遠程身份認證威脅分析與對策

文｜曹鯤鵬 蔣國兵

20世紀90年代, 美國《紐約客》雜志有句很有名的俚語：“On the Internet, nobody knows you're a dog”(在互聯網上,沒有人知道你是一條狗)。30多年后的今天,在身份認證領域，這句話仍然有著別樣的意味。以靜態密碼為例，這是最常見的身份驗證方法, 但因其容易被盜用、猜解等脆弱性，被攻破的可能性也極大。安全系數較高的動態密碼雖然具備攻擊難、破譯難度高等優點，但最新研究表明，攻擊者仍然可以利用新型的一次性密碼機器人（One-Time Password Bot，最早于2021年初開始對外提供服務，平均售價為500-700美元）并結合社會工程學等手段，在短時間內快速誘騙受害者泄露收到的一次性密碼和其它身份信息，安全并不是固若金湯。

“Anytime，anywhere, anyway”是互聯網追求的極致目標，但不斷涌現的因個人電子身份偽造與盜用造成的隱私泄露、惡意欺詐、財務損失等安全事件，迫使研究者們開始全面分析身份認證的各類威脅，嚴謹地看待整個認證過程的真實性與可靠性，竭力遏制風險的蔓延。

按照ETSI TS 119461的定義，一個完整的身份認證過程應包含五個環節，如圖1所示。

圖1 身份認證過程

每個環節的業務屬性、內容不同，安全威脅也各有所異，下面一一解析。

一、認證申請

不同于現場身份認證，遠程身份認證較難感知對方的真實性，攻擊者可以通過發送短信或郵件巧妙把對方引入到事先設置的釣魚網站，引誘身份認證主體（下文簡稱為認證主體、主體）按照指示一步步進行操作，從而成功竊取個人身份信息。防范對策有設置郵件白名單。對于不明郵件，不隨便點擊郵件中的鏈接，同時要對發送人進行詳細身份核實。

二、證據采集

申請通過后，認證主體按照身份認證服務商（下文簡稱為認證服務商、服務商）的要求輸入或提交證據，如姓名、電話號碼、照片、視頻、身份證或護照號等。服務商因身份認證目的而采集的個人信息應事先征得認證主體明確同意，并遵從法律法規要求和最小化采集原則，確保合法合規。如果超出應有目的和范圍等采集個人信息，認證主體應有必要的警惕，并要求服務商進行合理性和必要性的澄清。

三、證據真實性、有效性驗證

在證據驗證環節，認證的威脅主要來自認證主體一方：提交的證據可能存在假冒、偽造、過期的風險。與身份有關的常見欺騙性攻擊如下：

（一）圖片攻擊

基于圖片的身份認證是一種常見的認證技術。但隨著PS技術的發展，圖片偽造幾乎可以達到以假亂真的地步，且仿造成本極低，一定程度降低了認證的可靠性。一般而言，低質量的照片被偽造的可能性越高。防范對策為身份認證時對圖片的參數（如像素和分辨率等）設置明確要求，低質量的證據拒絕通過或者要求提交附加信息作為補充。

（二）文件證明攻擊

常見的用于身份認證的文件有個人身份證、護照等有公信力的證件。但此類證件容易丟失、過期或仿冒，一定程度減弱了身份認證的有效性。如果采用嵌有個人身份證明的芯片，能有效避免此類麻煩。以護照為例，當中嵌有一個RFID（射頻識別）芯片，其中存儲了有關護照和護照持有人的數據（如姓名、出生日期、護照號碼、高清頭像等），可以通過專用的RFID閱讀器進行讀取，芯片還帶有唯一識別號和數字簽名作為保護措施。為確保只有經過授權的RFID閱讀器才能讀取數據，在護照芯片中還存儲了一對加密的秘鑰，當閱讀器試圖讀取護照時，它會執行加解密交互：如果解密成功，芯片才會釋放數據內容。否則，閱讀器被視為未經授權，芯片就會拒絕閱讀器的訪問。而解密的方法，就是輸入護照上的MRZ碼。MRZ碼必須先通過OCR（光學字符識別）技術掃描后獲取，可以有效防止他人在不知情的情況下隨意讀取護照信息。

（三）視頻攻擊

基于視頻的身份認證方式下，被認證方一般通過終端設備（如個人筆記本電腦或手機）下載對應的APP程序進行個人影像采集，這樣做的優點在于能夠提供豐富的數據用于分析，認證的可信度更高。視頻中，主體按照要求上下、左右點頭、眨眼甚至張嘴，以此證明自己為活體。但這類認證方式存在一定的漏洞：如果要求主體點頭、眨眼、張嘴的順序是固定的，一旦攻擊者摸清次序后，會播放預先錄制的視頻，以此蒙混過關。建議的防范對策是服務商設計隨機認證程序，每次要求的認證動作不固定、隨時間而變化：如第一次為上下、左右，第二次為右左、下上，諸如此類等等。

（四）3D面具攻擊

現代科技的迅猛發展，特別是3D打印的興起，使得武俠小說中的易容技術成為現實。2019年，國外某人工智能公司的實驗人員佩戴公司自制的3D面具，成功騙過了國內某火車站的閘機并刷臉進站，引起公眾震撼。面具類攻擊的危害雖然極大，但用于制作面具的材料和真實人類的皮膚特性在結構、彈性、血液流動、顏色上存在一定差異，而這些細微差異可以被先進的探測系統甄別出并拒絕身份驗證通過。其次，打造出幾乎能以假亂真的面具，需要極高的技能并投入大量的財力和物力。因此，如果目標對象的重要性不是極高，發起此類攻擊并不是一個高明的抉擇。

（五）深度偽造攻擊

采用深度合成軟件，借助AI技術或機器學習創造或修改音頻或視頻，可以讓人“言”所未言、“行”所未行，以假亂真，混淆真相，甚至換臉名人等。該技術一旦被濫用，跨越道德和法律的邊界時，就會出現“深度偽造”。此項技術可能帶來的極大危害性和破壞性已引起各國標準組織和監管機構的重視，民眾也在呼吁制定相應的管控舉措。從實現的難易性看，此項技術需要大樣本學習：如果不是公眾人物，要獲取一個普通人物的大量視頻和音頻數據有相當難度。另外，機器學習需要數小時的反復訓練，這意味著要配備能處理大量數據的設備，存在一定的技術門檻，攻擊成本較高。

四、證據與認證主體之間的關聯比對

證據驗證通過，僅表示提交的證據本身無問題，并不能完全代表認證主體為證據的合法持有人。畢竟，證據的獲取可能來自一些不光彩的手段（如偷竊、偽造等）。因此，驗證認證主體為證據的合法持有者十分關鍵。在此環節，可以結合多個補充信息進行綜合分析：如向事先預留的手機號碼發送短信驗證碼，并要求認證主體在限定時間內輸入收到的驗證碼；或要求認證主體用個人移動終端補充采集面部信息以及進行一些隨機動作自證其活體性。

五、認證結果發布

身份認證結果（通過或不通過）告知主體的途徑應安全，加密、數字簽名保護為首選。如果認證未通過，服務商不應明確告知認證主體未通過的原因（比如，ID不匹配，文件已過期、數據庫已有同樣的記錄等），避免結果被惡意利用，如修改認證信息后多次反復嘗試等。

為確保認證過程的可追溯性以及支持認證結果的復現或二次驗證，在遵循當地法律法規的前提下，整個認證過程（如視頻、照片播放和演示順序等）應以不可篡改的日志形式進行記錄，并在一定時間內適度留存。

科學技術的發展日新月異，以遠程辦公、醫療、運維等服務為代表的新科技，在給民眾提供極大商業、生活便利的同時，無形中也打開了身份威脅的潘多拉盒子。為確保身份認證的可信性，不僅認證主體應加強相關風險識別以及個人信息的安全防護，認證服務商也應加強過程中的安全運營，在遵從法律法規制度的前提下，持續提供安全可靠的服務，贏得公眾信賴。