في الواقع المعزز، تم استبدال كلمة المرور بمصادقة اهتزاز الرأس

طور علماء أمريكيون طريقة للتوثيق في الواقع الممتد لا تتطلب أي إجراء. يعتمد على قراءة الاهتزازات المجهرية للرأس التي تنشأ من التنفس ونبض القلب – وتبين أنها فريدة من نوعها لكل واحد منا.

تم تسمية التطوير معرف حيوي. هي المقدمة في مؤتمر ACM حول أمن الكمبيوتر والاتصالات في تايبيه، حيث حصلت على جائزة أفضل ورقة بحثية.

وقال البروفيسور ينجينج تشين من جامعة روتجرز، الذي قاد الدراسة: “سيلعب الواقع الممتد دورًا مهمًا في مستقبلنا. إذا أردنا أن تصبح الأنظمة الغامرة جزءًا لا يتجزأ من الحياة اليومية، فيجب أن تكون المصادقة آمنة وسلسة وبدون جهد”.

يجمع الواقع الممتد (XR) بين تقنيات الواقع الافتراضي والمعزز والمختلط التي تجمع بين المحتوى الرقمي والعالم المادي. مع انتقال أنظمة XR إلى ما هو أبعد من الألعاب المالية والطبية والتعليمية والعمل عن بعد، أصبحت المشكلات الأمنية أكثر إلحاحًا.

وقال تشين، الذي بدأ هذا النوع من البحث في عام 2019: “أصبحت أجهزة XR بوابة لخدمات الإنترنت اليومية، التي يتعامل الكثير منها مع بيانات المستخدم الحساسة. نحن بحاجة إلى مصادقة تعمل دون تثبيت أجهزة إضافية”.

تقوم الخوذات الحديثة بالفعل بتخزين الحسابات الشخصية والمستندات السرية وتوفر الوصول إلى خدمات الويب. ومع ذلك، فإن إدخال كلمات المرور في بيئة يتم التحكم فيها بالإيماءات أمر غير مريح. تعمل المصادقة الثنائية على تعطيل الانغماس، كما تعمل أجهزة مسح قزحية العين على زيادة تكلفة الأجهزة.

مبدأ العمل

وبحسب الباحث فإن مبدأ تشغيل النظام يقوم على ظاهرة بيولوجية: حتى لو كان الإنسان ساكنا، فإن جسده يقوم بحركات ناجمة عن التنفس ونبض القلب. بما في ذلك الرأس: كل نفس وكل نبضة قلب تولد اهتزازات تنتشر لأعلى عبر الرقبة إلى الجمجمة. نظرًا لأن شكل عظام الجمجمة وسمكها وبنيتها هي أمور فريدة لكل شخص، فإن الاهتزازات تخضع لتغيرات مميزة أثناء مرورها عبر الرأس. تتأثر طبيعة انتشار الاهتزازات أيضًا بالأنسجة الرخوة للوجه.

ونتيجة لذلك، يشكل كل شخص “خطًا اهتزازيًا” فريدًا من نوعه. يمكن لأجهزة استشعار الحركة المدمجة في سماعات الواقع الافتراضي التقاط هذه الأنماط المجهرية واستخدامها، مثل بصمة الإصبع، لتحديد من يرتدي الجهاز.

ويؤكد تشين قائلاً: “ليست هناك حاجة إلى أجهزة أو مكونات أجهزة إضافية. فالبرنامج وحده يكفي”.

في الاختبارات التي شملت 52 مستخدمًا على مدار 10 أشهر باستخدام نموذجين شائعين لخوذة XR، تعرف النظام بشكل صحيح على المالكين الشرعيين في أكثر من 95% من الوقت ورفض محاولات الوصول غير المصرح بها بكفاءة تزيد عن 98%.

وقد تم استكمال البرنامج بأدوات تصفية تزيل التداخل الناتج عن الحركات الإرادية للرأس والجسم، مما يسمح للخوذة بالتركيز حصريًا على اهتزازات الجمجمة الناتجة عن التنفس ونبض القلب. واستخدمت نماذج حسابية متقدمة لتحليل هذه الأنماط الاهتزازية.

الموثوقية بداهة

وقال تشين إنه نظرا لأن الاهتزازات تنتقل داخل الجسم عبر العظام والأنسجة، فمن الصعب تزييفها. يمكن للمهاجم أن يحاول تقليد إيقاع التنفس لشخص آخر، لكنه غير قادر على إعادة إنتاج الخصائص الميكانيكية الحيوية لجمجمته. إذا لزم الأمر، يمكن للخوذة قراءة الاهتزازات الدقيقة في خلفية مستمرة.

قدم مكتب البحث العلمي بجامعة روتجرز طلب براءة اختراع مؤقت لهذه التكنولوجيا المبتكرة.