ERP）。就算看同一張圖片，不同的人會(huì)產(chǎn)生不用的ERP。因此，Laszlo假設(shè)只要刺激大腦產(chǎn)生足夠多的ERP，就可以準(zhǔn)確的區(qū)分不同人的身份。與電極帽連接的EEG設(shè)備會(huì)將收集到的腦電圖信息傳送到叫做分類器（classifier）的軟件，然后這款軟件就可以判定你是誰(shuí)了。
后來(lái)Laszlo發(fā)現(xiàn)，僅僅需要3塊電極、27張圖片就可以讓身份識(shí)別的準(zhǔn)確率達(dá)到。這是一個(gè)很大的跨越，這意味著大腦作為一種新的生物識(shí)別技術(shù)是高度安全的」 Laszlo說(shuō)。

駭客就是利用這張圖片來(lái)克隆了德國(guó)國(guó)防部長(zhǎng)烏爾蘇拉·馮·德萊恩的指紋
高度安全這可不是瞎吹的。在目前，如果你指紋識(shí)別的相關(guān)數(shù)據(jù)被偷竊了，那么你可以重置你的指紋識(shí)別。但如果你指紋本身被偷竊了，那么你再重置指紋識(shí)別也不管用了。2014年，有駭客僅僅根據(jù)某次公共活動(dòng)上拍攝的手部高清圖片，就克隆了德國(guó)國(guó)防部長(zhǎng)烏爾蘇拉·馮·德萊恩的指紋。但是利用大腦腦電波作為生物識(shí)別的好處就是大腦是根據(jù)特定圖片產(chǎn)生的序列反應(yīng)，如果一張圖片的腦電圖被「黑」掉了，你大可再換一張圖片或者重新排序制作新的生物密碼。駭客根據(jù)高清圖片可以克隆你的指紋，但是他總不能克隆你的大腦思維。
雖然Laszlo的研究準(zhǔn)確率可以達(dá)到，但是這項(xiàng)研究的成果離實(shí)用還遠(yuǎn)著呢，畢竟很少有人愿意戴看起來(lái)相當(dāng)傻的電極帽。今年7月份，研究者發(fā)明出一種入耳式的腦電波傳感器，用于控制電腦或者檢測(cè)睡眠，但這項(xiàng)傳感器并沒(méi)有用于身份識(shí)別。

John Chuang

耳機(jī)+身份識(shí)別，這兩者的結(jié)合會(huì)誕生新的密碼識(shí)別嗎？而這個(gè)想法，激發(fā)了加州大學(xué)伯克利分校的教授John Chuang和他的同事開(kāi)發(fā)入耳式式EEG設(shè)備的靈感。他們把原來(lái)一款面對(duì)消費(fèi)者、叫做NeuroSky Mindwave的頭戴式EEG設(shè)備給拆分了，把本應(yīng)該放在前額上的電極取出來(lái)設(shè)計(jì)為入耳式，然后他們測(cè)試這款改裝后的耳機(jī)到底能不能可靠地讀取腦電波。
測(cè)試結(jié)果是驚人的，12名志愿者分別進(jìn)行了5項(xiàng)心理活動(dòng)，這款耳機(jī)正確識(shí)別他們身份的準(zhǔn)確度為72%~80%。雖然準(zhǔn)確率不及Laszlo的研究，但是Chuang的實(shí)驗(yàn)意味著整合在耳機(jī)內(nèi)的單電極可以用作身份識(shí)別的一種方法，并且全程操作沒(méi)有用到雙手。如果將NeuroSky的電極放置在原本設(shè)計(jì)的地方–前額，那么識(shí)別身份的準(zhǔn)確率高達(dá)99%。Chuang說(shuō)關(guān)鍵之處就在于要把電極放置在合適的位置，或者更恰當(dāng)?shù)匕惭b在耳朵上。雖然想要在日常生活中大規(guī)模地利用這項(xiàng)技術(shù)還有很多工作要做chuang說(shuō) ，但是至少我們明白了這個(gè)領(lǐng)域我們可以繼續(xù)探索。
然而，相對(duì)于指紋識(shí)別、虹膜識(shí)別，腦電波識(shí)別面臨著一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)–當(dāng)穿戴者的生理和心理狀態(tài)改變后，如何保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。你可以哼你哼上一千次同樣的曲調(diào)，但壓力、情緒、酒精、咖啡因、藥物和心理疲勞都可以改變所你產(chǎn)生的電信號(hào)。為此，Chuang特意做了一次測(cè)試，結(jié)果表明 ：經(jīng)過(guò)一分鐘的開(kāi)合跳后，大腦產(chǎn)生的電信號(hào)需要大約60秒的時(shí)間才能恢復(fù)到正常狀態(tài)。運(yùn)動(dòng)后大腦產(chǎn)生的電信號(hào)和平常狀態(tài)完全不同，Chuang說(shuō)，如果你想在運(yùn)動(dòng)完之后立馬腦電波識(shí)別身份，你很難做到。
諷刺的是，想要利用腦電波保護(hù)隱私安全，而這種方法恰恰會(huì)泄露你藏得深的秘密。
大腦產(chǎn)生的電信號(hào)是非常復(fù)雜的、其中夾雜著不少個(gè)人信息，包括一個(gè)人的情緒狀態(tài)、學(xué)習(xí)能力，還有個(gè)人性格。伴隨著頭戴式EEG設(shè)備逐漸變得便宜、更加普遍，這種技術(shù)不僅能被用來(lái)身份識(shí)別，還可以用來(lái)玩游戲、監(jiān)控情緒等等。在這個(gè)領(lǐng)域，出現(xiàn)了越來(lái)越多的APP，但是存在個(gè)人隱私泄露的問(wèn)題。
「如果你使用了這些APP，你不知道這些APP從你的大腦讀取哪些信息，也不知道APP的開(kāi)發(fā)者準(zhǔn)備用這些信息做什么，但是你必須知道他們即將擁有大量的信息?！?Abdul Serwadda說(shuō)，他是德克薩斯理工大學(xué)的網(wǎng)絡(luò)安全研究員。
Serwadda和研究生Richard Matovu想要確認(rèn)EGG設(shè)備收集的腦電波信息會(huì)不會(huì)包含敏感的私人信息。為此他們從一個(gè)老舊的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)里找了兩組酗酒者和非酗酒者的腦電波掃描數(shù)據(jù)。然后在雙盲測(cè)試中，基于機(jī)器學(xué)習(xí)的分類器（classifier）嘗試?yán)媚X電波的數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別酗酒者的大腦模式。結(jié)果是，機(jī)器學(xué)習(xí)識(shí)別的酗酒者的準(zhǔn)確率為25%，這意味著25%的人的隱私被泄露了。
對(duì)此我們并不吃驚，因?yàn)槲覀冎滥X電波本身蘊(yùn)含著非常多的信息。 Serwadda說(shuō)?！傅沁@很瘋狂。一旦可穿戴大腦識(shí)別技術(shù)成為主流，那么可以從中得到非常多的信息。
這種信息科不僅僅局限于酗酒。惡意的第三方可以挖掘大腦數(shù)據(jù)推測(cè)你大腦的學(xué)習(xí)障礙，精神疾病，更多?！赶胂笠幌?，如果有人把這些事情公開(kāi)，保險(xiǎn)公司也接觸到這類信息，他補(bǔ)充說(shuō)，這將是可怕的。
更糟糕的是，目前研究者還沒(méi)有辦法保護(hù)這類信息。Serwadda希望其他研究者團(tuán)隊(duì)在優(yōu)化此類系統(tǒng)的時(shí)候，可以不僅僅把準(zhǔn)確度，還要把隱私考慮在內(nèi)。我們必須為腦電波融入日常生活之前做準(zhǔn)備Serwadda說(shuō)。
AirPods：哼，說(shuō)了這么多終于有人懂得我價(jià)值了，以后home鍵取消了你們說(shuō)不定都得靠我解鎖手機(jī)啊喂……