谷歌蘋果量大操作系統聯手抗擊新冠病毒,原理是什麼?

在傳染病暴發期間,公共衛生專家擁有的最佳工具之一是老式的偵探工作:找到每個病人,然後弄清楚他們最近與誰進行了接觸。這種稱為接觸追蹤的技術有助於控制像COVID-19這樣的疾病爆發。但是隨著某些地區的病例數開始上升,沒有足夠的資源來追蹤每一次新感染的接觸者。例如,在康涅狄格州韋斯特波特的一次聚會上爆發了新冠病毒感染,這給當地疾病專家留下了數百名潛在聯繫人的名單。


谷歌蘋果量大操作系統聯手抗擊新冠病毒,原理是什麼?

傑森·雷德蒙德(Jason Redmond)/法新社

蘋果和谷歌最近宣佈了一個基於藍牙LE的COVID-19聯繫人追蹤平臺,該平臺可以提醒人們是否已經感染了新型冠狀病毒。聯繫人跟蹤是終止大規模流行病“待在家中”政策的重要組成部分,儘管手機跟蹤無法替代傳統方法,但可以對其進行補充。

Google和Apple通過使用藍牙 LE信號進行感染者聯繫人跟蹤。當兩個人彼此靠近時,他們的電話可以交換一個匿名識別碼,記錄他們已經密切接觸。如果以後有人被診斷出患有COVID-19,其他人可以通過應用程序共享該信息。然後該應用程序將會把通知發送給確診者接觸過的人。可以說該應用程序可能會填補傳統人與人之間的聯繫追蹤中的一個空白:如果您知道該人是誰,則只能說出誰被暴露了。如果您被診斷出患有COVID-19,並且在那周早些時候站在了地鐵上的一個陌生人旁邊,您雖然無法在程序中提供該陌生人的名字,但是蘋果和谷歌所做的努力是在COVID-19聯繫人追蹤平臺會提醒通知您身邊的那位陌生人。

當然,前提是您和那位陌生人都下載使用了該應用程序。不過,目前尚不清楚有人需要花多少時間與患病的人接觸會導致感染,該應用程序做到的是可以警告更多的陌生人,從而讓有過接觸的其他聯繫人可以在必要時進行自我隔離。理想情況下,這意味著您不必透露自己的姓名,位置或其他個人數據。

接下來是關於人們將如何實際使用該系統的問題。

谷歌蘋果量大操作系統聯手抗擊新冠病毒,原理是什麼?

第一階段基於應用程序

從下個月開始,蘋果和谷歌將分兩個階段啟動該程序平臺,從五月中旬的應用程序編程接口(API)開始。無論用戶使用的是哪種操作系統,該API將確保iOS和Android應用程序可以跟蹤用戶。但僅限於公共衛生機構在iOS App Store和Google Play Store上發佈的官方應用。

在此第一階段中,您需要其中一個應用程序才能參與該計劃。App A的手機就可以與App B交換密鑰。目前一個國家政府或許多小型地方機構啟動了自己的應用程序,或者政府可以批准由社會團體(如大學)建立的應用程序。谷歌和蘋果尚未公開確定許多細節,在未來幾周內我們會持續關注。

無論應用程序是什麼樣,您都必須主動將其添加到手機中,這幾乎肯定會減少使用COVID-19聯繫人追蹤程序平臺的人數。

第二階段將選擇跟蹤添加到IOS和ANDROID系統

遵循該API,谷歌和蘋果希望將聯繫人跟蹤添加為IOS和Android的核心功能。目前,該方法還有些模糊,但目標是可以通過電話設置等方式選擇加入。這將打開數字密鑰交換,而無需第三方應用程序。然後,如果您暴露在外,您的手機會以某種方式發出信號,並敦促您下載應用程序以獲取更多信息。

這其中會引起了一些問題。例如,用戶會收到模糊的彈出式通知,還是更詳細的信息?也不確定Android零散的生態系統如何使開發?Google可以通過Play商店推送快速更新,而不是等待運營商推出更新。也不知道單個的政府應用程序是否會要求諸如位置跟蹤之類的更具侵入性的權限-即Google和Apple的核心繫統未使用位置跟蹤。

當然,如果您的手機沒有藍牙 LE,則這些應用程序均無法使用。但是自2011年iPhone 4S以來,iOS就已經提供了支持,而Android平臺則在2012年就提供了藍牙LE支持。

手機如何發出這些信號?

簡短的答案是:藍牙。儘管該系統是藍牙低功耗(BLE)版本的規格,但該系統正在使用與無線耳塞相同的天線,這意味著它不會大量消耗電池電量。這個特定的COVID-19聯繫人追蹤程序平臺系統使用了BLE Beacon系統的一個版本,該版本已經使用了多年,經過修改可以用作手機之間的雙向代碼交換。

谷歌蘋果量大操作系統聯手抗擊新冠病毒,原理是什麼?

藍牙廣播代碼的工作流程

通過藍牙廣播代碼的工作流程,如系統的藍牙規範中所示。

信號到達多遠?

從理論上講,BLE可以註冊距離最遠100米的連接,但是它在很大程度上取決於特定的硬件設置,並且很容易被牆壁擋住。BLE的最常見有效範圍接近六英寸。該項目的工程師很樂觀,他們可以通過“閾值”在軟件級別上調整範圍(本質上是丟棄較低強度的信號),但是由於還沒有實際的軟件,因此大多數相關決定尚未制定。

如果被感染會怎樣?

如果您COVID-19測試為陽性,則系統應該將您的最後14天的匿名“密鑰”上載到服務器。其他聯繫人手機將自動下載密鑰列表,如果他們的歷史記錄中有匹配的密鑰,則會收到曝光通知。

該應用程序將需要確保人們確實受到感染,否則,可能會因錯誤地聲稱檢測出COVID-19而引起人們恐慌。COVID-19測試目前由專業人員管理,並由當地衛生當局記錄,因此Apple和Google可能會負責該過程以驗證測試。

無論哪種方式,共享密鑰都是自願的。這似乎意味著實際上手機用戶已經批准授權了上傳數據到COVID-19聯繫人追蹤平臺。

如果暴露了會怎樣?

如果人們如上所述共享他們的數據,則您的手機將每天檢查一次列表並查找關鍵匹配項,然後在找到匹配項時通知您。Google的示例警報非常簡單:它上面寫著:“您最近接觸過測試COVID-19呈陽性的人”,並提供了包含更多信息的鏈接。該信息將由提供該應用程序的衛生機構提供,目前還不知道該信息可能包括什麼,至少它可能會解釋COVID-19症狀和自我檢疫準則。

接觸不是一個簡單的二進制過程:與感染者在一起的時間越多,風險就越大。該文檔包含有關以5分鐘為間隔測量時間的引用數據。從理論上講,它可以將信息直接發送給用戶,也可以提供沒有確切數字的常規風險評估,從而增強匿名性。

就像之前說過的那樣,這些都不能代替傳統的聯繫追蹤採訪。如果做好了,它可以添加一個易於使用且不會過度損害隱私的平臺級系統。


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