Khi nói đến mật khẩu và mật mã, mọi người dễ nghĩ đến màn hình đầy số, chữ cái hoặc thậm chí là cảnh điện tín và sổ mật mã trong các bộ phim gián điệp. Cảm giác giống như một cánh đồng vô cùng bí ẩn và ở rất xa chúng ta. Nhưng nếu tôi nói với bạn rằng công nghệ mật mã đang được sử dụng thường xuyên trong cuộc sống của bạn, đặc biệt là trong cuộc sống thông minh ngày nay, bạn có thấy điều đó thật khó tin không? Hãy lấy việc “mở khóa” phổ biến nhất trong cuộc sống làm ví dụ và xem xét công nghệ mật khẩu ẩn trong ổ khóa cửa thông minh.
Mở vừng
Khóa cửa thông minh cung cấp cho chúng ta nhiều cách thuận tiện để lựa chọn, chẳng hạn như mở khóa bằng mật khẩu, mở khóa bằng thẻ IC (hoặc ID), mở khóa bằng vân tay, mở khóa bằng khuôn mặt, v.v. Là tuyến phòng thủ đầu tiên, khóa phải được xem xét không chỉ vì sự tiện lợi khi mở khóa mà còn vì sự an toàn. Suy cho cùng, không ai ngờ rằng trong khi tạo sự thuận tiện cho bản thân để mở khóa, họ cũng tạo ra "sự tiện lợi" cho những người có ý định xấu.
1) Mở khóa bằng mật khẩu
Khóa cửa bằng mật khẩu rất phổ biến. Bạn có thể mở khóa cửa bằng cách nhập mật khẩu đã cài đặt trước. Một số người ở đây có thể hỏi: Nếu có người ngoài xung quanh, thì việc họ nhớ mật khẩu có giống như có chìa khóa không? Đừng lo, khóa cửa thông minh có chức năng mật khẩu ảo, nghĩa là bạn có thể thêm bất kỳ số nào trước và sau mật khẩu chính xác. Chỉ cần dãy số bạn nhập liên tục là đúng mật khẩu thì bạn có thể mở khóa cửa. Bằng cách này, người khác sẽ không biết mảng nào là mật khẩu thực sự của bạn và họ càng không thể nhớ được mật khẩu khóa cửa của bạn!
Một cách khác là sử dụng mật khẩu động để đảm bảo an ninh. Khi bạn cần mở cửa, mật khẩu sẽ được tạo ngẫu nhiên thông qua ỨNG DỤNG trên điện thoại di động. Mật khẩu này chỉ có hiệu lực trong một khoảng thời gian. Nếu bạn vào lại sau khi hết thời gian chờ, bạn sẽ không thể mở khóa cửa. Nó có làm bạn nhớ đến nhân vật chính trong một bộ phim gián điệp, người nhận được thông tin bí mật và đốt nó sau khi đọc không? Sự khác biệt duy nhất là khóa cửa thông minh sẽ "đốt" nó thay bạn. Sự thay đổi tức thời này làm giảm đáng kể khả năng bị đánh cắp mật khẩu.
2) Mở khóa thẻ IC (hoặc ID)/Mở khóa NFC
Mở khóa thẻ IC (hoặc ID) được sử dụng rộng rãi và khá phổ biến. Không chỉ phù hợp với khóa cửa nhà mà còn phù hợp với những nơi có diện tích lớn hơn và nhân sự phức tạp hơn, chẳng hạn như kiểm soát ra vào cộng đồng, thẻ xe buýt, v.v.
Tuy nhiên, thẻ IC (hoặc thẻ ID) rất dễ bị sao chép. Chỉ cần sao chép thông tin trên thẻ sang một thẻ khác thì thẻ được sao chép có thể mở được khóa cửa thông minh, vừa tiện lợi vừa nguy hiểm như việc làm chìa khóa vậy.
Để ngăn chặn việc sao chép, các nhà sản xuất sẽ mã hóa thẻ, giống như bạn có một viên ngọc trai và cho vào hộp để thu thập. Vì lý do an toàn, bạn hãy đặt thêm một lớp hộp bên ngoài, thậm chí gấp đôi hoặc gấp ba lớp hộp. Hộp càng nhiều lớp thì mức độ mã hóa càng cao, nhưng tất nhiên sẽ lãng phí hơn. Chúng ta thường quyết định mức độ mã hóa của thẻ dựa trên nhu cầu. Ví dụ, mức độ mã hóa của thẻ xe buýt cao hơn mức độ kiểm soát ra vào cộng đồng. Khóa cửa thông minh gia đình là lớp bảo vệ đầu tiên và quan trọng nhất ở cấp độ ngôi nhà, yêu cầu về mức độ mã hóa cao hơn so với kiểm soát ra vào cộng đồng. Trong quá trình thử nghiệm thực tế do một tổ chức thử nghiệm chuyên nghiệp của bên thứ ba là Công ty TNHH Thử nghiệm và Chứng nhận Viện Nghiên cứu Xây dựng Trung Quốc (Bắc Kinh) thực hiện, người ta thấy rằng mức độ mã hóa của thẻ IC (hoặc ID) rất khác nhau. Thẻ IC đi kèm với một số thương hiệu khóa cửa thông minh có thể dễ dàng bị bẻ khóa và sao chép, khiến chúng trở nên rất không an toàn.
Mở khóa NFC được thực hiện bằng cách sử dụng vòng đeo tay hoặc thiết bị thông minh cầm tay hỗ trợ NFC khác chạm vào vùng cảm biến NFC của khóa cửa để mở khóa, tương tự như khi sử dụng thẻ IC (hoặc ID). Do đó, khi phương pháp mã hóa NFC không đủ hiệu quả thì tính bảo mật của chức năng NFC cũng không đủ.
3) Mở khóa từ xa qua App
Mở khóa từ xa bằng APP là bắt đầu chức năng mở khóa thông qua APP trên điện thoại di động hoặc thiết bị đầu cuối khác. Thông tin mở khóa được gửi đến khóa cửa thông qua máy chủ đám mây. Khóa cửa sẽ được mở sau khi nhận được thông tin mở khóa. Trong toàn bộ quá trình này, thông tin được truyền qua lại theo cách mà bạn không thể nhìn thấy hoặc chạm vào. Bạn có nghĩ phương pháp mở khóa không cần vật thể này là an toàn không? Bạn hoàn toàn sai. Với phần mềm và công cụ chuyên nghiệp, những thứ bạn không thể nhìn thấy có thể được người khác nhìn thấy rõ. Nếu lệnh mở khóa được truyền đi không được mã hóa hoặc mức độ mã hóa thấp, thông tin lệnh mở khóa có thể được lấy thông qua việc bắt gói tin, phát lại và các hành động khác, sau đó khóa cửa nhà bạn có thể dễ dàng được mở.
4) Mở khóa bằng vân tay
Có thể bạn chưa khám phá ra rằng những dấu vân tay tưởng chừng như không dễ thấy trên những ngón tay nhỏ bé của bạn cũng là duy nhất trên thế giới. Dấu vân tay của hầu hết mọi người đều khác nhau. Mở khóa bằng vân tay sử dụng công nghệ này để nhận dạng những người khác nhau bằng cách xác định các dấu vân tay khác nhau.
Đầu tiên, bạn cần nhập dấu vân tay để khóa cửa có thể ghi nhớ dấu vân tay của bạn. Mỗi lần mở khóa cửa, bạn có thể sử dụng ngón tay đã nhập. Khóa cửa có thể nhận diện ngay lập tức bạn là chủ sở hữu, trao cho bạn "bàn tay vàng" để mở khóa cửa ngay lập tức.
Các mô-đun nhận dạng vân tay thường được sử dụng trong khóa cửa hiện nay chủ yếu bao gồm mô-đun vân tay quang điện và mô-đun vân tay điện dung.
Nhận dạng vân tay quang điện chủ yếu sử dụng nguyên lý khúc xạ và phản xạ ánh sáng. Khi bạn đặt ngón tay vào khóa, một nguồn sáng nhỏ bên trong thân khóa sẽ chiếu ánh sáng từ dưới lăng kính đến ngón tay bạn, sau đó khúc xạ ánh sáng qua tấm kính bề mặt đến mô-đun vân tay bao gồm các cảm biến quang học. Công nghệ này đã được đưa vào sử dụng trên thị trường từ khá sớm và tương đối hoàn thiện, tuy nhiên vẫn còn một số nhược điểm chưa thể khắc phục được. Ví dụ, khi ngón tay tương đối khô, bề mặt vân tay và bề mặt kính khó có thể khít hoàn toàn và kỹ lưỡng, lúc này mô-đun vân tay cũng khó có thể nhận dạng chính xác. Do đó, nếu tay bạn quá khô, chúng sẽ dễ dàng bị khóa cửa "từ chối"!
Nhận dạng vân tay điện dung chủ yếu sử dụng đặc điểm của giá trị điện dung để nhận dạng vân tay. Khi ngón tay bạn đặt lên cảm biến, ngón tay của bạn sẽ trở thành một bộ tấm khác. Các tấm tụ điện của cảm biến tương ứng với từng ngón tay của bạn, tạo thành vô số tụ điện. Bạn có thể tưởng tượng nó giống như vô số hồ bơi có khả năng lưu trữ điện. Kích thước của lỗ khóa liên quan đến khoảng cách giữa bề mặt ngón tay của bạn và tấm khóa tích hợp. Vô số vũng điện có kích thước khác nhau được hình thành giữa dấu vân tay không đều nhau của bạn và ổ khóa cửa. Khóa cửa có thể xác định vị trí nào "lồi" và vị trí nào "lõm" bằng cách sạc, xả và tính thời gian cho các nhóm này. Bằng cách này, bản đồ dấu vân tay của bạn sẽ được "vẽ" vào bộ não của ổ khóa cửa.
Tất nhiên, không ai là hoàn hảo và phương pháp nhận dạng dấu vân tay này cũng có những nhược điểm. Vì nước có tính dẫn điện, nếu bạn đặt ngón tay ướt vào ổ khóa cửa, nó sẽ nhầm lẫn "đường" của nước với đường vân của ngón tay người. Tất nhiên, sẽ rất khó để xác định thành công, do đó kẻ thù tự nhiên của nó là ngón tay ướt.
5) Nhận dạng tĩnh mạch ngón tay
Công nghệ nhận dạng tĩnh mạch sử dụng cấu trúc của tĩnh mạch để nhận dạng cá nhân. Giống như dấu vân tay, cấu trúc đường tĩnh mạch phức tạp bên trong ngón tay cũng là điểm đặc trưng giúp phân biệt người này với người khác. Nó chứa một lượng lớn thông tin về đặc điểm và có thể được sử dụng đầy đủ trong quá trình nhận dạng tĩnh mạch ngón tay. Hơn nữa, những điểm đặc trưng này sẽ không bị mất đi do chấn thương hoặc biến dạng của da bề mặt ngón tay.
Về mặt an toàn, xét nghiệm tĩnh mạch ngón tay cũng tốt hơn một chút. Vì dấu vân tay và khuôn mặt nằm ở bên ngoài nên dễ bị người trái phép đánh cắp, nhưng tĩnh mạch ngón tay tồn tại trong cơ thể con người và rất khó bị người khác đánh cắp. Phương pháp mở khóa này an toàn hơn.
6) Mở khóa bằng nhận dạng khuôn mặt
"Đây là thời đại của việc quan sát khuôn mặt", câu này cũng áp dụng cho khóa cửa thông minh, nhưng nó không quan tâm đến vẻ đẹp hay sự xấu xí của bạn, mà quan tâm đến các đặc điểm trên khuôn mặt bạn. Thiết bị này sẽ ghi lại và nhận dạng các đặc điểm này, sau đó quyết định có mở khóa cửa hay không. Đây là nhận dạng khuôn mặt.
Công nghệ nhận dạng khuôn mặt hiện đang phải đối mặt với một vấn đề khó khăn: một mặt, để cải thiện trải nghiệm của người dùng và giảm trải nghiệm kém khi không thể mở hoặc phải mở nhiều lần, số lượng điểm đặc trưng được nhận dạng phải giảm đi. Để đưa ra một ví dụ đơn giản và thô sơ, ban đầu bạn cần có mắt nhỏ và sống mũi cao để mở cửa, nhưng bây giờ bạn chỉ cần sống mũi cao là có thể mở cửa. Bằng cách này, bạn sẽ không phải gặp rắc rối khi một ngày nào đó không thể mở được ổ khóa cửa vì đã trang điểm cho mắt to hơn. Nhưng nếu đây là yêu cầu duy nhất, điều đó có nghĩa là bất kỳ người nào có mũi cao đều có thể được nhận dạng là bạn thông qua ổ khóa cửa và dễ dàng mở khóa. Nghĩ về điều đó bạn có thấy đáng sợ không?
Mặt khác, để nâng cao mức độ bảo mật, chiều hướng nhận dạng điểm đặc trưng được tăng lên, nghĩa là khuôn mặt bạn sử dụng để mở khóa cửa phải giống hệt với khuôn mặt bạn đã nhập ban đầu thì mới có thể mở khóa. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của nhiều yếu tố bên trong và bên ngoài như biểu cảm khuôn mặt, trang điểm, đeo kính, đội mũ, tư thế, góc độ, ánh sáng,... nên việc khuôn mặt sẽ thay đổi đôi chút mỗi lần đối diện với khóa cửa là điều không thể tránh khỏi. Theo cách này, tỷ lệ thành công của nhận diện khuôn mặt sẽ giảm mạnh, tức là tỷ lệ từ chối sai tăng lên, khiến chủ sở hữu thực sự thường xuyên bị khóa cửa đóng ngoài.
Ngoài vấn đề nan giải nêu trên, còn có sự khác biệt giữa công nghệ nhận dạng khuôn mặt hai chiều (như ảnh) và ba chiều. Đối với nhận dạng hai chiều, có trường hợp có thể sử dụng ảnh để mở khóa cửa thông minh. Do đó, để ngăn chặn việc sử dụng ảnh để mạo danh người thật, cần có thuật toán phát hiện sự sống, chẳng hạn như sử dụng camera hai mắt để tạo hình ảnh ba chiều hoặc sử dụng cảm biến ánh sáng có cấu trúc để nhận dạng thông tin khuôn mặt hoặc có thể sử dụng phương pháp xác thực động sâu hơn, chẳng hạn như yêu cầu bạn chớp mắt, há miệng, lắc đầu, v.v., điều này có thể cải thiện thêm tính bảo mật.
Hãy cảnh giác với những người khác
Qua phần giới thiệu ở trên, tôi tin rằng bạn cũng có thể thấy rằng không có mật khẩu nào là bức tường sắt cả. Vì lý do an toàn, sau đây là một số mẹo bảo vệ:
(1) Khi sử dụng mật khẩu số, cố gắng không sử dụng các số giống hệt nhau như 666666 hoặc các số tuần tự. Hãy nhớ rằng, mật khẩu dễ nhớ đối với bạn thì người khác cũng dễ nhớ. Nếu bạn vẫn lo lắng và muốn tăng cường tính bảo mật cho mật khẩu, bạn có thể thay đổi mật khẩu thường xuyên.
(2) Nếu bạn thích sử dụng mật khẩu sinh trắc học (như dấu vân tay, khuôn mặt, v.v.), khi bạn quyết định không sử dụng chúng nữa, hãy nhớ xóa các đặc điểm sinh trắc học mà bạn đã nhập trước đó. Ngoài ra, đừng sử dụng thông tin khuôn mặt làm thông tin xác thực duy nhất vì thông tin khuôn mặt là thông tin công khai nhất và dễ thu thập nhất. Bạn có thể sử dụng phương thức nhận dạng đa phương thức, chẳng hạn như kết hợp khuôn mặt và dấu vân tay, có thể cải thiện đáng kể tính bảo mật.
(3) Đối với khóa cửa có thể mở khóa từ xa qua APP, bạn nên cân nhắc lựa chọn sử dụng chức năng này khi thiết lập. Khi mua sản phẩm khóa cửa, hãy chọn những sản phẩm có chứng nhận an toàn vì những sản phẩm như vậy sẽ an toàn hơn.
Sinh viên giỏi nhất về mật mã
Mặc dù bất kỳ mật khẩu nào cũng có thể bị bẻ khóa, chúng có thể được phân loại thành các cấp độ khác nhau tùy theo mức độ khó của việc bẻ khóa. Con người đang ngày càng khám phá công nghệ mật mã và có nhiều nỗ lực kết hợp mật mã với các cơ quan của con người để cải thiện tính bảo mật và sự tiện lợi. Loại mật mã này có thể được coi là "sinh viên xuất sắc" về mật mã xét về mặt hiệu quả và tính bảo mật.
1) Nhận dạng mống mắt
Đôi mắt là cửa sổ tâm hồn và mật mã đã mang đến cho chúng một công dụng khác, đó là nhận dạng mống mắt. Có lẽ hầu hết các bạn không biết vị trí chính xác của mống mắt. Đây là phần hình vòng nằm giữa đồng tử đen và củng mạc trắng. Nó chứa nhiều đặc điểm chi tiết như các đốm đan xen, sợi, vương miện, sọc, hốc mắt, v.v. Không giống như khuôn mặt con người, dễ bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố bên trong và bên ngoài, mống mắt được hình thành trong quá trình phát triển của thai nhi và không trải qua những thay đổi đáng kể trong suốt cuộc đời. Những điểm này xác định rằng một mống mắt duy nhất tương ứng với một bản sắc duy nhất.
Mống mắt cũng là một loại đặc điểm sinh trắc học. Do tính độc đáo, ổn định và khả năng phát hiện sự sống, nó được cộng đồng mật mã rất mong đợi. Một số chuyên gia tin rằng đây sẽ là phương pháp xác thực danh tính chính trong tương lai. Tuy nhiên, việc thu thập hoa diên vĩ có yêu cầu cao về trang thiết bị. Hiện nay, công nghệ nhận dạng mống mắt được sử dụng trong những tình huống đòi hỏi bảo mật cường độ cao, chẳng hạn như hầm ngân hàng, phòng máy tính, trung tâm lưu trữ kế toán và những tình huống quan trọng khác có hạn chế truy cập nghiêm ngặt. Rốt cuộc, lưỡi dao phải được làm bằng thép tốt.
2) Nhận dạng dáng đi
Nhận dạng dáng đi là công nghệ nhận dạng sinh trắc học mới nổi giúp xác định con người dựa trên tư thế đi bộ của họ. Nghĩa là, khoảng cách bạn đi với mỗi bước chân, bạn dùng chân nào để tạo ra nhiều lực hơn, bạn đi với tư thế khom lưng hay ngẩng cao đầu, v.v. Những thói quen hành vi mà bạn có thể không để ý đến chính là cơ sở để phán đoán và nhận dạng.
Mặc dù công nghệ nhận dạng dáng đi vẫn giống như một mẫu xe ý tưởng tại triển lãm ô tô và chưa được thương mại hóa, nhưng khi công nghệ học sâu ngày càng hoàn thiện, công nghệ này sẽ dần được áp dụng vào nhận dạng dáng đi. Tôi tin rằng trong tương lai gần, sẽ có những sản phẩm có khả năng nhận diện danh tính thông qua “phong cách” bước đi. Dù bạn bước đi như làn gió mùa xuân hay như bước đi trên lớp băng mỏng, bạn vẫn là bạn và chỉ bạn mà thôi.
3) Nhận dạng giọng nói
Công nghệ nhận dạng giọng nói là công nghệ xác định danh tính của người nói thông qua giọng nói. Các cơ quan phát âm mà con người sử dụng khi nói - lưỡi, răng, thanh quản, phổi và khoang mũi - có kích thước và hình dạng rất khác nhau tùy từng người, vì vậy ngay cả khi hai người nói cùng một câu, dấu giọng nói mà họ tạo ra sẽ khác nhau và nghe cũng rất khác nhau.
Có hai loại công nghệ nhận dạng giọng nói: nhận dạng người nói và xác nhận người nói. Các tác vụ và ứng dụng khác nhau sẽ sử dụng các công nghệ nhận dạng giọng nói khác nhau. Ví dụ, công nghệ nhận dạng có thể cần thiết để thu hẹp phạm vi điều tra tội phạm, trong khi công nghệ xác nhận có thể cần thiết cho các giao dịch ngân hàng. Ngân hàng Nhân dân Trung Quốc chính thức ban hành tiêu chuẩn ngành tài chính "Thông số kỹ thuật cho các ứng dụng bảo mật của tài chính di động dựa trên nhận dạng giọng nói", có nghĩa là công nghệ nhận dạng giọng nói đã được các cơ quan quản lý tài chính công nhận và cũng giải quyết được vấn đề tiêu chuẩn để công nghệ nhận dạng giọng nói thâm nhập vào lĩnh vực tài chính di động. Do đó, "nhận dạng mọi người qua giọng nói" không còn là kỹ năng chỉ có ở con người nữa. Việc sử dụng dữ liệu và thuật toán để cung cấp cho máy móc một đôi tai nhạy cảm có thể cung cấp một chiếc ô bảo vệ cho sự an toàn cá nhân và tài sản của chúng ta cùng một lúc.
Là hệ thống phức tạp và sâu sắc nhất, đặc điểm sinh học tự nhiên của cơ thể con người chính là mật mã tốt nhất. Miễn là chúng ta tiếp tục tiến hành nghiên cứu chuyên sâu và cải tiến công nghệ, trong cuộc sống thông minh, chúng ta có thể sử dụng chính mình để phục vụ bản thân và sử dụng phép thuật để đánh bại phép thuật.
Tác giả: Jiao Limin, Kỹ sư cao cấp, Viện nghiên cứu thiết bị điện gia dụng Trung Quốc
Bài viết này được xuất bản bởi nhóm "Mọi người đều yêu khoa học" của Tencent
Xin vui lòng cho biết rằng bản in lại là từ Science Popularization China
