本文基于清華大學(xué)CPU中心的最新研究成果“腕表動脈認證”，討論了現(xiàn)有的身份認證模式是否真的是最優(yōu)解。

　　刷臉進火車站、按指紋打卡，這些身份認證技術(shù)已經(jīng)深入到我們的生活之中。或許我們會質(zhì)疑這些方法的隱私性，比如有段時間熱議的“為避免‘被’刷臉，一男子帶頭盔買房”;或許我們會關(guān)注認證的可靠性，比如蘋果3D結(jié)構(gòu)光認證與視頻人臉認證優(yōu)越性之爭。但是好像從未想過：現(xiàn)有的身份認證模式是否真的是最優(yōu)解呢?

　　本文基于清華大學(xué)CPU中心的最新研究成果“腕表動脈認證”，和各位討論一下這個問題。

　　一、現(xiàn)在是怎么進行身份認證的

　　當我們在火車站刷臉進站的時候，就完成了一次身份認證。用戶要通過閘機，就需要讓閘機確認當前用戶的身份，閘機確認用戶身份后，查閱自己的數(shù)據(jù)庫，看看當前用戶有沒有買票，然后決定讓不讓通過。

　　在這個過程中，用戶把“人臉”這個生物特征提交給閘機，閘機利用這個生物特征去判斷當前用戶的身份。

　　類似的，指紋、虹膜、聲紋等所有身份認證手段都是用戶把自己的“生物特征”提交給設(shè)備，設(shè)備進行認證，然后執(zhí)行“開鎖”“打卡”“支付”等服務(wù)。

　　現(xiàn)有所有的生物認證技術(shù)均采用這一模式：用戶提交生物特征->設(shè)備對比生物特征確認身份->根據(jù)身份認證結(jié)果提供對應(yīng)服務(wù)。

　　二、腕表動脈認證技術(shù)

　　清華大學(xué)CPU中心最新研究成果，腕表動脈認證技術(shù)，則提供了一種新的身份認證模式。

　　動脈信號就是常說的脈搏信號，這種信號是一種源自于心臟跳動，受到人體生理結(jié)構(gòu)所影響的信號。由于每個人的心臟跳動模式、動脈血管分布各不相同，因此每個人的動脈信號都是獨一無二的，這是動脈身份認證技術(shù)的理論基礎(chǔ)。

　　有小伙伴可能要問了，那之前為什么沒人用這種信號來做認證呢?原因就在于動脈信號不僅會受到人體靜態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，同樣會受到人的動態(tài)狀態(tài)的影響，例如運動、血壓、血管硬度等，我們稱之為動脈信號的“變異性”。這種“變異性”會導(dǎo)致利用普通的波形對比方法難以保證認證的準確性，因此動脈認證技術(shù)盡管很早就有論文提出，但是并未在真實場景中進行應(yīng)用。

　　清華CPU中心研究人員主要工作正集中于此，研究團隊針對動脈信號開發(fā)出了一套專門的信號優(yōu)化算法，有效解決大部分場景下動脈信號的“變異性”，從復(fù)雜的原始信號中提取出和人體的靜態(tài)結(jié)構(gòu)強相關(guān)的部分。這部分信息不那么容易被輕易改變，從而有效的解決了“變異性”對認證結(jié)果的影響，拓寬了動脈認證的時效性和準確性。此外研究團隊通過實驗采集大量用戶數(shù)據(jù)，訓(xùn)練出了能夠利用動脈信號來區(qū)分不同人的人工智能模型。

　　簡單來說，他們做了兩件事：1、去除了無關(guān)因素的影響，讓信號更穩(wěn)定，應(yīng)用范圍更廣;2、利用人工智能技術(shù)找到不同人動脈信號之間最本質(zhì)的區(qū)別，讓認證更準確。

　　進一步，他們把這項技術(shù)應(yīng)用到智能手表，于是有了“腕表動脈認證”。

　　三、優(yōu)點

　　腕表動脈身份認證技術(shù)有三個最大的優(yōu)勢：1、難以克隆;2、持續(xù)認證;3、無感認證。

　　難以克隆：動脈信號是一種身體內(nèi)部的信號，相比于“人臉”、“指紋”、“聲紋”、“虹膜”這些身體表面的特征更加難以被非法復(fù)制。

　　持續(xù)認證：采用腕表進行認證可以保證用戶在佩戴手表的同時，手表始終在后臺采集數(shù)據(jù)，并確認用戶的身份，持續(xù)不斷的對用戶身份進行監(jiān)測。

　　無感認證：利用腕表進行動脈認證不需要人進行“刷臉”、“按指紋”等配合動作，在認證的同時“該干啥還干啥”，不影響人的正常工作和生活。

　　腕表動脈認證技術(shù)憑借以上三個主要優(yōu)點，可以達到以下兩個效果：

　　1、腕表動脈認證極大的降低了“身份認證”的難度

　　以往身份認證都是由設(shè)備端來完成，當用戶通過閘機的時候，需要在閘機上安裝一個人臉識別設(shè)備，當用戶解鎖手機的時候，需要手機上安裝一個指紋傳感器，當用戶需要需要開啟門鎖的時候，門鎖上也需要安裝一個指紋傳感器。

　　而采用了腕表動脈認證，則“身份認證”這個任務(wù)由用戶端完成，也就是通過用戶佩戴的手表來進行認證，外部的閘機、門鎖、手機等設(shè)備只需要接收認證結(jié)果即可。

　　這種身份認證模式的第一個好處是極大的降低了身份認證的成本。具體來說，采用腕表動脈認證，可以讓以往需要進行身份認證的設(shè)備，例如閘機、打卡機、指紋門鎖等不再需要集成身份認證模塊。設(shè)備端只需要接收腕表發(fā)來的身份信息，然后根據(jù)身份信息提供相應(yīng)的服務(wù)。

　　第二個好處是讓以往不能或不方便進行身份認證的設(shè)備也可以輕松進行認證，例如機床、汽車、甚至冰箱、洗衣機、空調(diào)、燈具等能任何想到的電子設(shè)備。不論什么設(shè)備想識別用戶的身份，只需接收手表發(fā)來的身份信息即可。

　　2、腕表動脈認證為用戶打上了唯一而且可信的“身份標簽”

　　換個角度去想，腕表實質(zhì)上不再是一種“身份認證裝置”，而可以看做是每個人在互聯(lián)網(wǎng)或物聯(lián)網(wǎng)中的唯一而且可信的身份標簽，或者說代理人、通行證。當物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備看到了這個標簽，就可以確定是見到了用戶本人(因為如果非用戶本人佩戴手表，手表的身份認證無法通過，將不再對外提供身份信息)。從而實現(xiàn)了一種更加自然、便利的身份確認方式。

　　互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)存在的意義就是為人提供服務(wù)。在互聯(lián)網(wǎng)當中，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)“主動服務(wù)”，例如今日頭條、抖音等內(nèi)容類服務(wù)可以根據(jù)用戶喜好進行內(nèi)容推送，淘寶京東等購物類服務(wù)可以根據(jù)瀏覽記錄提供商品推送等。那物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備是不是也可以主動的來為人服務(wù)呢?

　　有了動脈認證腕表這個標簽，就可以實現(xiàn)這種主動服務(wù)。比如主人回到家，家里的空調(diào)、燈具、窗簾等智能設(shè)備可以自動識別身份，按照個人喜好進行主動服務(wù);智能汽車可以檢測到主人的身份，進行相應(yīng)的配置;工廠的機床、操作臺可以根據(jù)當前控制者的身份提供對應(yīng)的個性化配置等。

　　一旦物可以輕松的識別人，物就可以主動為人提供服務(wù)，人與物可以實現(xiàn)更加自然的交互。

　　四、應(yīng)用場景

　　物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域

　　智慧監(jiān)獄：犯人佩戴動脈認證手表，結(jié)合室內(nèi)定位技術(shù)，有效防止犯人越獄。

　　智慧物業(yè)：物業(yè)安保人員佩戴動脈認證手表，結(jié)合衛(wèi)星定位，巡邏軌跡一目了然，解決安保人員不按軌跡巡邏問題。

　　智慧工廠：關(guān)鍵崗位人員佩戴動脈認證手表，防止人員擅自離崗或找人頂替;結(jié)合室內(nèi)定位實現(xiàn)危險區(qū)域電子圍欄。

　　智慧門禁：自動檢測用戶權(quán)限，用戶接近門鎖自動開鎖，防止其他人拿合法用戶的門禁卡通行。

　　智能門鎖：腕表認證代替指紋、人臉;動脈信號不可克隆特性提高門鎖安全性。腕表認證代替密碼、門禁卡，解決密碼或門禁卡被盜用的風險。

　　智能家居：智能設(shè)備自動檢測人員身份，提供面向單個用戶的個性化服務(wù)。

　　關(guān)鍵人員行為監(jiān)測：軍隊、政府中攜帶機密信息或執(zhí)行重要任務(wù)的人員佩戴腕表可實現(xiàn)行為軌跡實時監(jiān)測，且保證身份信息真實有效。

　　關(guān)鍵區(qū)域人員監(jiān)測：核電站、軍事基地等重點區(qū)域內(nèi)人員或訪客佩戴動脈認手表，對人員行為軌跡實時檢測，且能夠保證一定是本人的行為軌跡。

　　教育領(lǐng)域：考生身份識別，佩戴腕表參加考試，持續(xù)檢測人員身份，有效防止替考行為。

　　互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域

　　移動支付：腕表作為支付憑證，隨時隨地在互聯(lián)網(wǎng)或物聯(lián)網(wǎng)(例如無人超市)中進行支付，無需二次認證。

　　賬號登錄：與手機配合，可隨時隨地登陸任何賬戶，無需再次進行身份認證。

　　實名認證：在網(wǎng)絡(luò)中的任何時刻、任何行為都是實名的。

　　五、總結(jié)

　　回到我們最開始的問題：現(xiàn)在的身份認證模式真的是最優(yōu)嗎?我認為并不是。

　　看過三體的同學(xué)可能還記得這樣一個片段：當主角羅輯冬眠了一百多年醒來后，大街上的廣告牌、井蓋、汽車，餐廳的機器人服務(wù)員、甚至家里的沙發(fā)全都認識他，自動根據(jù)他的喜好進行服務(wù)。消費也不再需要付款，全都由后臺自動實現(xiàn)。后來才知道，在未來，每個人的手臂上都植入了一塊芯片，物理世界中的所有東西都可以自動遠程識別這塊芯片，并且為人提供服務(wù)。

　　這些片段雖然來自于科幻小說，但是我認為這就是人與物理世界的最佳模式，人和物理世界的交互本就應(yīng)該這么自然。人類研究開發(fā)出眾多的智能設(shè)備，本身就是為我們進行服務(wù)的，他們本就該認識我們。我走到一扇門前，門就該自動為我打開;我走到一個房間，燈和空調(diào)就該根據(jù)我的喜好自動調(diào)節(jié)好;我來到車旁，車就應(yīng)該自動調(diào)節(jié)好座椅、空調(diào)等。

　　動脈認證腕表就是小說中的“芯片”，甚至要比植入手臂的芯片更加安全，因為芯片離開人體后依然有效，而腕表動脈認證能夠真正實現(xiàn)“離開機主立即失效”。

　　總而言之，腕表動脈認證不僅是一種新的身份認證技術(shù)，更是一種新的身份認證模式。腕表動脈認證技術(shù)帶來了一種更加自然、和諧的身份認證方式，是最適合物聯(lián)網(wǎng)時代的身份認證技術(shù)。

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