對(duì)于未來科技的安全研究，零日可能會(huì)遲到，但從不會(huì)缺席。今天我們就來談?wù)勛罱蠹覠崃矣懻摰腦R科技。

不過，此XR并非彼XR，我們要談的不是蘋果iPhone XR的安全問題，而是擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR - Extended Reality），一種被稱為屬于未來的新鮮技術(shù)。

VR/AR/MR/XR四者之間什么區(qū)別？

作為科技安全圈的老司機(jī)們，想必大家已經(jīng)有過VR或AR接觸史，甚至不少發(fā)燒友花大價(jià)錢自購(gòu)了VR/AR設(shè)備，但MR和XR又是什么新品種？別著急，零日先來大致說一下VR/AR/MR/XR四者之間的區(qū)別。

   先上一張圖。一目了然，擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）就是VR/AR/MR三者的集合，所以也有人根據(jù)擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）是“由計(jì)算機(jī)圖形和可穿戴設(shè)備生成的所有真實(shí)和虛擬環(huán)境”的定義，將XR中的“ X”理解成一個(gè)變量。

   也就是說，現(xiàn)在有AR/VR/MR，未來還可能有BR（迷惑現(xiàn)實(shí)-Baffle Reality）、CR（影像現(xiàn)實(shí)-Cinematic Reality）、DR（蒙蔽現(xiàn)實(shí)-Deceive Reality）等等“R”字輩科技。（當(dāng)然這都是零日隨口一說，能不能實(shí)現(xiàn)還得技術(shù)大佬們說了算的）

   言歸正傳，擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)XR是一個(gè)囊括三種技術(shù)的總稱，而VR/AR/MR就各有不同了：

   首先，VR又叫虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality），說白了就是假現(xiàn)實(shí)。具體指的是利用電腦模擬三維空間，通過感官模擬一種沉浸感和臨場(chǎng)感，就像把人帶到一個(gè)虛擬的仿真世界。

     不過，要是單純的影像內(nèi)容，就和看普通3D電影沒什么差別；所以虛擬現(xiàn)實(shí)VR內(nèi)容和傳統(tǒng)3D影像的區(qū)別在于人與影像內(nèi)容的互動(dòng)感。

（這就跟《盜夢(mèng)空間》差不多，游走在90°折疊的城市，能騙過眼睛五感和大腦，全程高能又科幻，但一切都是假的！）

   至于AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality），則是現(xiàn)實(shí)世界的Pro版。說簡(jiǎn)單點(diǎn)，就是在真實(shí)空間里植入虛假內(nèi)容，把虛擬信息（物體、圖片、視頻、聲音等）映射在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中。很明顯，VR是帶你精神穿越，AR則是高樓林立的現(xiàn)實(shí)中，再現(xiàn)海市蜃樓。

   最后，MR，混合現(xiàn)實(shí)（MediatedReality），倒可以直接看作是VR/AR結(jié)合體，因?yàn)樗傅氖呛喜F(xiàn)實(shí)和虛擬世界后產(chǎn)生的新可視化環(huán)境。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，下班回家的你，戴上MR設(shè)備看暴力美劇，施瓦辛格會(huì)跳出傳統(tǒng)屏幕，在你眼前吹胡子瞪眼，甭管你移動(dòng)到哪，他都只對(duì)著你演。

眼下，“R”科技能干嘛？

在XR的幾種技術(shù)中，可以說AR民眾基礎(chǔ)最大，至于能干嘛？光AR應(yīng)用就能讓你大開眼界。

（1）AR游戲

虛實(shí)融合娛樂至死，催生了AR游戲暢快淋漓的極致體驗(yàn)，也促成了AR游戲火爆全球。從技術(shù)上來說，脫胎于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的AR游戲，在多動(dòng)態(tài)Marker、HDR反射、遮擋碰撞及GPS技術(shù)的加碼下，最終突破了虛實(shí)界限。

AR游戲《哈利波特：巫師聯(lián)盟》

   2016年，任天堂與Niantic聯(lián)合開發(fā)的《Pokémon Go》風(fēng)靡各國(guó)，進(jìn)一步加速了AR在游戲領(lǐng)域的發(fā)展，哈利波特等經(jīng)典IP紛紛開始AR游戲化。

AR游戲《The Machines》

（2）AR相機(jī)

   游戲之外，鏡頭之下，同樣有AR的天地。2019年，字節(jié)跳動(dòng)下屬實(shí)驗(yàn)室AI Lab研發(fā)了一項(xiàng)名為L(zhǎng)andmark的技術(shù)，透過3D視覺技術(shù)并針對(duì)室外場(chǎng)景進(jìn)行檢測(cè)、運(yùn)算，在最快的時(shí)間內(nèi)來呈現(xiàn)出這種AR特效。

上海東方明珠“天空之城”、重慶“朋克洪崖洞” 

LandmarkAR 效果

   現(xiàn)如今，這款技術(shù)已應(yīng)用在抖音App中，在拍攝城市地標(biāo)建筑時(shí)，就能體驗(yàn)到這種AR特效，除了一些自拍方向的AR相機(jī)研究，不得不說字節(jié)跳動(dòng)將AR相機(jī)技術(shù)帶進(jìn)了新一代的短視頻創(chuàng)作領(lǐng)域。

（3）AR導(dǎo)航

   傳統(tǒng)導(dǎo)航已不新鮮，AR導(dǎo)航正預(yù)謀取而代之。2019年，Google推出了GoogleMaps AR導(dǎo)航，視野正前方的AR景象，帶來了“平視”導(dǎo)航新體驗(yàn)，開啟了逆轉(zhuǎn)“低頭族”新趨勢(shì)。

   Google Maps AR之外，AR City、Moovit等“AR導(dǎo)航”破土而出，甚至汽車也開始研發(fā)AR導(dǎo)航應(yīng)用。公交應(yīng)用程序開發(fā)商Moovit也將AR引入其移動(dòng)應(yīng)用程序，幫助使用者通過視覺尋找車站。從而使用戶可以更輕松地在視覺上找到站點(diǎn)和車站。

（4）AR軍用

   在游戲、相機(jī)等娛樂休閑類民用開發(fā)之外，AR技術(shù)逐漸滲透至軍事領(lǐng)域。早在2018年，美國(guó)陸軍曾一次性采購(gòu)10萬臺(tái)HoloLensAR眼鏡，用于戰(zhàn)斗任務(wù)和士兵訓(xùn)練。

   自此，AR技術(shù)逐漸發(fā)展出了一個(gè)軍用向市場(chǎng)，并迅速出現(xiàn)了北美、歐洲、亞太、中東、非洲和南美等六個(gè)AR軍用市場(chǎng)。其中，僅北美AR軍用市場(chǎng)就齊聚了Google LLC、Applied Research Association Inc.等一大批公司。

   從游戲到工具，從民用到軍用，“R”科技能干的事兒遠(yuǎn)比看到的多。仔細(xì)研究還會(huì)發(fā)現(xiàn)，技術(shù)應(yīng)用都跟擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)XR帶來的復(fù)興感官體驗(yàn)密不可分。

未來，XR能模擬哪些感官體驗(yàn)？

   說到技術(shù)帶來的感官體檢，擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)XR及VR/AR/MR三種技術(shù)，最突出的就是視覺，其次則是聽覺、觸覺、嗅覺、味覺和“ 第六感 ”，共計(jì)六種體驗(yàn)。

（1）視覺體驗(yàn)

    眼睛最直觀也最難騙，而擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)XR帶來的視覺體驗(yàn)，也根據(jù)VR/AR/MR的區(qū)別，呈現(xiàn)上有所差別。

   首先，VR看見的影像，是全虛擬且無法看到現(xiàn)實(shí)環(huán)境的，所以就有了體驗(yàn)者與旁觀者兩種視角。在親身體驗(yàn)者視角，戴上設(shè)備自己就是這個(gè)世界的勇者，就像這樣。

   而到了圍觀吃瓜群眾眼中，你卻是這樣的。

   至于AR技術(shù)的視覺體驗(yàn)，是看到現(xiàn)實(shí)環(huán)境中出現(xiàn)虛擬內(nèi)容，有點(diǎn)類似在現(xiàn)實(shí)世界環(huán)境打網(wǎng)絡(luò)CS，比如這樣。

   到了MR這，視覺體驗(yàn)上就既有AR又有VR。虛擬的內(nèi)容可以映射在現(xiàn)實(shí)環(huán)境里，還能用過設(shè)備處理虛擬影像。

（2）聽覺體驗(yàn)

   音樂發(fā)燒友都知道杜比音效、無損音質(zhì)，XR技術(shù)下的聽覺體驗(yàn)，帶來的則是3D版沉浸式音頻體驗(yàn)。說簡(jiǎn)單點(diǎn)就是聲音來自四面八方，分分鐘站在舞臺(tái)中心聽音樂。

   看見這過山車沒，伴隨著視覺上的刺激，聽到的聲音都是經(jīng)過處理，最大限度模擬實(shí)景音頻。

（3）觸感體驗(yàn)

   所謂觸感，指的是因?yàn)榻佑|而引起的反應(yīng)，XR技術(shù)的觸感體驗(yàn)，就是模擬人接觸時(shí)的感覺。比如，你戴上裝備，手中明明空無一物，卻感覺在拆桌子。

（4）嗅覺體驗(yàn)

   在XR技術(shù)領(lǐng)域，模擬氣味雖然比較新穎，但研發(fā)機(jī)構(gòu)也不在少數(shù)。原理解釋起來也不復(fù)雜，就是通過變換氣味的裝備，根據(jù)你看到的摸到的東西，反饋?zhàn)钯N近的味道。

   聽起來嗅覺體驗(yàn)好像沒什么，但要是放在實(shí)際體驗(yàn)上就不一樣了。你“看見”有人遞過來一束花，伸手接了過來并真實(shí)地觸摸到了花的重量，接著你就聞到了花的香味。

（5）味覺體驗(yàn)

   先別驚訝，XR技術(shù)模擬味覺的確真實(shí)存在， 至于怎么實(shí)現(xiàn)？ 就要先從味覺感知上來說，都知道味覺來自舌頭，其實(shí)視覺、聽覺、嗅覺甚至記憶的作用下，也能模擬味覺體驗(yàn)。

 吃東西的味覺來說了，最直觀呈現(xiàn)味道的是舌頭，但想復(fù)制味覺體驗(yàn)，卻可以從眼睛、耳朵甚至記憶上下手。

   聰明的研究人員們，就在氣味、顏色、形狀等因素上下功夫，從而實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)味覺的體驗(yàn)。詹姆斯·比爾德基金會(huì)（James Beard Foundation）近期推出的Aerobanquets RMX中就通過XR體驗(yàn)，仿造了味覺的感知。

（6）第六感

   別慌，零日要說的真的正常感知意外，意識(shí)上的“第六感”。不過“第六感”體驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)，就要通過機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能在XR技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

   解釋有點(diǎn)復(fù)雜，不過可以舉例說明。比如，醫(yī)生做手術(shù)前，先用XR技術(shù)模擬操作，這時(shí)機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能則會(huì)提供咨詢服務(wù)，以此提高手術(shù)的成功性。

XR會(huì)遇到什么安全問題呢？

   其實(shí)不用零日說，大家也都懂技術(shù)利弊雙存的道理。XR的內(nèi)核既然是模擬人的感官，其安全隱患，或者說威脅最終的受害者就是人本身了。接下來，零日就從安全角度，說說XR在數(shù)據(jù)安全和漏洞攻擊兩個(gè)方面對(duì)人的威脅：

（1）數(shù)據(jù)威脅

   相比于已經(jīng)讓我們深陷信息泄露旋渦的常規(guī)電子設(shè)備和應(yīng)用程序，XR設(shè)備不僅收集常規(guī)數(shù)據(jù)，還會(huì)大量收集使用者的聲音、習(xí)慣、交互、樣貌、注意力等詳盡的隱私數(shù)據(jù)。這些更為個(gè)人的數(shù)據(jù)一旦被有心人竊取，稍加分析就能生成人物圖像，進(jìn)行精準(zhǔn)打擊。

（2）漏洞隱患

   老粉都知道，零日一直說漏洞無處不在并非危言聳聽，這個(gè)老問題放在XR技術(shù)上同樣存在。而隨著XR技術(shù)被廣泛應(yīng)用在游戲、購(gòu)物、建筑、醫(yī)療、教育等專業(yè)領(lǐng)域，黑客順“洞”而來，最先破壞就是視覺畫面，可能是顯示錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，也可能是篡改的畫面，威脅層級(jí)恐怕跟當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)攻擊持平。

零日反思

零日一直強(qiáng)調(diào)，技術(shù)發(fā)展安全先行，XR技術(shù)普及縱然還有很長(zhǎng)的路要走，但并不妨礙現(xiàn)在就開始夯實(shí)安全基礎(chǔ)，不然等大樓建成了，再去研究怎么抵御攻擊，成本和難度可就是現(xiàn)在的倍數(shù)了。