随着科技水平的日益发达，在现实生活的许多场景中，我们都可以体验到刷脸或刷指纹的技术。
例如，在我们日常解锁手机或电脑时，亦或是当我们在超市或商店进行电子支付时，这是因为每个人的指纹和脸部特征都是不完全相同的，所以这两种方式都具有很高的安全性。
那么，还有没有其他的方式来帮助我们给手机解锁呢？
在2017年于美国召开的第23届ACM国际移动计算和网络会议上，几位来自美国布法罗大学的科学家共同提出了一个新概念，那就是，或许可以使用心脏来识别出人的生物特征，从而将其应用到手机解锁上，因为每个人的心脏也是独一无二的！
据悉，该研究的全名为《Cardiac Scan: A Non-Contact and Continuous Heart-Based User Authentication System》，中文译名为《心脏扫描：一种基于心脏的非接触连续用户认证系统》。
身份验证的重要性
身份验证在人们的日常生活中十分重要，而连续身份认证系统可以通过在设备使用期间连续验证用户的身份来改进易受攻击的程序。
最终，它可以保证系统是由最初被授权登录系统的同一用户操作，例如，它可以防止黑客在用户离开时合法访问系统。
近年来，政府和私营企业对用户身份认证的要求越来越高，但是，传统加密机制存在许多弱点，如：黑客攻击、密码窃取等，同时，用户们也会粗心大意地导致其身份验证凭证的泄露。
例如，仅2014年，就有超过10亿条个人记录被非法访问，这其中包括但不限于健康、财务、电子邮件和家庭住址数据，以及其他个人信息，如社会安全号码（Social Security Numbers）。
心脏扫描的原理
基于以上现象，研究人员提出了一种基于非接触式心脏运动传感的连续用户认证方案，即：心脏扫描，下图表示了这种心脏扫描方案的工作模式。
具体而言，在进行身份认证之前，用户的凭证会存储在数据库中，当新的心脏运动数据被传入之后，将与存储的凭证相匹配，以决定访问请求是来自授权用户还是来自黑客。
在本研究中，科学家们完成了以下几个重要工作：
1）开发一种智能直流耦合连续波（CW）的多普勒雷达传感器（Doppler radar），以连续从远处捕获高分辨率的心脏运动信息；
2）根据心脏的几何特征识别心脏运动的基准描述信息；
3）进行密集评估以验证其性能，并检查其安全性以防止重播攻击。
设备的模拟实验与实际应用
如下图所示，研究人员对78名受试者进行了初步研究，结果发现，心脏扫描达到了98.61%的平衡准确率（BAC）和4.42%的等错误率（EER）。
因此，所有结果都证明，心脏扫描是一个安全和可靠的连续身份认证系统。此外，心脏扫描还可以很方便地与现有的用户验证技术进行结合，例如，个人识别号（PIN）、指纹、虹膜扫描和面部等。
对该设备的最简单实际应用如下图所示，当有不同的人坐在同一设备边上时，该设备能识别出这里有几颗心脏以及这些心脏之间的差异，所以你的设备仍然只能由你的心脏来扫描登录。
同时使用两种生物识别技术
研究人员表明，这项独特的生物识别技术的美妙之处在于，它使用了两种不同的生物特征识别技术。
如左下图所示，第一是对心脏形状的识别，即：生物学的意义上的静态特征识别，这就类似于指纹识别和虹膜识别；如右下图所示，第二是对心脏搏动状态的识别，即：动态行为的特征识别，因为它分析的是一种动态过程，所以其更难被仿冒。
对人体有害吗？
那么，这台设备对人体有害吗？科学家认为，该设备的辐射对人是无害的，只相当于一小部分的智能手机辐射，但是，这一设备目前还不能嵌入到智能手机。
如果该设备能够被量产，那么将来最美妙的解锁方式莫过于刷你的“小心心”！
参考文献
https://sctracy.github.io/chensong.github.io/pdf/mobicom17.pdf
编辑/审核：Andy博士
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