Cuando caminamos o nos movemos, generamos energía cinética de una manera única para cada persona. Nuestra investigación más reciente demuestra que es tan única que puede usarse para autenticar nuestra identidad.
Además, esta energía cinética también puede utilizarse para alimentar nuestros dispositivos personales.
La energía y la seguridad que obtenemos de la energía que generamos al caminar son ideales para las tecnologías ponibles.
Los dispositivos ponibles y móviles se han convertido en parte integral de nuestra vida cotidiana. Recopilamos y almacenamos enormes cantidades de información personal en esos dispositivos: se sincronizan cuentas, se registran movimientos y ubicaciones, y mucho, mucho más.
Muchos hacemos un seguimiento de nuestra salud con dispositivos como FitBits, Apple Watches, monitores de frecuencia cardíaca y otros similares. Según el grupo de investigación de mercado IDTechEX se prevé que el mercado de las tecnologías ponibles personales alcance los 150.000 millones de dólares estadounidenses (200.000 millones de dólares australianos) para 2026.
Pero los investigadores han descubierto que algunos de estos dispositivos son vulnerables a ataques. También es posible que una persona conecte su dispositivo al monitor ponible de otra sin que esa persona lo sepa.
Un posible atacante podría entonces conectar su dispositivo al de otro usuario y atribuirse los datos de ese usuario. Por ejemplo, un atacante podría obtener posibles descuentos en el seguro médico y otras ventajas ofrecidas a las personas que permiten a las aseguradoras acceder a los datos de sus dispositivos tecnológicos ponibles.
Más preocupante aún, a medida que se utilizan más los dispositivos móviles para vigilar la salud de las personas, preocupa que esos sistemas puedan ser vulnerables a ataques de suplantación de identidad.
Los dispositivos ponibles y móviles suelen requerir algún tipo de autenticación del usuario para hacer frente a estos ataques de suplantación de identidad y proteger las grandes cantidades de datos personales que recopilan.
El problema de las contraseñas
La mayoría de los métodos de autenticación se basan en códigos PIN y contraseñas para proteger los dispositivos. Sin embargo, investigaciones recientes muestran que la mayoría de nosotros usamos solo dos contraseñas —con algunos cambios aquí y allá— en 12 cuentas distintas.
Constantemente nos piden que elijamos contraseñas difíciles y que no las anotemos. Sin embargo, según el Informe de investigaciones sobre filtraciones de datos de Verizon de 2016, el 63% de las filtraciones de datos confirmadas se debieron al uso de contraseñas débiles, predeterminadas o robadas.
Durante décadas hemos intentado desarrollar una alternativa mejor que no sea fácil de vulnerar ni exija introducir información que solo el usuario conocería.
Estamos caminando
Una de las soluciones más prometedoras para autenticar a los usuarios consiste en reconocer nuestra forma de caminar o nuestra marcha mediante sensores ponibles, como acelerómetros que miden los movimientos humanos.
Nuestra forma de caminar es única, incluso si caminamos de manera ridícula.
Como cada persona tiene una marcha distinta, que afecta de manera diferente al movimiento de los segmentos del cuerpo, esta puede utilizarse como huella digital para identificar y autenticar a un usuario.
Las principales ventajas de utilizar la marcha como método de autenticación son su disponibilidad y espontaneidad, ya que caminar es una actividad cotidiana.
A diferencia de otros métodos de autenticación, el reconocimiento de la marcha no es intrusivo. Nuestra marcha puede medirse y analizarse sin que siquiera lo sepamos. No tenemos que introducir información periódicamente para verificar que somos nosotros. La marcha puede utilizarse continuamente para autenticar al usuario.
Pero hay un inconveniente: muestrear nuestros movimientos consume energía de nuestros dispositivos.
Somos una fuente de energía
El muestreo de nuestros movimientos mediante acelerómetros requiere energía, por lo general del orden de unos pocos milivatios. Esto dificulta adoptar la autenticación de usuarios basada en la marcha en dispositivos ponibles donde la energía disponible es limitada.
Añadir una batería más grande a un dispositivo ponible o cargarlo con más frecuencia no son soluciones prácticas.
Para abordar este problema, existe un gran interés en la recolección de energía cinética (KEH, por sus siglas en inglés). Esta tecnología convierte nuestro movimiento en energía eléctrica que puede utilizarse para mantener una carga lenta y prolongar la duración de la batería de los dispositivos ponibles.
Ya empiezan a aparecer en el mercado algunos productos ponibles que utilizan KEH. AMPY lanzó el primer cargador ponible del mundo que transforma la energía cinética del usuario en energía para la batería. De manera similar, SolePower fabrica botas inteligentes que aprovechan los pasos del usuario para alimentar luces, sensores y GPS integrados.
Con estos rápidos avances, es probable que la KEH se integre en futuros dispositivos ponibles y móviles para complementar o sustituir las baterías.
Recolección de energía cinética única
Al examinar los voltajes de salida de la KEH, descubrimos que cada persona también presenta patrones energéticos únicos al realizar distintas actividades.
Por lo tanto, la KEH constituye no solo una fuente de energía, sino también otra forma de autenticación.
La principal ventaja del reconocimiento de la marcha basado en KEH es el potencial de ahorrar una cantidad considerable de energía, ya que no necesita utilizar acelerómetros.
Como cualquier técnica de autenticación, esta también presenta riesgos de seguridad. Por ejemplo, una firma puede falsificarse, un número PIN puede piratearse y una contraseña puede guardarse automáticamente.
Entonces, ¿qué tan segura es la autenticación KEH-Gait?
Prueba de seguridad
Para evaluarla, construimos dos prototipos distintos de KEH y validamos experimentalmente su rendimiento con 20 participantes, cada uno de los cuales realizó 200 ciclos de marcha. Cada participante intervino en dos sesiones independientes de recopilación de datos.
Recopilamos nuestros datos en varios entornos, tanto interiores como exteriores, y en terrenos llanos, de hierba y de asfalto, para representar los cambios naturales de la marcha a lo largo del tiempo y en distintos terrenos.
Nuestros resultados muestran que KEH-Gait puede alcanzar una precisión de autenticación del 95% y reducir el consumo de energía un 78,15% en comparación con las técnicas convencionales de autenticación basadas en acelerómetros.
También probamos la robustez del sistema KEH-Gait frente a un atacante que intentara imitar los movimientos de otra persona. De 100 intentos de suplantación, 13 fueron aceptados por error.
Pueden producirse algunos falsos positivos cuando los patrones de marcha del impostor y del usuario son parecidos. Sin embargo, el carácter conductual de la marcha humana proporciona a nuestro método protección frente a esos ataques. Como KEH-Gait autentica continuamente al usuario, resulta más difícil reproducir su marcha. Imitar la forma de caminar de una persona a lo largo del tiempo es extremadamente difícil, si no imposible.
Así, al captar movimientos únicos de cada usuario, KEH-Gait ofrece una herramienta de autenticación segura, continua e implícita, un avance prometedor ante el auge del mercado de dispositivos ponibles.
