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“人脸识别”解锁,到底安全不安全

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  有句话叫做“没有人两眼之间的距离是一样的”。在武侠小说中,高手可以通过两眼之间的距离,识破他人的易容术。在现实生活中,手机可以通过检索你的面部,识别手机前的人是不是你。人的面部信息,如同指纹、声纹一样,具有极强的独特性,也成为了现在的常用解锁方式之一。

  但最近CCTV4频道报道了一个新闻,戴上根据人的面部信息3D打印的面具,可以直接人脸解锁他人的手机。这不禁让大家在享受高科技带来的便利的同时,产生了深深的疑惑:现在的人脸识别系统,真的安全吗?

  

  (图片来源:央视网)

  Part.1

  人脸识别究竟是如何识别人脸的?

  要探究这个问题,首先就要明白,人脸识别的原理是啥。人的面部每天都会发生变化,今天可能长了个粉刺,明天可能多了点眼袋,面部表情也会时时发生变化,牵动脸颊、眼角等部分肌肉的改变,但这些变化并不会导致手机对你“翻脸不认人”。人脸识别之所以不会受到这些因素干扰,是因为识别的关键是通过对局部“细节”信息的充分收集,进而判断出“整体”人脸的身份特征。

  

  经典68特征识别点图

  (图片来源:CSDN)

  上图是经典的人脸识别的68特征识别点图。当手机对你进行人脸识别时,会对这些特征点进行认证识别,从而判断手机前的面孔是不是你本人。从这个角度看,人脸识别是在“盲人摸象”得到的细节信息基础上,将这些信息收集在一起判断人脸是不是你本人的。

  为什么这种通过局部推断整体的方法能有“盲人摸象”的效果呢?这是因为虽然人的面部皮肤状况等大部分信息是会经常发生变化的,但是用于识别人脸的部分特征点,通常是变化较小较为固定的区域,而通过大量地观察并统计这些细微区域的视觉信息,就可以推断出人脸的整体特征。所以其实这是一个“见微知著”的过程。

  Part.2

  “穿上马甲”后,设备还能认出你吗?

  化妆、戴眼镜、换发型,是我们平时改变个人形象的几大方法。哪怕是很熟悉的朋友,有时候形象一变,我们也可能认不出来。那么我们平时的“化妆、戴眼镜”等行为,会不会对人脸识别的结果产生影响呢?

  

  戴上眼镜,换个发型后,机器能否识别判若两人的人脸呢?(图片来源:搜狐新闻)

  结合前面对人脸识别的核心方法的介绍,大家可以发现,会不会造成影响,就在于这些行为会不会对特征识别点造成大幅改变。

  很多女生化淡妆时,仍然可以对手机进行人脸解锁。但是画浓妆时,就解锁不了了。就是因为淡妆对特征点的改变不大,而浓妆则会对特征点产生较大的影响,以至于设备觉得面前来了一个“全新的人”。

  同样地,对于眼镜而言,会不会对识别产生影响的重点在于会不会挡住特征识别点。从上面的特征点图也可以看出,眼镜一戴,肯定会有特征点被挡住。因此,绝大部分设备,当你戴上眼镜之后,就认不出来你了。不过,现在越来越多的设备会提示戴眼镜的用户,同时录入“戴眼镜”和“不戴眼镜”两种状态下的面部,从而解决设备“穿上马甲就不认识你了”的问题。

  Part.3

  人脸识别技术安全吗?

  说了这么多,现在的人脸识别技术,到底安不安全呢?

  首先我们要明确的是,人脸识别本身就不是百分之百准确的。大家使用一些app的“刷脸支付”功能时,可能会发现,有时候app会提醒你输入手机号码后四位。这就是因为app的人脸识别系统无法判断出“你到底是不是你”,所以才需要手机号码后四位进行验证。而传统的手机、电脑的人脸识别解锁,一般面对无法清楚判断的情况时,会直接选择不予解锁。

  但是,我们前面说过,人脸识别是基于面部的特征点进行检测。因此,只需将你的面部信息完全复制,从理论上说,就可以对你的设备进行解锁。这就是央视新闻中提到的,将人脸信息3D打印成面具之后,戴上面具就可以解锁他人手机的原因。

  与指纹和数字密码这另外两种常见解锁方式相比,人脸识别的安全性处于中间位置。指纹信息由于是二维信息,最容易泄露。此前就有通过别人露出大拇指的高清照片,盗取别人的指纹进行解锁的新闻。除此之外,我们日常生活中接触的物品,也容易留下自己的指纹痕迹。而数字密码由于有解锁次数限制,多次尝试错误之后会自动锁死机器,反而在各种解锁方式之中,显得最为安全。

  通过打印3D面具对他人的设备进行解锁之前,必须得到他人精确的面部信息,而获取他人的面部信息,现在并不是一件容易的事情。人的面部是立体的,信息量是三维的,不是简单地拍一张照片就可以得到这些信息。

  不过,随着最近技术的发展,我们越来越需要注意个人的面部信息安全。2019年,某科技公司推出的设备就拥有一项新的功能:用户可以在获取二维平面信息的同时,测出垂直镜头方向的深度信息。利用这种三维的信息获取方式,用户手持装有激光雷达的设备,就可以扫描人脸的信息。

  

  激光扫描仪功能(图片来源:https://www.auto-testing.net/news/show-106359.html)

  要获得一个能够用于制作3D面具的人脸模型,往往需要专业的扫描设备进行多次扫描,还需要你一动不动坐着好好配合扫描过程。因此目前普通设备扫描得到的人脸面部信息,受限于扫描的分辨率,暂时还不能满足高精度人脸3D打印的需要。但这也提醒了我们,必须重视个人信息的安全保护。

  请大家注意,在公共场所,如果你发现有人拿着手机对着你扫来扫去的时候,请务必制止这种行为!他有可能就在盗取你的面部信息!

  出品:科普中国

  制作:之遥科普

  监制:中国科学院计算机网络信息中心

  本文中标明来源的图片已获得授权

  来源:中国科普博览

  由科普中国重新排版编辑

  内容来自:中国科普博览

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