2020-12-03

物物之間的飛鴿傳書 慈大李添福致力於信息加密

慈大醫資李添福老師致力研究如何讓儀器之間可以進行安全、有效率又不消耗過多資源的溝通。

【本報綜合報導】聽過「飛鴿傳書」吧!那是古人互通信息的方式。古人為了要兼顧效率與安全性,想出了訓練信鴿傳遞信息的方式,如果傳遞的信息非常重要,甚至會開發暗號(密碼),只有單位中的人才能解讀。
當然飛鴿傳書其實並真的那麼安全,鴿子可以被攔截、信息可以被偽造,這些橋段大家應該都不陌生…即使一切都很完美,但鴿子從甲地飛到乙地也還是曠日廢時,真的既不安全又沒效率!
到了現代,不只是人與人之間需要互通信息,物物之間也需要互通信息。是否曾經想過,當你拿起手機打電話給朋友時,雖然朋友的手機馬上就可以收到你的信息,但電波是否有被空中攔截的可能呢?

慈大李添福老師和他的研究團隊

為了避免電波半路被攔截、信息外漏,手機送出的信號都經過加密處理,等另一方收到後再即時解密。這方面的技術目前已經發展到相當安全,一點都不用擔心洩密—但有個美中不足之處,就是為了要安全,送出的信息的加密處理需要大量的運算,造成發出與接受信息的儀器(比如說手機)需要消耗大量資源(通常是電力)。
手機很耗電需要每天充電,這大家應該早就習慣了。但並不是每個儀器都可以如手機這麼方便的每天充電。比方說心率偵測器或是胰島素幫浦這類的儀器,通常我們安裝了以後就會希望它可以幾個月甚至幾年都不要充電/換電池。但我們又希望心率偵測器可以每天記錄病人的狀況發送給醫院,甚至在病人心臟發生異常狀況時能夠即時發出信號,讓醫院能在第一時間跟病人聯絡,以免錯失寶貴的急救時機,不是嗎?
有鑑於此,送出的信號其加密過程就需要進行輕量化(也就是說,讓它不需要大量的運算),以降低資源的消耗。但在輕量化的同時,也必須兼顧安全性,否則送出的信息因為太容易被破解而遭到變造,就糟糕囉。
慈濟大學醫學資訊學系李添福老師就是在研究如何讓儀器之間可以進行安全、有效率又不消耗過多資源的溝通。為了要兼顧這三者,李老師嘗試著以不同的方式來進行信息的加密,包括使用「混沌映射」與「PUF」(物理不可複製函數)等方法。另外,由於過去這些技術多半用於兩、三個裝置之間的溝通,極少應用在一群裝置之間,李老師也計畫要將這些技術應用在一群裝置之間的相互溝通。因為這些技術都需要數學運算,所以李老師也強調,對這個領域有興趣的同學們一定要喜歡數學喔!