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血氧 App 怎麼量?會有資安疑慮嗎?

台灣科技媒體中心_96
・2021/06/16 ・3429字 ・閱讀時間約 7 分鐘

由於新冠病毒的疫情,引起大眾關注「隱形缺氧(又稱快樂缺氧)」的問題、與討論測量血氧的方法,也因此印度公司(CareNow Healthcare)開發的測血氧 App「CarePlix Vitals」被瘋傳。但究竟這個 APP 怎麼測血氧?有沒有資安疑慮呢?

CarePlix Vitals 官方宣傳影片

血氧 App 測得的數據,有多少參考價值?

逢甲大學自動控制工程學系/生醫資訊暨生醫工程碩士學位學程教授 林育德 說明,所謂的血氧濃度(oxygen saturation),簡單地說就是動脈的血紅素中,「帶氧血紅素」所佔的百分比。

一般正規的醫療器材(如血氧機),是藉由「帶氧血紅素」和「不帶氧血紅素」的光吸收特性不同,讓「紅光」以及「紅外光」這兩種光以交替的方式照射手指頭內的動脈,再經過光感測器偵測在不同波長下所接收到的信號,藉由動脈血對於不同波長的吸收光譜差異,計算血氧濃度。

一般血氧測量儀器,是使用紅光與紅外光照射來計算血氧濃度。圖/envato elements

而這款 App「CarePlix Vitals」,它是利用智慧型手機的「照相機」功能,代替血氧機的光感測器,光源則是利用相機閃光燈,取代紅光和紅外光兩種波長的光源。

或許它的內部僅是處理特定顏色的影像信號,來模擬血氧濃度計的兩種波長,達到計算血氧濃度的目的,計算的誤差或許亦可透過機器學習或是深度學習的演算法,藉由大量數據的學習讓演算法計算出接近標準儀器的數值。

但是,標準的血氧濃度計必須符合 ISO 80601-2-61:2017[1] 的性能規範,能夠區分出 70%~100% 的血氧濃度;

而開發這款 App 的公司對於開發的受測者、測試方法以及是否符合血氧濃度計性能規範均未明確揭露,因此無法確認其是否真的能夠在使用者出現「快樂缺氧」的狀態之下正確辨識出來。

台灣對於醫療器材的核准是相當嚴謹的,如果是合格的產品 (包含醫療器材的附加軟體或是 App),一定可以查到衛生福利部食品藥物管理署的核准字號,因此仍建議大眾,不要太過相信或依賴這類在網路上出現的 App。

國防大學資訊工程學系助理教授 周兆龍 則補充,現在科技日新月異,有些穿戴裝置(如智慧手錶、運動手環)也可以具備量測血氧的功能,但這些裝置都需具有紅外光感測元件,才能達到實際的效果。

穿戴裝置要有紅外線感測器,才能實際測量血氧。圖/wiki

由於一般手機並沒有可以發出這兩種紅外光波段的元件,因此一般民眾應該對這款「 Careplix vitals」所宣稱的血氧量測功能持保留態度。

另外,如果想要知道自己手邊的裝置是否可以監測血氧,林育德教授建議,使用者可以在智慧型裝置的使用手冊上確認一下,看看是否有「血氧濃度 App 的量測結果不適用於醫療用途,僅為一般健身和保健目的而設計」之類的提示。

根據了解,目前智慧型裝置(包含 apple watch)上的血氧功能,應該都還沒有經過美國或歐盟醫療器材的認證。

血氧 App 會盜用我的個資嗎?

印度警方曾公告,目前市面有些假的血氧偵測 APP [4] 會竊取民眾個資,不過,國立中山大學資訊工程學系助理教授 徐瑞壕 表示,事實上,印度警方公佈的 APP 當中並沒有提及 CarePlix Vitals,並且 CarePlix Vitals 的開發公司在官方網頁上也有貼出澄清的聲明 [5]。

周兆龍助理教授則說明,這款 APP 因為需要註冊個人詳細資訊才能使用,所以被許多人質疑有資安疑慮。不過,就像智慧手錶或運動手環,也通常會註冊使用者的詳細資訊,用來記錄並分析使用者的健康情況。因此,不能單純從這款APP因為要註冊個人資訊就認為一定有資安疑慮。

CarePlix Vitals 的使用方式,會搜集個人的生理資料,也可能偵測到指紋。

但雖然如此,他們仍提醒大家,即便是經過驗證上架的APP還是有可能事後被發現資安漏洞,例如 2018 年,就曾有因為使用 Strava 運動手環內建的 GPS 軌跡功能,而不慎洩漏我國軍營位置的例子[3]。

而合法的血氧偵測 APP 也仍然存在可能的資安疑慮,例如竊取個人生理資料或是指紋。

只要資料沒有與用戶的唯一個人識別碼(如身分證字號、手機號碼、Email 帳號等等)做連結,APP 就無從得知測驗並上傳的個人生理資料的擁有者是誰。因此,當偵測生理資料的 APP 要求個人用戶註冊以使用服務時,個人用戶須謹慎的查驗個資的用途,或是應保守謹慎的拒絕使用這樣的 APP。

App 可能用什麼方式竊取指紋?

指紋辨識是目前常用且最方便的個人識別驗證方法,然而也存在許多竊取指紋並且破解指紋辨識系統的方法 [6]。

基本竊取指紋的方法有三種,

  • 1) 利用黏土等軟性材質來製作受害者的手指模型,但是需要能控制受害者的手指以進行物理性接觸。
  • 2) 直接掃描指紋並且將指紋圖像利用 3D 列印機仿製指紋,並利用有彈性的材質來仿製類似人體手指的觸感。
  • 3) 拍攝手指接觸過的玻璃表面所留下的指紋印,並且透過 3D 列印技術來仿製指紋。

後兩者皆是利用指紋相關影像來仿製指紋,這也表示,血氧偵測 APP 有機會將偵測到的受測者手指影像,上傳到雲端,並利用來製作假指紋。

血氧 App 有可能偵測到指紋。圖/envato elements

避免指紋被盜用,我該注意什麼?

對於這類型的資安威脅,使用者可以採取以下的防護措施:

  1. 不註冊個資:
    對於血氧偵測 APP,如非必要,例如付款需要,則不提供個資進行註冊。也避免有心人士可以連結偽造的指紋與使用者個人識別碼;只要沒有個人識別碼,攻擊者也無從使用偽造的指紋。
  2. 使用多重身份認證:
    在您所使用的手機 APP 以及各種雲端服務系統當中(如網路銀行服務),避免只使用指紋做為個人識別並授權重大的操作(例如轉帳)。而是搭配密碼或是手機號碼簡訊認證跟指紋辨識一起使用,藉此可達到雙因子甚至是多因子的身份識別認證。
  3. 小心為上:
    如使用者是其服務機構的關鍵授權人員,且有機會使用到指紋辨識系統來驗證個人身份,尤其是當使用者無法有足夠的證據來檢驗血氧偵測 APP 合法且不會未經授權的收集指紋資料時,請盡量避免使用此類的APP。
在重要授權時,避免以指紋當作單一的認證方式。圖/envato elements

林育德教授則提醒,如果該 App 是透過副檔名為 apk 的檔案下載安裝,就要小心謹慎,因為在下載安裝的過程,不知道會被植入什麼奇怪的後門程式。而即使是以 Apple Store 或 Google Play 做為下載平台,看似較安全,但是上面的 App 也有不少是在上架之後才被發現有很大的資安問題而下架的。

總的來說,指紋的偽造需要有專業的技術與精密的儀器,成本相當高,但並非不可行。攻擊者也會評估偽造的成本是否高於獲得的利益。因此,個人在使用可能收集到個資或是生物特徵資料的 APP 時,應該以相對謹慎的態度,並且衡量得與失的角度,評估資安風險。

CarePlix Vitals 在 Apple Store 的下載頁面。圖/Apple store

參考資料

  • [1] ISO 80601-2-61:2017 Medical electrical equipment — Part 2-61: Particular requirements for basic safety and essential performance of pulse oximeter equipment.
  • [2] 台大醫院醫學工程部(2021)。〈掌上型血氧飽和濃度器〉,6月1日檢索。
  • [3] 科技新報(2018)。〈運動手環成洩密利器!利用GPS軌跡驗證台灣軍方營區夠保密嗎?〉,2月1日。
  • [4] T客邦(2021)。〈號稱免費用手機測血氧App「CarePlix Vitals」測量結果是真的假的?有資安疑慮嗎?〉,5月30日。
  • [5] 新聞提及的測血氧APP官方說明:CareNow Healthcare(2021).“Monitor Body Vitals Using Your Smartphone”. Retrieval Date: 2021/05/31。
  • [6] 卡巴斯基部落格。〈偽造指紋,道阻且長但可行〉,2021年6月1日檢索。
  • [7] 蘋果新聞網(2021)。〈《蘋果》查真相|用手機鏡頭測血氧?4件事情你該知道〉,5月31日。
  • [8] 同資料[4]
  • [9] Elif Chan(2021)。〈Apple Watch個人監控器!善用血氧濃度、心電圖、跌倒偵測為健康把關-第六代Apple Watch 6〉,La Vie,5月26日。

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調香師的秘密:「糞臭素」挑起你骯髒的慾望

胡中行_96
・2022/05/16 ・2039字 ・閱讀時間約 4 分鐘

倫敦高級區梅費爾(Mayfair)的聯排透天洋房裡,他與屋主近身互動。六呎高,湛藍的雙眸,古銅的肌膚,寬闊的下顎,銀髮一絲不苟地貼齊,以及一縷迷人的香氣:肉桂、皮革和不可言喻的香味,他確定迎面襲來的深刻,源自另一個時空。

梅菲爾位在倫敦西區,它是世界上最昂貴的地區之一。圖/Wikipedia

「當你嗅聞,你是用腦在聞。最原始的,處理記憶和情緒的部位。」
屋主解釋:「若芸芸眾生試圖尋覓自我的氣味,那我正在打造專屬你的身份。」

關於香水的秘密

一場訪談,讓男性時尚雜誌《GQ》的作家 Michael Paterniti 化身高級訂製香水的顧客,而江湖人稱「香水界情色男優」(the Pornographer of Perfume)的屋主 Roja Dove,正優雅地介紹混香的秘密。「我使用『糞臭素』,一種帶有糞便氣息的醜陋分子。男女性器皆與肛門比鄰,底蘊裡一丁點的『糞臭素』,便能喚起骯髒的慾望。」[1]

Roja Dove 是一位英國調香師。圖/Wikipedia

糞臭素是怎麼來的?

來到住處之前,兩人在麗池飯店(Ritz Hotel)旁的沃爾斯利餐廳(the Wolseley)用過午餐。此時他們的消化系統正將蛋白質,分解成胺基酸(amino acid)。接著,腸道內的菌落會先進行「去胺作用」(deamination),用氫去代換胺基。於是,有一種叫做「色胺酸」(tryptophan)的胺基酸,就變成「吲哚-3-乙酸」(indole-3-acetic acid,簡稱「IAA」)。

再來,乳酸桿菌(Lactobacillus)、梭菌(Clostridium)和類桿菌(Bacteroides),透過「去羧作用」(decarboxylation;羧,注音ㄗㄨㄟ)把 IAA 中的羧基(carboxylic acid group)換成氫,人體內的「糞臭素」(skatole;即3-methylindole)就誕生了[2][3][4]

Roja Dove 的調香手法

在正式調香之前,Roja Dove 會提供約莫 200 張的試香紙,讓訂製高級香水的顧客挑選最能觸發當下感覺,並連結過往回憶的幾種氣味。Roja Dove 將以它們為發想的根據,把原料輕拍到試香紙上,再把試香紙與一只金屬小風車連結。當小風車運轉,微風迎面吹來,他便能感受這些原料的效果。

當然,調香運用的糞臭素不是靠「人體製造」,而是在實驗室或工廠裡「人工合成」。1883 年德國化學家費雪(Hermann Emil Fischer, 1852-1919)發明了「費雪吲哚合成」(Fischer Indole Synthesis):一種苯肼(phenylhydrazine)和醛(aldehyde)或酮(ketone),透過酸觸媒(acid catalyst)催化產生的作用。一般罐裝糞臭素,便是這麼來的[2][5]

從溝通、聞香、構想、嘗試、製作到完成需要耗時一到二年。圖/Pixabay

從溝通、聞香、構想、嘗試、製作到完成,長達一、二年後,每 3.4 盎司(100.55 毫升)要價 4 萬美元的訂製香水,才會被呈現在顧客面前。所幸,對花不起重金與不特別愛好香水的人來說,還是有其他巧遇糞臭素的機緣。因為某個程度上來說,糞臭素就像愛。它撲朔迷離地存在生活中出乎意料之處:香水、茉莉、橙花、甜菜、香菸、糞便、煤焦油與草莓冰淇淋。糞臭素時臭時香,載舟亦能覆舟,令人欲拒還迎。

氣味的關鍵在於濃度

氣味由香變臭的關鍵,在於濃度。像是過多的愛,使人無法擔待。以體積比來說,一旦超過 60 pptV(0.327 ng/L)[註1],就會開始臭得一去不返[7]。如果以重量比計算,健康人體製造的糞便中,糞臭素濃度約為 5 μg/g,但消化道疾病患者,則可高達 80 到 100 μg/g[註2]。換句話說,腸道保健雖然不會讓人芬芳馥郁,但至少能避免如廁之後臭名遠揚[8]

回顧過去的調香職涯,Roja Dove 感嘆上等的原料不再是小農收成,產地直銷,人工合成的產物也逐漸取代天然素材。

「的確,我們必須在香水裡添加合成物。」他向時尚作家 Michael Paterniti 坦承,那是為了襯托自然的味道,但是如果大比例的使用人造成份,「合成的香水聞起來,就永遠僅是人工的氣息。」然而大時代的趨勢,就連知名調香師也無力回天。諷刺的是,在這場產業變遷的遺憾裡,得知糞臭素並非天然,卻多少能帶給香水顧客卑微的慰藉。

註解

  1. pptV(parts per trillion by volume),則是兆分之一體積比。ng/L,指每公升幾奈克。
  2. μg/g,又作 mcg/g,指每公克中有幾微克,也就是 ppmW(parts per million by weight)百分之一重量比。

參考資料

  1. How to Smell Like a God (GQ, 2014)
  2. Skatole – A Natural Monstrosity In Perfume, Parliaments, Produce And Poop (American Council on Science and Health, 2020)
  3. Impact of the Gut Microbiota on Intestinal Immunity Mediated by Tryptophan Metabolism (Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 2018)
  4. 羧酸(教育部重編國語辭典修訂本,臺灣學術網路第六版)
  5. Emil Fischer Biographical (the Nobel Prize)
  6. Skatole (American Chemical Society, 2021)
  7. Identification, quantification and treatment of fecal odors released into the air at two wastewater treatment plants (Journal of Environmental Economics and Management, 2016)
  8. New Insights Into Gut-Bacteria-Derived Indole and Its Derivatives in Intestinal and Liver Diseases (Frontiers in Pharmacology, 2021)

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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。臉書:荒誕遊牧。