如何防止面容ID被破解
譯文【51CTO.com快譯】不知您是否聽說過，如果你在智能手機上使用著面部識別服務，那么就會存在著一種可能性--某個長得和你十分相似的兄弟姐妹，將能夠直接解鎖你的手機屏幕。
盡管各大智能手機制造商都紛紛推出了各自獨特的算法，以避免面容ID被破解的情況發生，但是就其自身安全而言，它畢竟不是一個全方位的“避風港”。
智能手機上的面部識別是如何工作的?
為了避免在黑暗處無法準確地掃描到用戶的面部特征，許多面部識別系統都會使用紅外線輻射掃描，而非可見光譜的技術。通常情況下，面部解鎖服務會通過使用前置攝像頭，來評估用戶面部的獨特圖案和輪廓。這就是為什么，您在新買的智能手機上初次設置面部識別鎖功能時，它需要對您的面部進行初始化掃描。而在掃描完成之后，它會將您的面部細節存儲在內存中，并將相關特征信息轉錄為一些數學表達式。此后，當有人嘗試用面部解鎖的方式使用該智能手機時，它會將已存儲的特征信息與當前用戶的面部進行比較，以實現針對“訪客”的安全驗證。
然而，目前大多數可用的面部識別技術，都只會以二維數組的形式，收集用戶的面部圖片，并且將紅外發射光譜與實際算法相結合，來防范系統級的圖片盜用(picture-hacking)攻擊。
為什么面部識別可能會失敗
由于傳統可見光譜類攝像頭在掃描機制上存在著一些固有安全漏洞，因此它們既可能在驗證相似人臉時發生錯誤的授權，又可能會被攻擊者運用靜態照片而蒙混過關。顯然，高故障率的技術肯定不適合現代智能手機的安全性要求。下面，讓我們通過幾個示例，來了解智能手機在面部識別過程中的一些典型出錯案例。
三星的虹膜技術雖然準確，但容易被騙
三星虹膜掃描技術始于Galaxy S8和S8+。它通過在用戶的面部識別預定的特征點，以提高手機訪問的安全性。簡單而言，該技術的工作原理就是，掃描虹膜中的各個獨特圖案。
鑒于虹膜圖案對每個人來說都是獨一無二的，因此三星曾宣稱這是一項“萬無一失”的技術。不過，從技術角度來說，這種掃描方法仍存在著某些潛在的缺陷。例如，攻擊者完全可以通過佩戴隱形眼鏡，來欺騙該驗證機制。
盡管在其S21系列等較新的版本中，三星已經將2D成像與虹膜掃描相結合，但是它仍然警告用戶：使用面部識別服務，并不如使用PIN或指紋掃描那樣安全。同時，三星還進一步建議：不要將此功能用于在線支付、以及匯款平臺。
華為2D活體檢測也只是近乎完美
使用開源Android內核的華為，也成功地在面部識別領域交出了令人滿意的“答卷”。他們首創性地在P20系列中引入了具有安全性的面部識別服務，并將其一直延伸到了Mate 10等后續的智能產品中。在此，華為使用的是所謂2D活體檢測(Live Detection)技術。該技術引入了眨眼等面部動作要求，以阻止任何人使用合法用戶的照片去解鎖華為的智能手機。
當然，此類功能仍然取決于手機前置攝像頭的當前狀態。如果攝像頭的可用資源被耗盡，也就是我們常說的遭遇到拒絕服務攻擊(DoS)等攻擊時，其安全水平和準確性有可能會被削弱。
為何受信的Apple面容ID也可能失敗
Apple的面容ID是在2017年與iPhone X一起推出的，而且被公認為目前最先進的智能手機面部識別系統。
與華為和三星的2D虹膜紅外掃描技術相比，Apple使用的是TrueDepth攝像頭系統，而非單個前置攝像頭，來捕捉用戶的3D面部信息。這種TrueDepth技術會將紅外捕獲與傳感器、以及掃描組件相結合。也就是說，在掃描的過程中，它會分析用戶面部的30,000多個點狀區域，以創建深度的面部模型。
可見，隨著iPhone對這些模型的持續學習、記憶和識別，它將不會被某種圖片、或某位“撞臉”的人所欺騙。而與一次性形成的虹膜面部識別對比，Apple面容ID還會隨著時間的推移，逐漸適應用戶的面部表情和外貌的變化，以提高驗證的準確性。
當然，Apple也聲稱：iPhone能夠被長得高度相似的人解鎖的可能性僅占總體識別的百萬分之一。而且，它也提示用戶：此類情況在那些同卵雙胞胎、兄弟姐妹、以及面部結構尚未完全發育的兒童身上，發生的可能性會更高。
這種可性能背后的原理是：iPhone每次在被使用Apple密碼解鎖時，其面容ID都會去采集那一刻該用戶的面部信息。因此，如果有人下一次選擇面部解鎖的話，iPhone就會使用上一次被微調或擴充了的面部圖案特征，去驗證和解鎖。那么，如果有人獲悉了您的解鎖密碼，就可能會產生安全隱患。也就是說，攻擊者將來可能不需要再使用您的密碼，便可解鎖您的iPhone。
如何防止陌生的面孔解鎖您的設備
顯然，智能手機上的面部識別一旦被破解，就會給我們的工作與生活帶來極大的威脅。對此，讓我們來看看如何通過如下方法予以避免。
如前所述，破解iPhone的面容ID，主要源于其內部算法學習到了他人的面部模式。對此，最簡單的防范方式莫過于：不要與其他人共享您的Apple ID。同時，也請謹慎地在有和你長相酷似的親戚在場時，解鎖綁定了你的Apple ID的iPhone。
如果您發現自己的面容ID功能已經失效，那么請盡快在iPhone上依次點擊進入：“設置” > “面容ID和密碼” > 按需輸入解鎖密碼 > “重置面容ID”，然后刪除掉已被存儲的已有面容ID數據。此舉會將你的面部數據從手機存儲庫中刪除，同時也包含了所有已存儲的、用于設置面部模式的數學算法。接著，您完全可以重新創建和錄入一套新的面部特征信息。
同時，您也應當開啟“需要注視”，以確保使用面容ID服務的任何人，都必須主動注視該設備。換句話說，在您睡著、或將視線移開時，將沒有人可以用您的臉，來解鎖該iPhone。其對應的具體設置步驟為：“設置” > “面容ID和密碼” > 打開“需要注視以啟用面容ID”右側的開關。
正如前文所述，一些智能手機制造商已警告其用戶：在線交易過程中，若使用面部驗證，則可能存在著安全隱患。他們聲稱指紋和PIN碼仍然是保障交易的最安全方式。因此，如果你的智能手機上的面部識別服務一直報告解鎖失敗的話，你應當盡快停用之，以防止未經授權的訪問繼續在設備施虐。
面部識別的不斷進步
如今，憑借著大量可用的數據集，對于圖像識別的研究已經深入到了更加高級的階段。例如，在火車站檢票等應用場景中，乘客即使戴著口罩，也能被識別出他們的身份。盡管智能手機面部識別服務的背后存在著上述安全隱患，但是以人工智能和機器學習為代表的數據，持續在訓練和提高面部識別模型的準確性等方面，不斷賦能與突破。可以說，面部識別的安全性未來是值得期待的。
原文標題：Face ID: Can Strangers Unlock Your Smartphone and How Can You Prevent It?，作者: IDOWU OMISOLA
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