在上一次的分享中，藉由資訊圖表的幫助讓我們對(duì)于《巴拿馬報(bào)告》（Panama Paper）能夠快速又正確的掌握基本訊息，進(jìn)而能夠開始展開對(duì)于資料的詮釋及應(yīng)用——探索式資料分析（Exploratory Data Analysis，簡(jiǎn)稱 EDA），就是運(yùn)用視覺化、基本的統(tǒng)計(jì)等工具，來(lái)“看”一下資料；以期進(jìn)行複雜或嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鲋?，能夠?qū)Y料有更多的認(rèn)識(shí)。今天，就以一個(gè)資安小故事，讓我們演練一下在資料分析的方法論中，能夠讓你事半功倍的“探索式資料分析”。

故事是這樣開始的：

Data Genetics 的一位分析人員收到一封朋友寄來(lái)的笑話，信中宣稱“震驚全球的事實(shí)！世界上所有的信用卡 PIN 碼都被破解了！”——接著就列出了一連串從 0000 - 9999 的數(shù)字。（信用卡 PIN 碼其實(shí)就是一組四碼的數(shù)字密碼，在國(guó)外刷卡消費(fèi)時(shí)作為認(rèn)證使用，等同于我們?cè)谂_(tái)灣刷卡時(shí)的簽名這個(gè)動(dòng)作）因?yàn)樗拇a的密碼就只有這一萬(wàn)種組合，所以看到這種“廢文”般的笑話大多數(shù)人當(dāng)然是一笑置之；然而，這引起了這位分析人員的興趣：短短的四個(gè)數(shù)字里面，哪些密碼是最容易被猜中的呢？

現(xiàn)在，讓我們跟著這個(gè)故事，演練在資料分析的方法論中，如何進(jìn)行“探索式資料分析”：

首先，顯然地 Data Genetics 不是信用卡或銀行單位、也不是專門攻擊這些單位的黑帽駭客；身為一個(gè)資料科學(xué)家，資料的取得是很重要的一環(huán)；當(dāng)無(wú)法取得原始資料或是完整資料、資料來(lái)源受到限制的時(shí)候，就必須做出假設(shè)，并根據(jù)這些假設(shè)取得合理的資料來(lái)源，透過(guò)適當(dāng)?shù)娜印⒈平蚰M我們的研究對(duì)象。

在這個(gè)故事里，分析人員從各種已經(jīng)公開釋出、曝光或被揭發(fā)的數(shù)字密碼資料庫(kù)與資安漏洞中，過(guò)濾出共三百四十多萬(wàn)筆的四碼數(shù)字密碼，并且假設(shè)人們傾向于在不同情境中使用同一組密碼，將這組資料集作為研究對(duì)象，試著從密碼組成的頻率去分析。

利用基本的統(tǒng)計(jì)工具，可以由組成數(shù)字的頻率直接知道哪一些密碼是最常被使用的，換句話說(shuō)，哪些密碼是最容易被猜到的？

分析的結(jié)果，不意外地，老梗的“1234”、“0000”、“6969”等規(guī)律排列堆疊的數(shù)字組合名列前茅。但是，他同時(shí)也發(fā)現(xiàn)有些特別的規(guī)律：例如高居第六名的“1004”在韓文中的讀音接近“天使”（從這點(diǎn)我們也可以推測(cè)該分析人員使用的資料集有部分應(yīng)該來(lái)自韓國(guó)）、還有第二十二名的“2580”看起來(lái)毫無(wú)規(guī)律，但是大家只要拿起手機(jī)或看看電話的撥號(hào)鍵，就知道原因了。

即使是簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)作圖，也能告訴你很多一眼看不出來(lái)的秘密。不相信嗎？讓我們來(lái)看看幾張讓你秒懂密碼內(nèi)幕的圖表??

可以看到，“19”開頭的出現(xiàn)頻率確實(shí)明顯高過(guò)其他的組合（同時(shí)也看到疊字組合仍是萬(wàn)年不敗）；再來(lái)看看所有“19??”的分布：

可能跟出生、或是生活中的重大事件有關(guān)，“195X”一直到“198X”的出現(xiàn)頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過(guò)其他年份，這點(diǎn)也符合直覺——會(huì)使用密碼的族群主要也是在這些年份出生的青壯年人口為主。

矩陣的視覺化一直是個(gè)強(qiáng)大的工具：以四字密碼作為範(fàn)例，可以將其拆成前后兩組兩位數(shù)字的組成，將出現(xiàn)頻率描繪在一個(gè) 100 x 100 的矩陣中。

越偏白黃的顏色就是頻率越高的組合，偏紅黑色即是頻率低的組合。

透過(guò)矩陣的視覺化，我們其實(shí)能夠直接得到前面的圖表中呈現(xiàn)的資訊；換句話說(shuō)，矩陣視覺化在同樣的篇幅中，提供了更豐富的資訊。以上面提到的“19XX”模式為例：

可以看到有一排很亮的直線，它代表了“19”開頭的這一排，可以跟前面的“19XX”分布圖做個(gè)對(duì)照，他們其實(shí)是說(shuō)同一件事：可以看成是上圖的高度改成用顏色取代，變成了下圖的一條直線。

除了“19XX”開頭，其實(shí)只要是“1XXX”都是相對(duì)亮的區(qū)域；從矩陣視覺化可以很明顯看出界線；不需要另外繪製一張下圖這樣的相對(duì)頻率分布就可以清楚的指出來(lái)。

將矩陣做灰階處理后，也可以很輕鬆地找出“亮點(diǎn)”，把常見的數(shù)字組合標(biāo)記出來(lái)。

花了不少的篇幅也介紹了幾樣工具，不知道大家有沒有什幺收穫呢？如果對(duì)于最后提到的矩陣視覺化有興趣的朋友，在這邊也推薦中央研究院統(tǒng)計(jì)科學(xué)研究所的陳君厚研究員于 2014 資料科學(xué)愛好者年會(huì)分享的《Collaboration with Statistician? 矩陣視覺化于探索式資料分析》，學(xué)習(xí)愉快！

文章: 2016-04-19 09:28:20-123.120.39.162 Summit Suen

堅(jiān)信“Data Speaks Louder Than Words”，藉由資料科學(xué)（Data Science）將數(shù)學(xué)帶出象牙塔服務(wù)人群，期望讓數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)（Data-Driven）的觀念帶動(dòng)各種商業(yè)模式的洗鍊。目前服務(wù)于以數(shù)據(jù)服務(wù)為核心的新創(chuàng)公司，擔(dān)任技術(shù)總監(jiān)。

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