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3D打印假人脸建立的密码,真人脸却可破解iPhone X解锁

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2019年8月20日,南斗星机器人CEO王峻告诉南极熊,今天拿iPhone X手机来测试,他的3D打印人头建立密码,真人成功欺骗iPhone X人脸识别解锁.

4.jpg △测试的iPhone X手机

王峻的测试办法是:
实验①
第一步,用iPhone X手机扫描3D打印的王峻仿真头作为源数据,建立手机解锁密码;
第二部,用iPhone X手机扫描王峻真人脸部,成功实现解锁。 2.gif
也就是说,仿真头可以骗过苹果的人脸采集系统,iPhone X认为王峻的仿真头就是王峻本人,然后扫王峻真人的脸就能打开iPhone X。

但是,如果反过来则无法解锁:
实验②
第一步,用iPhone X手机扫描王峻真人(或者其3D打印头)作为源数据,建立手机解锁密码;
第二部,用iPhone X手机扫描王峻的3D打印人头,无法实现解锁。


由此可见,iPhone X的解锁,使用了活体检测,3D打印人头不具备活体特征,因而无法解锁。


如果使用某安卓手机,3D打印人头一样可以解锁,安全性比不上iPhone X。南极熊认为,3D打印人像技术,过于逼真,有可能对未来的刷脸类应用产生系统级的安全性威胁。


目前面部识别的三种主流方案:
  • 3D结构光(Structured Light)
  • ToF 3D方案(Time Of Flight,时差测距技术)
  • 双目立体成像方案(Stereo System)
在实际应用场景中,可能还会加上活体检查、眼球虹膜识别等。

不难看出,目前主流的面部识别方案从技术角度讲,都是需要通过三维立体结构的捕捉来进行验证的,所以人像数据的准确性,就非常重要的验证基础。

Face ID与普通人脸识别其实就是3D人脸和2D人脸的区别。Face ID通过一个结构光系统提取人脸的点云信息生成一个3D模型,而传统的人脸识别是通过一系列的方法,可以是简单的基于位置的信息,也可以是通过神经网络提取出相应的底层,在二维特征层面上进行比较。

Components-of-Apples-TrueDepth-camera.png
△iPhone X“小刘海”上集成了8个元件,而与Face ID相关的就有四个,分别为:Infraeed camera(红外相机)、Flood illuminator(泛光照明灯)、Ambient light sensor(环境光传感器)、Dot project(点阵投影器),组成一个三维采集系统。工作原理是:
  • 点阵投影器能在不同的光照条件下将 3万多个肉眼不可见的光点投影在人的脸部,绘制出独一无二的面谱,由红外相机得到面部3D深度信息模型。再结合前置摄像头拍摄的可见光人脸,将人脸的纹理与人脸3D模型通过算法结合,得到真实的3D人脸图。
  • 得到3D人脸图以后,通过目前深度学习算法,学习三维人脸的特征,再进行人脸识别。

FaceID技术优势和安全隐患
1、三维人脸的深度信息,天然防止了平面的纸张、视频等人脸攻击手段; 2、由于其点阵投影器、泛光照明灯的特性,可以对其人脸肤色与其它材质有较好的区分性,防止了面具等攻击手段;相似度较高的仿真人脸(肤色、毛发等),可以算是一种攻击面具,但成本较高,一般需要数万元的制作成本。
3、由于获取人脸三维信息主要依靠红外技术手段,对于室内环境引起的人脸光照变化基本不敏感,可以在室内任意光环境下使用;
4、结构光精度可达到0.1毫米级精度,可以使人脸识别精度大大提高。但3D打印的仿真人脸,还原精度也足够高,可以欺骗结构光系统。




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