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科學報 科學文摘 探索

「人臉識別」解鎖,到底安全不安全


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更新日期:2022220
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有句話叫做「沒有人兩眼之間的距離是一樣的」。在武俠小說中,高手可以通過兩眼之間的距離,識破他人的易容術。在現實生活中,手機可以通過檢索你的面部,識別手機前的人是不是你。人的面部信息,如同指紋、聲紋一樣,具有極強的獨特性,也成為了現在的常用解鎖方式之一。

但最近CCTV4頻道報道了一個新聞,戴上根據人的面部信息3D打印的面具,可以直接人臉解鎖他人的手機。這不禁讓大家在享受高科技帶來的便利的同時,產生了深深的疑惑:現在的人臉識別系統,真的安全嗎?

 (圖片來源:央視網)

  人臉識別究竟是如何識別人臉的?

要探究這個問題,首先就要明白,人臉識別的原理是啥。人的面部每天都會發生變化,今天可能長了個粉刺,明天可能多了點眼袋,面部表情也會時時發生變化,牽動臉頰、眼角等部分肌肉的改變,但這些變化並不會導致手機對你「翻臉不認人」。人臉識別之所以不會受到這些因素幹擾,是因為識別的關鍵是通過對局部「細節」信息的充分收集,進而判斷出「整體」人臉的身份特征。

 經典68特征識別點圖(圖片來源:CSDN)

上圖是經典的人臉識別的68特征識別點圖。當手機對你進行人臉識別時,會對這些特征點進行認證識別,從而判斷手機前的面孔是不是你本人。從這個角度看,人臉識別是在「盲人摸象」得到的細節信息基礎上,將這些信息收集在一起判斷人臉是不是你本人的。

為什麼這種通過局部推斷整體的方法能有「盲人摸象」的效果呢?這是因為雖然人的面部皮膚狀況等大部分信息是會經常發生變化的,但是用於識別人臉的部分特征點,通常是變化較小較為固定的區域,而通過大量地觀察並統計這些細微區域的視覺信息,就可以推斷出人臉的整體特征。所以其實這是一個「見微知著」的過程。

  「穿上馬甲」後,設備還能認出你嗎?

化妝、戴眼鏡、換發型,是我們平時改變個人形象的幾大方法。哪怕是很熟悉的朋友,有時候形象一變,我們也可能認不出來。那麼我們平時的「化妝、戴眼鏡」等行為,會不會對人臉識別的結果產生影響呢?

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戴上眼鏡,換個發型後,機器能否識別判若兩人的人臉呢?(圖片來源:搜狐新聞)

結合前面對人臉識別的核心方法的介紹,大家可以發現,會不會造成影響,就在於這些行為會不會對特征識別點造成大幅改變。

很多女生化淡妝時,仍然可以對手機進行人臉解鎖。但是畫濃妝時,就解鎖不了了。就是因為淡妝對特征點的改變不大,而濃妝則會對特征點產生較大的影響,以至於設備覺得面前來了一個「全新的人」。

同樣地,對於眼鏡而言,會不會對識別產生影響的重點在於會不會擋住特征識別點。從上面的特征點圖也可以看出,眼鏡一戴,肯定會有特征點被擋住。因此,絕大部分設備,當你戴上眼鏡之後,就認不出來你了。不過,現在越來越多的設備會提示戴眼鏡的用戶,同時錄入「戴眼鏡」和「不戴眼鏡」兩種狀態下的面部,從而解決設備「穿上馬甲就不認識你了」的問題。

人臉識別技術安全嗎?

說了這麼多,現在的人臉識別技術,到底安不安全呢?

首先我們要明確的是,人臉識別本身就不是百分之百准確的。大家使用一些app的「刷臉支付」功能時,可能會發現,有時候app會提醒你輸入手機號碼後四位。這就是因為app的人臉識別系統無法判斷出「你到底是不是你」,所以才需要手機號碼後四位進行驗證。而傳統的手機、電腦的人臉識別解鎖,一般面對無法清楚判斷的情況時,會直接選擇不予解鎖。

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但是,我們前面說過,人臉識別是基於面部的特征點進行檢測。因此,只需將你的面部信息完全複制,從理論上說,就可以對你的設備進行解鎖。這就是央視新聞中提到的,將人臉信息3D打印成面具之後,戴上面具就可以解鎖他人手機的原因。

與指紋和數字密碼這另外兩種常見解鎖方式相比,人臉識別的安全性處於中間位置。指紋信息由於是二維信息,最容易泄露。此前就有通過別人露出大拇指的高清照片,盜取別人的指紋進行解鎖的新聞。除此之外,我們日常生活中接觸的物品,也容易留下自己的指紋痕跡。而數字密碼由於有解鎖次數限制,多次嘗試錯誤之後會自動鎖死機器,反而在各種解鎖方式之中,顯得最為安全。

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通過打印3D面具對他人的設備進行解鎖之前,必須得到他人精確的面部信息,而獲取他人的面部信息,現在並不是一件容易的事情。人的面部是立體的,信息量是三維的,不是簡單地拍一張照片就可以得到這些信息。

不過,隨著最近技術的發展,我們越來越需要注意個人的面部信息安全。2019年,某科技公司推出的設備就擁有一項新的功能:用戶可以在獲取二維平面信息的同時,測出垂直鏡頭方向的深度信息。利用這種三維的信息獲取方式,用戶手持裝有激光雷達的設備,就可以掃描人臉的信息。

激光掃描儀功能(圖片來源:https://www.auto-testing.net/news/show-106359.html)

要獲得一個能夠用於制作3D面具的人臉模型,往往需要專業的掃描設備進行多次掃描,還需要你一動不動坐著好好配合掃描過程。因此目前普通設備掃描得到的人臉面部信息,受限於掃描的分辨率,暫時還不能滿足高精度人臉3D打印的需要。但這也提醒了我們,必須重視個人信息的安全保護。

請大家注意,在公共場所,如果你發現有人拿著手機對著你掃來掃去的時候,請務必制止這種行為!他有可能就在盜取你的面部信息!

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