雙保險(xiǎn)解密多因素生物特征融合引擎

技術(shù)宅

Synaptics在CES 2017上推出了全新的“多因素生物特征融合引擎”，該引擎將傳統(tǒng)的指紋識(shí)別與面部識(shí)別技術(shù)整合在一起，可以為我們的移動(dòng)設(shè)備提供更加安全的驗(yàn)證。今天讓我們一起來深入解讀多因素生物特征融合引擎，看看它是怎樣實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的保護(hù)功能的。

黑科技？什么是多因素生物特征融合引擎

現(xiàn)在指紋驗(yàn)證幾乎已經(jīng)成為中高端手機(jī)（無論是Android還是蘋果）的標(biāo)配，因?yàn)樗柚氖鞘澜缟蠋缀鯖]有兩個(gè)相同特征的指紋數(shù)據(jù)，指紋解鎖以其高度的安全性得到各大廠家和消費(fèi)者的認(rèn)可（圖1）。不過指紋解鎖在實(shí)際使用中仍然有些不足，手指受過傷、留下疤痕，或者解鎖時(shí)，如果手指是濕的，亦或是手指很油，這些都會(huì)嚴(yán)重影響指紋解鎖的成功率。此外，在寒冷的冬天，要從手套伸出手指來解鎖也讓人很痛苦。

因此為了能夠讓消費(fèi)者有更多的生物驗(yàn)證手段，很多手機(jī)和應(yīng)用都推出“人臉解鎖”功能，通過手機(jī)攝像頭識(shí)別特定用戶的臉部數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)解鎖，如手機(jī)支付寶就可以使用人臉登錄（圖2）。臉部解鎖的安全性也很高，而且在某些應(yīng)用環(huán)境下比指紋解鎖更為便捷，比如司機(jī)在開車期間，如果解鎖手機(jī)，顯然臉部直接對著手機(jī)解鎖要比騰出手指來解鎖更為方便。正是看到指紋解鎖和人臉解鎖的優(yōu)勢，Synaptics在CES 2017上推出了全新的“多因素生物特征融合引擎”，它將傳統(tǒng)的指紋識(shí)別與面部識(shí)別技術(shù)整合在一起，用戶通過多重融合引擎，可以基于個(gè)人偏好或環(huán)境因素（如佩戴手套），選擇任一生物認(rèn)證方式。當(dāng)進(jìn)行轉(zhuǎn)賬交易或使用其他敏感應(yīng)用時(shí)，通過使用多重生物特征識(shí)別可達(dá)到更高的安全性。

1+1>2？多因素生物特征融合引擎技術(shù)解密

如上所述，Synaptics目前推出的多因素生物特征融合引擎，實(shí)際上主要就是指紋解鎖和人臉解鎖的融合識(shí)別引擎。那么Synaptics是怎樣實(shí)現(xiàn)兩者的融合？

首先我們來了解—下生物識(shí)別技術(shù)解鎖的原理。生物識(shí)別技術(shù)就是利用人體固有的、具有唯一性的先天生物生理特征，像人臉、指紋、掌紋等，當(dāng)然還包括后天形成的行為習(xí)慣，如筆跡、鍵盤行為、手機(jī)操作的觸屏行為，甚至握手機(jī)的姿勢等，來進(jìn)行身份鑒定。因?yàn)樯锾卣鞯奈ㄒ恍裕虼四壳吧镒R(shí)別技術(shù)具有很高的安全性。生物識(shí)別技術(shù)的關(guān)鍵是將生物特征數(shù)字化，以人臉解鎖為例，在首次使用人臉識(shí)別時(shí)，用戶需要先使用攝像頭對用戶臉部數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，采集到用戶臉部數(shù)據(jù)后識(shí)別引擎會(huì)對人臉關(guān)鍵特征點(diǎn)檢測、旋轉(zhuǎn)、兩眼距離的歸一以及圖像切割等方法進(jìn)行人臉對齊，最終采集到的人臉數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化數(shù)據(jù)。這樣下次用戶需要使用人臉識(shí)別時(shí)，識(shí)別引擎會(huì)將再次采集到的數(shù)據(jù)和之前保存的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，如果一致則通過驗(yàn)證，完成手機(jī)解鎖或者應(yīng)用的支付等操作（圖3）。

當(dāng)然這看似簡單的“采集一驗(yàn)證一解鎖”流程，實(shí)際上是人臉識(shí)別開發(fā)商背后強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力的體現(xiàn)。如對于臉部關(guān)鍵點(diǎn)的學(xué)習(xí)，在臉部識(shí)別訓(xùn)練中，開發(fā)商會(huì)預(yù)先使用各種算法對數(shù)以億計(jì)的臉部數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)、總結(jié)，在構(gòu)建好算法和模型結(jié)構(gòu)后利用手機(jī)硬件如GPU進(jìn)行訓(xùn)練，這樣才能完成一套人臉識(shí)別引擎的開發(fā)和使用。當(dāng)然在實(shí)際使用中還會(huì)用到各種先進(jìn)技術(shù)，如活體檢測技術(shù)，用戶需要根據(jù)系統(tǒng)指令交互式配合做出所要求的姿態(tài)、動(dòng)作或表情，通過眨眼、左右搖頭、張嘴閉嘴等來判斷用戶是否是活體用戶，另外進(jìn)一步利用三維建模技術(shù)加強(qiáng)防偽攻擊的能力。

人臉識(shí)別實(shí)際上是大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)、人工智能技術(shù)、云計(jì)算等諸多先進(jìn)技術(shù)的結(jié)合體，類似的指紋識(shí)別也用到很多類似技術(shù)。因此一般手機(jī)廠商是沒有這么強(qiáng)大的開發(fā)實(shí)力，因此手機(jī)中使用的指紋和人臉驗(yàn)證，大多是第三方專業(yè)廠家提供的技術(shù)。由于之前指紋和人臉驗(yàn)證技術(shù)大多由不同廠商研發(fā)，因此手機(jī)廠商如果要在自己的手機(jī)上預(yù)置這兩種功能，就得在手機(jī)系統(tǒng)底層安裝這兩種引擎，這就得在開發(fā)手機(jī)時(shí)花費(fèi)大量的適配時(shí)間，而且后期的維護(hù)、升級也比較麻煩。

正是看到用戶對不同生物識(shí)別技術(shù)的認(rèn)可和手機(jī)廠商的痛點(diǎn)，原來就開發(fā)指紋技術(shù)的Synaptics聯(lián)合其他廠商推出融合引擎，它能夠整合其他廠商的生物識(shí)別技術(shù)到自己的識(shí)別引擎中，從而實(shí)現(xiàn)多因素生物特征融合。目前Synaptics就與KeyLemon公司合作（KeyLemon是基于攝像頭連續(xù)面部識(shí)別和認(rèn)證技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者），在Synaptics Natural ID指紋認(rèn)證中無縫集成安全面部生物特征。這樣在Synaptics的多融合引擎中，既有Synaptics公司自己的支持PurePrint防欺騙算法的OuantumMatcher技術(shù)（該技術(shù)利用特有人工智能技術(shù)檢測指紋圖像，從而區(qū)分真假手指），又有KeyLemon公司的面部識(shí)別技術(shù)（該技術(shù)同樣采用防欺騙工具，能夠同時(shí)檢測眨眼和頭部移動(dòng)的多重組合動(dòng)作，可以精準(zhǔn)對人臉進(jìn)行識(shí)別）（圖4）。

當(dāng)然在后續(xù)的融合中，Synaptics還會(huì)整合其他生物識(shí)別技術(shù)，使得自家的融合引擎功能更為強(qiáng)大。這樣OEM廠商只要面對Synaptics一家引擎做適配，就可以讓自己的手機(jī)擁有多種生物驗(yàn)證功能，大大提高手機(jī)的安全性。

手機(jī)安全 任重道遠(yuǎn)

隨著手機(jī)功能越來越強(qiáng)大，以及移動(dòng)支付的日益普及，人們對手機(jī)的安全性要求也越來越高。生物識(shí)別技術(shù)作為一項(xiàng)較為可靠的安全驗(yàn)證技術(shù)日益受到廣大用戶的青睞，越來越多的手機(jī)廠商也推出附加各種生物驗(yàn)證技術(shù)的手機(jī)來滿足大家對安全的需求。不過目前很多技術(shù)仍然在不斷的完善中，而且標(biāo)準(zhǔn)不一，這給消費(fèi)者的使用帶來不佳的體驗(yàn)，而且道高一尺魔高一丈，各種針對生物驗(yàn)證技術(shù)的破解也層出不窮。目前手機(jī)仍然面對各種數(shù)不清的威脅，我們更渴望有越來越多類似多因素生物特征融合引擎技術(shù)的安全方案來更好地保護(hù)大家的手機(jī)！