毫無疑問,提及目前世界上最先進的高端手機之爭,無疑就是就是蘋果與三星了,這兩家公司的產(chǎn)品都有著自己的鮮明特點,也因此受到了自己粉絲們的支持與喜愛。而在最近蘋果發(fā)布的產(chǎn)品中,最受外界關(guān)注的,無疑就是十周年的旗艦機 iPhone X,除了破天荒的使用了異形全面屏外,蘋果還十分有魄力的將 iPhone 最近幾年使用成熟的 Touch ID 替換成 Face ID,這樣的做法自然引起了不少人的爭議。

我們知道 Face ID 的面部識別并不是十分新穎的科技,三星在之前的產(chǎn)品也有配備過,只是效果一直不怎么理想,安全性能也未得到外界的贊同。為此三星選擇了一臺設(shè)備多種生物識別技術(shù)的方案,除了有面部識別之外,還配備了指紋與虹膜識別供用戶選擇。

在蘋果的 Face ID 推出之后,三星與蘋果的粉絲就一直在爭論,到底是蘋果全新研發(fā)的面部識別更安全,還是三星的虹膜識別方案更佳?最近國外一位喜歡研究各種電子設(shè)備的電氣工程師就對此發(fā)表了自己的看法,看下他分析的結(jié)果是怎么樣的。

使用臉部作為密碼只是讓人有點小興奮

在 9 月 2017 日的蘋果發(fā)布會上,iPhone X 被曝光?？梢钥闯?蘋果在其“十周年紀念”旗艦上全力以赴,而其中一個新功能就是 Face ID。

用你的臉解鎖手機并不是什么新鮮事。Android 已經(jīng)使用有一段時間了,之后三星在 Galaxy Note 7 上使用了一個特殊的虹膜掃描儀。但蘋果的做法與以往不同,這是慣常的做法。蘋果沒有使用一種單一模式來創(chuàng)建解鎖令牌,而是使用了你的臉型。而且它還有一些非常專業(yè)的硬件可以協(xié)助它做到這一點。

我還沒有使用過 iPhone X,但這是一個我有豐富經(jīng)驗的領(lǐng)域。對空間圖形的調(diào)制獲取,然后將獲得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成某種軟件可以作為唯一標(biāo)識符的東西已經(jīng)存在一段時間了,現(xiàn)在你的房子里的產(chǎn)品不少都是用這個技術(shù)來制造、包裝或質(zhì)量檢查的。我參與了一些系統(tǒng)的設(shè)計和部署,這些系統(tǒng)使用深度圖像采集來對產(chǎn)品(蘋果、桃子、李子等)進行分類,區(qū)分形狀和大小,并據(jù)此來理解人臉識別技術(shù)是如何工作的。

讓我們來比較一下。

安卓的面部識別

2012 年,“面部識別”首次亮相 Galaxy Nexus。

自 4.0 版以來,用臉解鎖手機一直是 Android 系統(tǒng)的一部分。這是我們比較的三件事中最不復(fù)雜和最不安全的。

使用前置攝像頭,你的 Android 手機可以抓取一張你的臉,然后谷歌的人臉識別軟件就會對它進行處理,以建立一組基于圖像的數(shù)據(jù)。當(dāng)你拿著手機貼近你的臉去解鎖時,識別系統(tǒng)會收集、處理和比較存儲的數(shù)據(jù)。如果軟件能匹配這兩種軟件,就會將一個令牌傳遞給系統(tǒng),這樣你的手機就會解鎖。

在那時候,安卓各大手機廠商開始跟風(fēng)推出“面部識別”,而三星在最新款手機上的表現(xiàn)則要好得多。

這些數(shù)據(jù)不會被發(fā)送到任何地方,而是通過手機本身收集和處理。它被安全地存儲并加密,沒有其他進程能夠讀取原始數(shù)據(jù)。安卓手機的解鎖功能也不需要任何特殊的燈光、傳感器或攝像頭——它使用的是你用來自拍的前置攝像頭。

三星改進了 Galaxy S8 和 Note 8 手機的體驗,在屏幕被觸碰后就開始掃描,而且由于攝像頭和 CPU 的性能更好,處理速度更快、更準確。Galaxy S8 的臉部解鎖速度很快,而且一旦用戶在使用手機進行面部解鎖的時候握穩(wěn)手機,它的效果通常都會很好。

面部解鎖最大的問題是它不安全。沒有一家安卓廠商會宣傳這項功能是非常安全的,即便是谷歌或三星。這是一個方便的功能,用來展示(并優(yōu)化)谷歌的面部識別算法,一張臉部的打印照片都可能會擊敗安卓陣營的面部識別。

值得慶幸的是,三星還提供了另一種識別人臉的方式。

三星的虹膜掃描

三星首次將虹膜掃描技術(shù)引入是在 Galaxy Note 7。它是讓電腦掃描用戶的眼球來驗證身份,這是我們在電影經(jīng)常中看到的東西,它被用于在真實的政府設(shè)施中保障安全出入。三星在其虹膜掃描系統(tǒng)中也采用了同樣的理念,只是縮小了范圍,這樣它就能更快地工作,并能利用智能手機有限的資源。這對你的手機來說已經(jīng)足夠安全了,即使不是 100% 的萬無一失。

每只眼睛都有不同的虹膜圖案結(jié)構(gòu),即使是同一個人的右眼和左眼都有很大的不同。

虹膜圖案實際上比指紋更獨特和清晰。因為每一只眼睛都是獨一無二的,所以三星可以用你的眼睛來識別你,并把它當(dāng)作你的身份憑證。這些憑證可以用于任何指紋,甚至密碼都可以。用戶只需要拿著手機對準相關(guān)位置,這樣特殊的攝像頭就能看到你的眼睛,你的手機也能解鎖。

為了做到這一點,三星在手機上使用了專門的硬件。二極管發(fā)出近紅外光,照亮你的眼睛。這是一種人類無法看到的光的波長,但它是相當(dāng)強烈和“明亮”的。使用近紅外光有兩個原因:你的瞳孔不會收縮,你的視覺也不會改變,而且它能比我們所看到的其他波長更好地照亮任何有顏色圖案的物體。

如果你仔細觀察你的虹膜,你會發(fā)現(xiàn)有幾百種不同的顏色,不同的圖案。在近紅外線下,有成千上萬種顏色,它們之間的對比非常好。這會更好地抓取你的虹膜圖像,因為即使你沒有看到任何這樣的圖像,你的手機也可以用它來建立一個數(shù)據(jù)集。

三星使用近紅外光和一個特殊攝像頭來收集和處理你眼睛的數(shù)據(jù)。

一旦虹膜被照亮,一架經(jīng)過特殊調(diào)諧的窄焦鏡頭就能捕捉到一張圖像。你的 Galaxy S8 上的普通前置攝像頭可以在紅外照明下注冊顏色信息,但是一般的相機,無法識別虹膜,這就是為什么需要第二個攝像頭的原因。

設(shè)備分析了這張圖片后,會在你的手機上建立了一組清晰的數(shù)據(jù)。所有的數(shù)據(jù)處理、分析和存儲都是在本地完成的,而且是經(jīng)過加密的,因此只有識別用戶本人的虹膜才有機會訪問它。這些數(shù)據(jù)被用來創(chuàng)建一個令牌,如果虹膜掃描的過程提供了正確的標(biāo)記——安全檢查通過——就是檢測用戶注冊的的虹膜信息,接下來任何需要身份的軟件就都可以繼續(xù)進行操作。

當(dāng)然,三星也會使用普通的前置攝像頭收集用戶的面部數(shù)據(jù)。最可能的是,面部數(shù)據(jù)被用來幫助構(gòu)建用戶的臉部位置,這樣虹膜掃描儀就有了清晰的視野。

你的眼睛需要在正確的位置設(shè)置和使用虹膜掃描儀。

這其中存在一些固有的缺陷。因為用戶使用虹膜掃描來解鎖手機往往希望非?？斓乃俣?而不是等眼睛里收集的數(shù)據(jù)完全匹配無誤。三星必須在安全性和便利性之間找到正確的平衡點,因為沒有人愿意為每一次掃描等待5到10秒,因此虹膜識別可能會被彩色高分辨率激光打印照片和普通隱形眼鏡模擬而誤導(dǎo)。但是老實說,基本上沒有人會有一張你的眼睛的照片,清晰到足以解鎖你的 Galaxy S8 或 Note 8。如果他們能做到獲取照片,那這種情況下手機安全或許不會是你面對最大的問題。

只要你的眼睛處于“最佳位置”,三星的虹膜掃描就能很好地工作。

更大的問題是準確性。你的虹膜需要經(jīng)過分析才能通過軟件檢查,因為相機捕捉到的圖像是非常有限的,所以你的眼睛需要有一個“最佳平衡點”。你需要在那個點度過足夠長的時間來通過驗證。如果沒有收集到足夠的數(shù)據(jù)來阻止別人隨意破解進入你的手機,這個系統(tǒng)就沒有用處了,所以這就是它的工作原理。

這是一個很好的系統(tǒng),就生物識別安全而言。而對很多使用者來說,這會有效的增加他們的設(shè)備安全。只有你的眼睛數(shù)據(jù)才能讓其工作,而且速度相當(dāng)快。你只需要學(xué)會正確地使用它——是的,通常這項功能不起作用,是由于很多時候你的眼睛睜得太大不自然導(dǎo)致的。