我们走路的方式可以用来为我们的设备供电

当我们走路或移动时，我们以一种独特的方式创造动能。我们最新的研究表明，它是如此独特，可以用来验证我们是谁。

不仅如此，这种动能也可以用来驱动我们的个人设备。

我们通过步行产生的能量产生的能量和安全性非常适合可穿戴技术。

可穿戴设备和移动设备已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。我们在这些设备上收集和存储了大量的个人信息——账户被同步，移动和位置被记录，以及更多更多的信息。

我们很多人都在使用fitbit、苹果手表、心率监测器等设备跟踪自己的健康状况。根据市场研究机构IDTechEX的数据，到2026年，可穿戴技术的市场规模有望达到1500亿美元(约合2000亿澳元)。

但研究人员发现，其中一些设备容易受到攻击。也有可能一个人在不知情的情况下连接到另一个人的可穿戴跟踪器。

然后，潜在的攻击者可以将他们的设备连接到另一个用户的设备，并声称该用户的数据是他们自己的。例如，攻击者可能会索取潜在的健康保险折扣和其他好处，这些好处是提供给那些允许保险公司访问可穿戴技术数据的人的。

更令人担忧的是，随着移动技术越来越多地用于人们的医疗监控，人们担心此类系统可能容易受到假冒攻击。

可穿戴设备和移动设备通常需要某种形式的用户身份验证来应对此类假冒攻击，并保护它们收集的大量个人数据。

密码的问题

大多数身份验证都依赖于pin码和密码来保证设备的安全。但最近的研究表明，我们大多数人只有两个密码——这里有一些调整，那里有一些——用于12个不同的账户。

我们经常被要求选择困难的密码，而不是把它们写下来。然而，根据Verizon 2016年的数据泄露调查报告，63%的被证实的数据泄露是由于密码使用不当、默认或被盗造成的。

几十年来，我们一直在努力开发一种更好的替代方案，既不容易妥协，也不需要提交只有用户才知道的信息。

我们走

最有前途的用户身份验证解决方案之一是通过识别我们的步态或行走方式，使用可穿戴传感器，如测量人体运动的加速度计。

由于每个人的步态不同，对肢体运动的影响也不同，所以它可以作为一个数字指纹来识别和认证用户。

使用步态作为身份验证的主要优点是可用性和自发性，因为步行是日常活动。

与其他身份验证方法不同，步态是非侵入性的。我们的步态可以在我们不知道的情况下被测量和测试。我们不需要定期输入信息来确认是我们。我们的步态可以连续用于身份验证。

但有一个难题——我们的动作采样会从设备中损耗能量。

我们是力量的源泉

加速度计对我们的运动进行采样需要能量，通常需要几毫瓦的能量。这使得在电力供应有限的可穿戴设备中采用基于gait的用户身份验证具有挑战性。

简单地给可穿戴设备增加更大的电池或更频繁地充电并不是切实可行的解决方案。

为了解决这个问题，人们对动能收集(KEH)产生了浓厚的兴趣。这将我们的运动转化为电能，可作为细流充电，提高可穿戴设备的电池寿命。

一些可穿戴的KEH产品已经出现在市场上。AMPY发布了世界上第一个可穿戴的移动充电器，它可以将用户的动能转化为电池能量。类似地，SolePower生产智能靴子，利用用户的步骤来为嵌入式灯、传感器和GPS供电。

随着这些快速的发展，KEH很可能被内置到未来的可穿戴和移动设备中，以增强或替代电池。

独特动能收集

通过检测KEH的输出电压，我们发现我们每个人在执行不同的活动时也有独特的能量模式。

因此，KEH不仅代表一种电源，还代表另一种认证形式。

基于keh的步态识别的主要优点是可以节省大量电能，因为它根本不需要使用加速计。

与任何身份验证技术一样，都存在安全风险。例如，可以伪造签名、破解密码和自动保存密码。

那么，密钥-步态身份验证的安全性如何呢?

安全测试

为了评估这一点，我们建立了两个不同的KEH原型，并通过实验验证了20多名受试者的表现，每个受试者有200个步态周期。每个受试者都参加了两个独立的数据收集会议。

我们的数据是在几个环境(室内和室外)中收集的，包括平原、草地和沥青地形，代表了随着时间和地形的自然步态变化。

结果表明，与传统的基于加速计的认证技术相比，该方法认证精度达到95%，能耗降低78.15%。

我们还测试了钥匙步态系统对试图模仿他人动作的攻击者的鲁棒性。在100个冒名顶替者的试验中，我们发现有13个被错误地接受了。

当冒名者和使用者的步态模式很接近时，可能会出现一些误报。但是人类步态的行为特征为我们的方案提供了安全保障。由于连续不断地验证用户的步态，使得步态的再现变得更加困难。如果不是不可能的话，模仿一个人是非常困难的。

因此，通过捕捉用户独有的动作，keh -步态提供了一种安全、连续和隐式的身份验证工具——在蓬勃发展的可穿戴设备市场中，这是一个有前途的发展。

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