毫無(wú)疑問(wèn),提及目前世界上最先進(jìn)的高端手機(jī)之爭(zhēng),無(wú)疑就是就是蘋(píng)果與三星了,這兩家公司的產(chǎn)品都有著自己的鮮明特點(diǎn),也因此受到了自己粉絲們的支持與喜愛(ài)。而在最近蘋(píng)果發(fā)布的產(chǎn)品中,最受外界關(guān)注的,無(wú)疑就是十周年的旗艦機(jī) iPhone X,除了破天荒的使用了異形全面屏外,蘋(píng)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(zhēng)議。

我們知道 Face ID 的面部識(shí)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(guò),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(tái)設(shè)備多種生物識(shí)別技術(shù)的方案,除了有面部識(shí)別之外,還配備了指紋與虹膜識(shí)別供用戶(hù)選擇。

在蘋(píng)果的 Face ID 推出之后,三星與蘋(píng)果的粉絲就一直在爭(zhēng)論,到底是蘋(píng)果全新研發(fā)的面部識(shí)別更安全,還是三星的虹膜識(shí)別方案更佳?最近國(guó)外一位喜歡研究各種電子設(shè)備的電氣工程師就對(duì)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(diǎn)小興奮

在 9 月 2017 日的蘋(píng)果發(fā)布會(huì)上,iPhone X 被曝光?？梢钥闯?蘋(píng)果在其“十周年紀(jì)念”旗艦上全力以赴,而其中一個(gè)新功能就是 Face ID。

用你的臉解鎖手機(jī)并不是什么新鮮事。Android 已經(jīng)使用有一段時(shí)間了,之后三星在 Galaxy Note 7 上使用了一個(gè)特殊的虹膜掃描儀。但蘋(píng)果的做法與以往不同,這是慣常的做法。蘋(píng)果沒(méi)有使用一種單一模式來(lái)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(zhuān)業(yè)的硬件可以協(xié)助它做到這一點(diǎn)。

我還沒(méi)有使用過(guò) iPhone X,但這是一個(gè)我有豐富經(jīng)驗(yàn)的領(lǐng)域。對(duì)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(shí)符的東西已經(jīng)存在一段時(shí)間了,現(xiàn)在你的房子里的產(chǎn)品不少都是用這個(gè)技術(shù)來(lái)制造、包裝或質(zhì)量檢查的。我參與了一些系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和部署,這些系統(tǒng)使用深度圖像采集來(lái)對(duì)產(chǎn)品(蘋(píng)果、桃子、李子等)進(jìn)行分類(lèi),區(qū)分形狀和大小,并據(jù)此來(lái)理解人臉識(shí)別技術(shù)是如何工作的。

讓我們來(lái)比較一下。

安卓的面部識(shí)別

2012 年,“面部識(shí)別”首次亮相 Galaxy Nexus。

自 4.0 版以來(lái),用臉解鎖手機(jī)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(jī)可以抓取一張你的臉,然后谷歌的人臉識(shí)別軟件就會(huì)對(duì)它進(jìn)行處理,以建立一組基于圖像的數(shù)據(jù)。當(dāng)你拿著手機(jī)貼近你的臉去解鎖時(shí),識(shí)別系統(tǒng)會(huì)收集、處理和比較存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。如果軟件能匹配這兩種軟件,就會(huì)將一個(gè)令牌傳遞給系統(tǒng),這樣你的手機(jī)就會(huì)解鎖。

在那時(shí)候,安卓各大手機(jī)廠商開(kāi)始跟風(fēng)推出“面部識(shí)別”,而三星在最新款手機(jī)上的表現(xiàn)則要好得多。

這些數(shù)據(jù)不會(huì)被發(fā)送到任何地方,而是通過(guò)手機(jī)本身收集和處理。它被安全地存儲(chǔ)并加密,沒(méi)有其他進(jìn)程能夠讀取原始數(shù)據(jù)。安卓手機(jī)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(lái)自拍的前置攝像頭。

三星改進(jìn)了 Galaxy S8 和 Note 8 手機(jī)的體驗(yàn),在屏幕被觸碰后就開(kāi)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(zhǔn)確。Galaxy S8 的臉部解鎖速度很快,而且一旦用戶(hù)在使用手機(jī)進(jìn)行面部解鎖的時(shí)候握穩(wěn)手機(jī),它的效果通常都會(huì)很好。

面部解鎖最大的問(wèn)題是它不安全。沒(méi)有一家安卓廠商會(huì)宣傳這項(xiàng)功能是非常安全的,即便是谷歌或三星。這是一個(gè)方便的功能,用來(lái)展示(并優(yōu)化)谷歌的面部識(shí)別算法,一張臉部的打印照片都可能會(huì)擊敗安卓陣營(yíng)的面部識(shí)別。

值得慶幸的是,三星還提供了另一種識(shí)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(hù)的眼球來(lái)驗(yàn)證身份,這是我們?cè)陔娪敖?jīng)常中看到的東西,它被用于在真實(shí)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(jī)有限的資源。這對(duì)你的手機(jī)來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠安全了,即使不是 100% 的萬(wàn)無(wú)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(gè)人的右眼和左眼都有很大的不同。

虹膜圖案實(shí)際上比指紋更獨(dú)特和清晰。因?yàn)槊恳恢谎劬Χ际仟?dú)一無(wú)二的,所以三星可以用你的眼睛來(lái)識(shí)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(hù)只需要拿著手機(jī)對(duì)準(zhǔn)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(jī)也能解鎖。

為了做到這一點(diǎn),三星在手機(jī)上使用了專(zhuān)門(mén)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(lèi)無(wú)法看到的光的波長(zhǎng),但它是相當(dāng)強(qiáng)烈和“明亮”的。使用近紅外光有兩個(gè)原因:你的瞳孔不會(huì)收縮,你的視覺(jué)也不會(huì)改變,而且它能比我們所看到的其他波長(zhǎng)更好地照亮任何有顏色圖案的物體。

如果你仔細(xì)觀察你的虹膜,你會(huì)發(fā)現(xiàn)有幾百種不同的顏色,不同的圖案。在近紅外線(xiàn)下,有成千上萬(wàn)種顏色,它們之間的對(duì)比非常好。這會(huì)更好地抓取你的虹膜圖像,因?yàn)榧词鼓銢](méi)有看到任何這樣的圖像,你的手機(jī)也可以用它來(lái)建立一個(gè)數(shù)據(jù)集。

三星使用近紅外光和一個(gè)特殊攝像頭來(lái)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(guò)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(cè)顏色信息,但是一般的相機(jī),無(wú)法識(shí)別虹膜,這就是為什么需要第二個(gè)攝像頭的原因。

設(shè)備分析了這張圖片后,會(huì)在你的手機(jī)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(chǔ)都是在本地完成的,而且是經(jīng)過(guò)加密的,因此只有識(shí)別用戶(hù)本人的虹膜才有機(jī)會(huì)訪(fǎng)問(wèn)它。這些數(shù)據(jù)被用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)令牌,如果虹膜掃描的過(guò)程提供了正確的標(biāo)記——安全檢查通過(guò)——就是檢測(cè)用戶(hù)注冊(cè)的的虹膜信息,接下來(lái)任何需要身份的軟件就都可以繼續(xù)進(jìn)行操作。

當(dāng)然,三星也會(huì)使用普通的前置攝像頭收集用戶(hù)的面部數(shù)據(jù)。最可能的是,面部數(shù)據(jù)被用來(lái)幫助構(gòu)建用戶(hù)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?yàn)橛脩?hù)使用虹膜掃描來(lái)解鎖手機(jī)往往希望非常快的速度,而不是等眼睛里收集的數(shù)據(jù)完全匹配無(wú)誤。三星必須在安全性和便利性之間找到正確的平衡點(diǎn),因?yàn)闆](méi)有人愿意為每一次掃描等待5到10秒,因此虹膜識(shí)別可能會(huì)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(shí)說(shuō),基本上沒(méi)有人會(huì)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(jī)安全或許不會(huì)是你面對(duì)最大的問(wèn)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(wèn)題是準(zhǔn)確性。你的虹膜需要經(jīng)過(guò)分析才能通過(guò)軟件檢查,因?yàn)橄鄼C(jī)捕捉到的圖像是非常有限的,所以你的眼睛需要有一個(gè)“最佳平衡點(diǎn)”。你需要在那個(gè)點(diǎn)度過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)通過(guò)驗(yàn)證。如果沒(méi)有收集到足夠的數(shù)據(jù)來(lái)阻止別人隨意破解進(jìn)入你的手機(jī),這個(gè)系統(tǒng)就沒(méi)有用處了,所以這就是它的工作原理。

這是一個(gè)很好的系統(tǒng),就生物識(shí)別安全而言。而對(duì)很多使用者來(lái)說(shuō),這會(huì)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(huì)正確地使用它——是的,通常這項(xiàng)功能不起作用,是由于很多時(shí)候你的眼睛睜得太大不自然導(dǎo)致的。