Yahoo奇摩新聞 轉譯醫學與資安》混沌演算法模擬個人化脈搏 醫學知識轉化成加密利器
混沌數學應用在後量子時代的密碼學設計，能保護系統及通訊安全，甚至應用於無人機的匿踪。（圖片來源／維基百科）
（讀者投書－作者為清大轉譯政治經濟學研究小组成員李品萱。本文不代表《信媒體》立場）
轉譯醫學，體徵的輸出翻譯，目前被廣泛應用於消費性穿戴式裝置，如Garmin手錶與 Apple Watch，單純記錄血氧，以及最近與精品品牌合作的芬蘭品牌Oura Ring則是睡眠檢測，多數人熟悉的心電圖則是將身體裡所有津液的電位變化擷取出，並轉為可視化的圖像數據，也是種被普遍熟知的轉譯醫學技術。
這些市售穿戴式裝置與技術為實際紀錄身體基本數據，身體顯示多半為健康狀況，事實上，這些轉譯醫學的應用在擷取的數據種類與擷取的方式上，並非完全涵蓋所有醫療需求。
比如肝炎與肝硬化此類沉默器官的發病必須在發炎之初察覺根除，但尚未存在一種機制可以連續性地徵測肝臟數據。又比如心電圖的信號並非真的如顯示器上那般，單單屬於有高低起伏的線性狀態，人體數據實質在監測過程中沿著不同方向不斷伸縮、混合後交互作用，呈現出混沌而非線性數學的特質。
超越線性訊號的隨機特性
既然心電圖是以混沌數學呈現，普遍的線性理論將無法模仿不停隨機運動的複雜數據，也無法從心電圖中物理信號對應時間的關係看出個人化特徵，但混沌算法就可以解決天生混沌的系統。
根據台大物理系陳義裕教授在「數學傳播—淺談混沌」演講裡頭提及，混沌的系統既然可以迅速的運動至任何隨機狀態，也就可以在短時間內進入我們想控制住的週期解附近，有這樣的優勢就可能做出複雜訊號的再現甚至模擬，諸如樂器的音色模擬、或是個人心電圖的混沌訊號再現。
音色模擬的好處顯而易見，就是以更簡便方式達到相似效果。那心電圖訊號透過混沌轉譯模擬的好處，就是可以做出一套難以解碼的資訊傳輸系統。
目前多數的傳輸規則為線性的訊號計算，加密的方式也是被整齊排列的數值碼加上幾道鎖，將很輕易的被解密與描摹，甚至普通的以排列組合不斷計算，都有可能破解現存計算方式。
人體上必須被分析的混沌訊號
混沌除了在資安上有一大可行應用，在疾病監測上也大有可為。我們以與心電圖信號同樣可以觀測生理特徵點的光體積變化描記圖法（PPG）來看，PPG也是去對應器官所釋出的訊息加以深度劃分的常用手法之一，此種測量血液變化的方法，也就直接受脈動影響。
而脈搏流動的管道也如同心臟一般，以非線性的不穩定機制流動，該機制會在血液流速緩慢的情況下引起血管內不穩定的血流，甚至會激發血管內呈現螺旋渦流的組成狀態，由此使流動模式不正常的快速增長，又被分解為的湍流（不穩定的血流），這樣不穩定的情況會使每次脈動循環期間都出現流動的逆轉，最後流回片狀的層流（Laminar），會對血管產生不利影響，並已被證明會造成血管內皮細胞層的炎症與功能障礙。
這種脈動中的非線性流體動力學的不穩定性與湍流現象，就更迫切需要有混沌的特性的算力技術，抓出那些迅速且隨意運動的體徵，以PPG甚至是任何方式去監測，作出更好的模擬分析工具，計算出治療的算法與數值。若以混沌算法成功模擬個人化的脈搏後，甚至可以打破PPG監測裡被生物自然環境所干擾的問題，也降低感測器跟蹤運動頻率而被誤判為心律的可能性。
混沌作為難以被破解的資安系統
在資訊安全領域中，由於線性通訊還需另外添加一套鎖碼系統來杜絕外部侵入，但倘若使用混沌的程式碼來編成原本的系統，就無需額外的加密編成進行保護，且有效的打擊了線性鎖碼系統常被詬病的容易被破解與偷竊等等問題，以至於可以防範現存大多數的線性破解系統，等於是築了一道非規律性的屏障防止入侵。
若是以個人心律體徵去擷取出混沌的特性，經由同步電路的技術去創造以個人為單位的通訊系統，再加上混沌本身對資安的初步保障，就可以產生一個目前最為安全可信賴的系統。若己方得知所使用的是何種混沌算法，得知是在何種混沌情況下發送自己的訊息，己方甚至也可以操作近似的混沌算法來獲取資源，成為有力且安全的資安工具。
從「轉譯醫學」到「轉譯政治經濟學」的思路
轉譯醫學的成功，來自分子化學（李遠哲所創並因此得到諾貝爾化學獎）和分子生物學脱胎於傳統化學和生物學。在科學革命史上，為新典範的建立。而混沌原作為物理學研究對象，是清華大學數學系畢業的李天岩教授，在拿到美國馬里蘭大學博士學位的第二年，以一篇Period Three Implies Chaos在The American Mathematical Monthly Vol. 82, No. 10 (Dec., 1975) 發表而開創了混沌數學。
相對於牛頓的線性數學作為數位（Digital） 電腦的密碼學，中國的王小雲教授早在2004年起便已經發展出演算法、提供駭客破解MD5和 SHA-1必要的數學基礎。而李天岩教授（非線性的）混沌數學應用在後量子時代的密碼學設計，卻可以顛撲不破地保護系統及通訊安全，甚至應用在未來台海可能戰爭的最重要武器──無人機的匿踪。這就是，轉譯政治經濟學以國家安全研究為目標，從政治經濟學角度分析基礎科學的典範轉移，如何改變傳統地緣政治的思路。
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