「元宇宙」生活：關鍵在於外形和連續驗證
作者 : Nitin Dahad，EE Times
英國電信研究機構Cambridge Wireless日前舉行年度會議——“CWIC 2022: The Hyperconnected Human”，重點在於關注超互連(hyperconnected)的人類現實世界和「元宇宙」(metaverse)虛擬世界，並探討如何為超互連的裝置和解決方案注入更多創新。
迄今為止，外形尺寸一直是虛擬實境(virtual reality；VR)頭戴式裝置在「元宇宙」應用的最大障礙，而當我們致力於實現未來的願景——生活在元宇宙的虛擬世界中，亟需解決關鍵挑戰之一就在於「連續驗證」(Continuous Authentication)。
這是英國電信研究機構Cambridge Wireless (CW)在其年度國際會議(CWIC 2022)上提出的一些觀點。今年的年度會議在英國劍橋郊外的Wellcome Genome Campus校區舉行，會議的主題是「超互連的人類世界」(The Hyperconnected Human)，並著眼於為超越連接能力極限的裝置和解決方案注入更多的創新。
CWIC 2022以「超互連的人類世界」(The Hyperconnected Human)為主題，探討如何為超互連的裝置和解決方案注入更多創新。(圖片來源：CWIC 2022)
今年CWIC大會開幕由英國跨國電信公司沃達豐(Vodafone)的連網健康照護和 5G大使Shafi Ahmed發表主題演講，他談論到「21世紀的人類」(21st century humanity)，涵蓋影響我們日常生活的連接性等各方面，以及當我們看到從基因組學、生物技術和機器人技術到5G、物聯網(IoT)、虛擬實境/擴增實境(VR/AR)、雲端運算(cloud computing)和量子運算(quantum computing)等多種技術融合時的未來可能會是什麼樣子。
Vodafone連網健康照護和5G大使Shafi Ahmed。（圖片來源：Vodafone）
他並引用了幾個例子加以解釋，包括超互連的外科醫師與手術室的數位雙生(digital twin)，這有助於讓醫師和學生可以向專家學習；此外，在數位元宇宙中還能以化身的形式與醫師進行諮詢。
他的演講讓我既興奮又失望。興奮的是在超互連人類的時代中實現連網健康照護(connected health)的絕佳機會。想像一下由低延遲5G技術實現的連網救護車，讓訓練有素的醫師能夠在運送到醫院的同時評估和治療患者。
但令人失望的是，現實情況大不相同。例如，連網健康照護的承諾之一是照顧家庭中年邁的父母。有鑑於此，我們認為跌倒感測器將會是協助我讓母親在家中更安心生活的好方法——如果她跌倒了，我們就會立即收到警報，因為感測器裝置會透過本地連網中樞連接到呼叫中心，呼叫中心就會立即通知我。然而，實際情況是出現了許多的誤報，而且大部份都是在半夜，搞到現在我母親已經拒絕佩戴跌倒感測器了。同樣的情況也發生在她家中安裝的其他幾個感測器上。而且，這些還都是通過國家健康照護部門官方認證的感測器！
醫生現在可以和你相約在元宇宙。（圖片來源：Shafi Ahmed）
這讓我想到半導體產業和OEM所宣揚的互連健康照護「烏托邦」離現實還很遙遠。在Shafi Ahmed的主題演講之後，我詢問他關於這個產業的願景與我們日常生活經歷的現實之間仍然存在脫節的現況。他回答說，這些技術實際上正有效地部署在一些已汰換舊系統的國家中，例如中東和亞洲。但在英國和其他已開發國家，要為醫療保健產業升級或更換舊系統和流程並不容易，最主要的障礙就是監管制度。確實，這個產業需要進行監管，但醫療保健服務的決策者和監管單位並不一定都十分精通技術，或者仍然只滿意舊式的系統和流程。
元宇宙的身份驗證
CWIC 2022年度會議中還談到了安全、身份驗證以及個人隱私等主題，並強調如果我們要在元宇宙中「持續互連」，就需要更認真地看待未來的身份驗證技術。英國創投業者Bloc Ventures研究主管David Pollington表示，在超互連的世界中，我們過度共享數據和資訊的風險正日益升溫，這因而導致我們面臨更大的風險——尤其是因為在網際網路上缺少了身份驗證層。
根據英國電信集團(BT)的安全研究專家Max Smith-Creasey表示，在這種未來場景中，我們真正需要的是「連續身份驗證」的概念。當前的用戶身份驗證通常使用密碼或個人辨識碼、通行證或護照以及生物辨識技術的組合。他說，這種傳統的身份驗證涉及我們所擁有或必須進行身份驗證的東西。而當我們到了元宇宙世界中，為了持續地連接或者只是為了連接，一旦裝置(例如筆記型電腦)通過一次身份驗證並處於開啟狀態下，就會缺乏保護力而處於風險。
因此，業界需要建構另一個支援無密碼(password-less)身份驗證的安全層機制。為此，這可能必須對不斷收集和評估的生理和行為生物特徵模型進行訓練。
「連續認證」是未來身份驗證的重要概念，為了持續收集和評估未來的樣本，建立針對生理和/或行為生物特徵訓練模型的機制，它通常包括五項關鍵模組：
- 擷取——獲取感測器數據；
- 特徵提取——預處理；
- 儲存——儲存模板或機器學習(ML)模型
- 分類——比較演算法
- 決策——評估分數的引擎
當來自用戶特徵的分數無法匹配已知配置檔時，裝置就可以即時執行相應的策略。
未來的連續認證概念及其五個關鍵模組。（資料來源：Max Smith-Creasey/CWIC 2022）
但連續認證在以下幾個方面也將面臨挑戰：
- 欺騙偵測——如何保護連續身份驗證免受欺騙攻擊？
- 人口統計偏差——對於不同類型的數據，如何減輕具有內建偏差的模型？
- 權衡——安全性、可用性和隱私之間的最佳折衷方案是什麼？
此外，對於晶片而言，連續認證還帶來了另一項挑戰。是德科技(Keysight Technologies)首席解決方案架構師Andy Young表示，元宇宙世界的安全性和連續驗證所需的晶片組將會耗散大量的熱，這會成為關注的問題所在。Young還警告道，我們需要考慮到安全性(security)的問題。他說：「我們有很多的討論都是由無限可能的藝術(art of the possible)所推動的，但沒有人考慮過安全的黑暗藝術(dark art of security)。」
現有的裝置/感測器目前可能提供的身份驗證途徑。(資料來源：Max Smith-Creasey/CWIC 2022）
外形尺寸阻礙VR/AR裝置普及
在開幕式的爐邊談話中，未來學家David Wood以觀眾的立場向座談會專家提出了一個問題：為什麼至今還未能看到AR頭戴式裝置普遍被採用？對此，Shafi Ahmed強調問題的關鍵在於外形尺寸。另一位專家——Meta 全球連網策略經理Guillaume Lebrun則表示目前仍處於早期階段。他說：「我們距離戴上合適的AR眼鏡還有8到10年的時間。」對此，PwC元宇宙技術負責人 Alex Ruhl也表示同意，她強調用於元宇宙的VR/AR眼鏡「並不會很快實現」。
為了將這種外形尺寸發展成更具吸引力的產品，並因而獲得消費者青睞的方法之一是打造更小尺寸的顯示器。Trilite Technologies正是有潛力實現此類產品的公司之一。這家奧地利新創公司在去年募得了800萬美元的資金，其投資方包括Hermann Hauser (以共同創立後來成為Arm的公司而聞名)。Hauser去年表示，「Trilite的微型顯示器將改寫AR/VR等混合實境(MR)眼鏡的遊戲規則，因為它們將打造有如當今眼鏡一樣輕巧的產品，最終必然會推動AR/MR在消費市場的大規模採用。」事實上，他認為未來十年內將會有更多人能夠戴上AR眼鏡來體驗AR，而實現這一突破的關鍵就在於這項技術的微型化。
CWIC會議中並強調，當今正開發中的許多技術融合終將產生無限可能的藝術，而這些技術的超互連將對於更多領域帶來影響，並不僅僅是在會中或文中所討論的範圍。但很顯然地，如果我們要隨時保持互連，將會增加在隱私和維持安全方面的風險程度。當然，我們必須考慮諸如連續驗證之類的事情，但為了實現這一點而必須增加更多晶片的事實與後果也值得關注，尤其是從功耗和散熱的角度來看。最終，我們連接以及互連得越多，實現安全性所需要的解決方案就越多。
編譯：Susan Hong
(參考原文：https://www.eetimes.eu/living-in-the-metaverse-form-factor-and-continuous-authentication-are-key/，by Nitin Dahad)
從無線連接、更快的處理和運算、網路安全機制、更複雜的虛擬實境(VR)到人工智慧(AI)等技術，都將在未來的每一個嵌入式系統中發揮更關鍵功能。「嵌入式系統設計研討會」將全面涵蓋在電子產業最受熱議的「智慧」、「互連」、「安全」與「運算」等系統之相關硬體和軟體設計。
會中將邀請來自嵌入式設計相關領域的研究人員、代表廠商以及專家，透過專題演講、產品展示與互動交流，從元件、模組到系統，從概念設計到開發工具，深入介紹嵌入式系統設計領域的最新趨勢、創新和關注重點，並深入分享關於嵌入式系統設計的經驗、成果以及遇到的實際挑戰及其解決方案。
加入LINE@，最新消息一手掌握！
