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不放心面容ID?苹果为你详解它的面部识别

2017-09-28 13:23:09
TangoDown
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相比起指纹识别来,人们对面部识别有太多的不放心。即使 iPhone X 真的很诱人,大家都在等它,有关面容 ID 安全与否、好用与否的讨论从来都不会停歇。或许是因为现在这样,苹果不久前...

  担心是注定的


  对于苹果的面容 ID,不少果粉的想法是很复杂的。人们既期待它能给自己带来轻松无缝的验证体验,却又担心这个新技术的可靠性和安全性都成问题。虽说这种心理有大部分来自于人对新鲜事物本能的不信任,但也肯定不是苹果能够忽略的事情。

  自从 iPhone X 采用了全面屏设计后,意味着原先的 Touch ID 体系就随着 Home 键的消失没有了容身之所。虽说现在有传闻称苹果并没有要完全放弃 Touch ID,它还是在寻求指纹传感器集成在屏幕下方的方案,但至少就 iPhone X 这一代来说,以面容 ID 为主导的面部识别就是唯一的生物识别手段了。

  根据苹果的介绍,iPhone X 搭载的原深感摄像头通过投射并分析超过 30000 个不可见的光点来捕获准确的面部数据,创建用户面部的立体深度图,并获得面部的红外图像。iPhone 的 Secure Enclave 用于安全存放生物识别数据,而新的 A11 仿生芯片的神经网络引擎也有一部分在里头。这部分可以将原深感摄像头捕捉到的两张图谱转换成数学表达,以便和用户已经注册的面部数据进行对比。

  相比起市面上常用的 2D 面部图像算法识别,苹果这种引入深度数据的做法无疑更加先进。但即便如此,人们的担忧和讨论是不会完全停止的。好在我们现在有了苹果发布的面容 ID 技术白皮书,通过它我们能够了解到更多值得去知道的知识。

  面容 ID 安全机制


  早在 iPhone X 刚刚发布的时候,就有段子说:以后女朋友要刷你的卡买东西就更简单了,趁你睡着的时候刷脸就好。

  在白皮书中苹果给出了解释:当 iPhone X 被唤醒,或是它需要通过一个身份验证的时候,原深感摄像头就会自动开始寻找你的脸。识别到机主面部后,面容 ID 会判断你的眼睛是否睁开并直接看向屏幕,然后才能完成确认 —— 当然这些内容都是在发布会上有提及的,但苹果还是要强调一遍。

  另外为了避免可能的那些欺骗手段,面容 ID 捕获深度图和红外图像的序列,以及光点的投射形状,这些都是随机的。至于面具、照片这些,首先更精确的深度图谱捕捉手段就能够排除掉相当一部分的造假。苹果还运用上了神经网络技术,通过“超过十亿张图谱”来训练系统在不同情况下面对不同的人的识别能力。

  面对现在这个生物识别变得越来越普及的世界,许多专家其实是忧心忡忡的,因为这种类型的数据一旦泄露,危害几乎是毁灭性的。密码可以更换,但无论是指纹还是容貌都不行。对于这一点,苹果承诺说所有的面容 ID 数据,包括红外图像,面部信息计算的数学表示形式等一切信息都只会被保存在 Secure Enclave 中,绝不会离开设备,也不是设备备份的一部分,更不会被发送给苹果。

  另外,神经网络随着时间推移是会更新的。为避免用户在每次更新后都要重新登记面容 ID,iPhone X 能够自动在神经网络升级后的环境下使用已经存储的登记面谱。值得一提的是,这些面谱信息尽可能地只和你的面部特征相关,苹果将其中牵涉到的背景信息最少化。尽可能多的不必要信息都会在使用过后弃用,或者干脆不予保存。

  需要注意的一点是面容 ID 是可以被关闭的。一旦你关闭了它,当设备锁屏之后,Secure Enclave 里负责数据保护的那些最高级别密钥就会被丢弃。处于这个级别范围内的文件和相关机制只有在输入密码后才能访问。


  如果面容 ID 是激活的状态,那么当设备锁屏时这些密钥不会被丢弃,它们会被封装起来,只有面容 ID 子系统提供的密钥能够打开。当面容 ID 识别面部成功后,它才会提供那个密钥,以便释放出数据保护密钥,并让设备解锁。一旦设备重启,那么无论如何那些密钥都会被丢弃,只能输入密码进行验证。如果设备 48 小时都没有被解锁,或是面容 ID 五次比对失败,也会如此。

  人们还想知道一点,那就是面容 ID 的机器学习究竟能在多大程度上识别出人脸上的不同装扮和变化。在这一点上,其实苹果也是有考虑的。

  白皮书中称,面容 ID 中存储的面部信息的数学表示形式会逐渐更新。每一次成功解锁,系统都可能会用上最新的数学表示形式。当然为了保证更新频率,每一个数学表达方案的使用次数都是有线的。如果面容 ID 最终没有识别出你来,它就会要求你输入密码。密码正确后,面部数据会再次更新,让系统学习你新的样子。新的形象如果在一段时间之后再也没被使用过,那么系统会将这部分数据丢弃。

  非常值得一提的是,即使面容 ID 识别失败,你的面部特征必须和之前的数据高度相似,而且马上输入密码,这样系统才会去更新面部识别数据。如果接受验证的脸部和过去的数据相似度实在太低,那是不行的。

  不过有一点值得注意,那就是苹果明确表示不建议有双胞胎兄弟姐妹的人,或是儿童使用面容 ID。看来即使面容 ID 再强大,它还是有一定的局限的啊。

  诊断机制


  我们刚才说过,面容 ID 的数据只会存储在 Secure Enclave 里,不会发送给苹果,但这也有例外,那就是你自愿将面容 ID 的诊断信息发送给苹果,以便 AppleCare 能够对出现的问题进行检查。

  开启面容 ID 诊断需要一份来自苹果的数字签名授权,这之后 iPhone X 才可以在设置中开始诊断机制的安装。在这之后,你已有的面容 ID 注册信息将会被删除,并进行重新登记。授权认可后的 7 天内,iPhone X 会开始记录面容 ID 图像。7 天后,设备不再保存这类信息。

  值得一提的是,即便如此面容 ID 的诊断结果也不会被自动发送给苹果,你可以先检查然后再选择许可与否。只有经过机主同意的那些数据和图谱,才会被发送到官方那里。上传前数据会经过加密,上传后 iPhone X 中刚才的那些信息都会被删除。那些你拒绝发给苹果的数据则会被立刻丢弃。

  如果你不主动结束诊断流程,那么在 90 天后这个服务就会被自动终结,一切相关的数据都会被删除。在那之后,苹果就不会得到和你的面容 ID 相关的一切信息了。

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