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TUhjnbcbe - 2023/4/2 18:00:00
                            

木子yanni

在地球生命进化历程中,浮着一个悬案。

五亿年前,地球上到处被水覆盖,仅有少量物种在深海中流浪。它们没有眼睛,有食物路过嘴边,赶紧一口咬住,没有的话,就继续游荡。这种佛系的蜗速演化状态,持续了好几千年。

直到寒武纪时期,局面才有了变化:物种突然迎来爆炸式增长,各种奇奇怪怪的生物出现,世界也开始可可爱爱。

究竟是什么原因造成的呢?业内大佬各执一词,情绪到位,激情互怼,但至今也没达成一致,依旧是个未解之谜。

几年前,一位澳大利亚的动物学家,在研究了大量古化石后,提出了一个相当有说服力的观点:寒武纪时期,生物第一次进化出眼睛,学会「识物」,进而催生出追逐捕食行为,不经意间引发了物种大爆炸。

物种A:你瞧对面那哥们,看起来是孜然味的,我咬它一口试试。

物种B:卧槽,兄弟们快跑...

后来人类出现,发现“脸”是个非常有趣的存在:每个人都有,诶,又都不太一样。

于是,“脸”逐渐成为辨别身份的一把钥匙,而“看脸”,也悄无声息地成了社会秩序的一部分,比如媒婆手中的画像册,关系着传宗接代;街头巷尾的监控摄像头,承载着国泰民安。

没有任何预兆,“脸”就被安排上了C位。

但是,脸可以易容,眼睛也会失忆,那些藏在细节中的魔*,引发了一场旷日持久的“人脸识别对抗战”。

老“脸”一红:额,就挺突然的…

悲催的画工,傲娇的张管家

南宋绍兴初年,一个名叫吴阜的靓仔,闲来无事在街头溜达,猛然间,他被墙上的一张纸吸引住了。

那是一张通缉令,上面还有幅画像,吴阜左瞅瞅案情描述,右看看画像,眼冒金星之际,他终于确定:这、画的不就是我吗?

原来,就在几天前,下级*官出身的吴阜,抢了隔壁城一位王姓富豪的20万串铜钱,得手后,吴阜迅速逃离了现场。让吴阜没想到的是,这位隔壁老王如此有钱,报案也如此果断,引得州县按照老王的描述,找画工画出了自己的样貌,展示在通缉令上,全城张贴。

吴阜气不过,一把撕下通缉令,火速进城。

几番打听,吴阜终于找到画工赵四,一见面,吴阜就把通缉令甩在赵四脸上:大哥,你是不是缺钙导致手抽筋鸭?劳烦把你的眯眯眼睁大,仔细瞅瞅,这画像和我有哪一点相似?重新画!

赵四:...

通常,颁发画像通缉令的流程是:受害者到官府报案,官府命画工按照描述作画,随后张贴在大街小巷,发动人民群众的力量围堵嫌疑人。

那么问题来了,画像明明是出于当事人的描述,为什么和真人判若两人呢?原因主要有两点。

1、记忆属于情景重构,并非重现。意外发生时,人处于高度紧张的状态,除非眼前的罪犯有非常明显的特征,比如三只眼睛,或者身后有条尾巴,否则短时间内,很难抓住罪犯的面部特征。

刚刚谁Q我?

生而为人,脸上都是相同的数量配置,别说在短时间内描述一个陌生人的面部特征,就是让你描述一下自己的男/女朋友,很多人都不一定能做到。不信你找几个同性朋友围坐在一起,各自说说看,到最后,每个人可能都会缓缓打出一个问号:听起来,我们说的怎么像是同一个人?

哦,对不起,我忘了你可能没有男/女朋友,那还是说回吴阜抢劫案里的隔壁老王吧。

在被抢劫的过程中,老王一边要死拽着铜钱,一边要躲避随时会袭来的棍棒攻击,双重紧张下,他还要记下对方脸上有什么特征,事后准确回忆出来,确实是强人所难。

2、绘画是一种艺术,属于主观创作。古代绘画,大多追求神似,而肖像画需要神形兼备,难度可见一斑,所以直到宋朝,肖像画技艺才算上道,成为独立的绘画领域,而通缉令又是肖像画里比较特殊的一种,不但考验绘画水平,还考验想象能力。模糊描述+想象创作,效果自然随缘。

《名侦探狄仁杰》:画师可能和狄仁杰有仇

当然了,现实中,像吴阜这么彪的人并不多见,对绝大多数被通缉人员来说,他们只会担心画师超常发挥,于是想尽各种办法,防止自己被认出来。

道听途说式的作画,再加上千人千面的解读,被通缉者很快摸出了门道:只要我够大胆,通缉令上的画像,就永远不可能像我。比如在眉尾、嘴角粘个大痦子,或者男扮女装穿个裙子,甚至搞个人皮面具,城门口那些官府小喽啰,拜拜了您呐。

《西游记》中,白骨精先后三次乔装打扮

除画像通缉令之外,拜访也是个需要靠脸来识别身份的场景。

张管家您近来可好?我是王富贵,今儿专程来拜会丞相大人,还劳烦您给通报一声。

您不记得我了?前几天我们还见过呐,同福酒楼,我穿一身儿绿,帽子也是同色系,您再想想。

还是想不起来?害,您是贵人多忘事啊!(拉到一旁:我这儿有五千两银票,您拿去喝点茶,全当我孝敬您了~

想起来了?太好了,那我先进去,得空儿再请您喝茶。

级别高的拜访者,纯刷脸;中等级别的拜访者,刷脸不够,需要银票来凑;级别再低的,就得看命运了。

从“你是谁”到“这是不是你”,在这场全社会参与的刷脸身份识别游戏中,为了达到各自目的,每个人都费尽心思,但事实证明,“刷脸”真的很难,费力、费时、费钱不说,误伤倒是很容易。

南宋末期,秀才林附祖好好的走在路上,几个蒙古兵突然冲上来,大喝一声:“文天祥,看你往哪儿跑!”

林秀才赶紧解释,说你们认错了,但蒙古兵从怀里摸出一张皱巴巴的画像,底气十足:“画像在此,你还狡辩,自己看,这明明就是你!”于是,林秀才就被抓到了京口,直到有人出来作证,蒙古兵才相信是误伤,无奈把人放了。

时光如梭,摄影技术和人工智能的出现,让刷脸对抗从粗制滥造转向精雕细琢。

刷脸智能化

科技进步,胜过天翻地覆。

机场、火车站、写字楼的刷脸闸机,让丞相府门口的张管家乖乖回家;张学友万人演唱会上的刷脸安保,让城门口拿着通缉令挨个比对的官府小兵惊掉下巴。

“逃犯克星”张学友

智能时代,刷脸从线下迁移到线上,画工、张管家以及官府小兵,都被整合进了人脸识别系统:摄像头眨眨眼,就能精准获取人脸图像,再经过后台对比,张三还是李四,一看便知。

在人脸识别系统面前,粘胡子、穿裙子这样的伪装手法,简直弱爆了,身份识别一秒完成,不再费力、费时、费钱。

简单来说,人脸识别系统由硬件和软件组成,硬件(传感器)获取人脸图像,软件(算法)进行分析比对,整个识别流程可以分为以下四步:

1、人脸检测:别问,问就是先找脸(把人脸从图像中裁剪出来)。

年,世界上人数最多的自拍合照(检测方法:百度PyramidBox)

2、人脸对齐:把裁剪出来角度各异的人脸,转换成统一的标准。

借人见人爱的猫咪来举个栗子。平时给猫咪拍照时,有的猫咪会直视摄像头,优雅的摆好姿势,此时拍出的照片就是正面照。

图片来源于网络

但在实际操作中,猫咪不一定会配合,反而会用怪异的姿势表示抗议,搞得自己猫不像猫,让刚刚知道猫有两个耳朵的宝宝一头问号。

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同样,非正面拍出的人脸图像,也会给后续的识别带来干扰,这就需要强行摆正照片里的脸,也就是找到面部的若干关键点,用一些手段(平移、缩放、旋转等),把不标准角度的人脸转化到标准人脸。(很多拍照扫描软件都有边框自动对齐功能,也是这个原理)

典型的人脸对齐过程

3、特征提取。

在标准人脸图像的基础上,进一步提取出眼睛、鼻子、耳朵、嘴等部位的几何形状特征,用数据记录下来。

P.S.智能时代,魔*就喜欢藏在这些细节特征里。

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4、特征比对:把上一步得到的面部特征结果,与预置的人脸数据进行比对。

在人脸识别系统中,一般会设定一个相似度阈值,假设为97%,如果两份人脸数据对比下来,相似度为98%,系统就判定为同一人,一秒放行;反之,如果是96%,得嘞,您哪儿来快回哪儿去吧。

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经过以上四个流程,你就能感受到人脸识别的妙处了,比如上班摸鱼时监测老板动向。(天呐,我什么也没说~

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虽然人脸识别已经智能化,但依然有漏洞可钻。

漏洞有多大呢?假设某人脸识别系统的相似度阈值是97%,那么剩余的3%,就是魔*的发挥空间。

对于普通人来说,刷脸频率最高的两个场景,就是解锁和支付,这也是最容易遇到魔*的地方。

刷脸解锁

现如今,凡是需要验明正身的地方,大多都接入了人脸识别系统,比如机场、银行及各大牛逼拉轰的APP,但能让你笑着把脸伸过去的刷脸,大概也只有手机解锁了。

手机里愈加臃肿的秘密,就曾掀起了一场解锁方式的变革。在先后尝试了数字、图形、指纹、虹膜等方式后,人们发现,用“脸”解锁是最方便的,不需要用手指戳屏幕、连圆点、找位置,看一眼手机,叮,解锁成功,极具科技感。

一时间,众多厂商都给手机增加了面容解锁功能,一看即开,但便捷不一定安全。

年,三星在GalaxyS8的宣传广告中,就清楚的写着:脸部识别,相比图形、PIN码及密码的安全系数较低。年,三星S9用户在注册时,也会收到类似提醒:您的手机可能会被与您长相类似的人或物解锁。

图片来源于网络

意思很明显:各位上帝大大,你们喜欢面容解锁,我就替你们安排,但丑话说在前面,万一有一天,你的手机被别人解锁了,别怪我事先没提醒过你。

事实也确实没让人失望,照片攻击出现了:只需一张普通的人脸照片,就能轻松破解安卓手机上流行的2D面容解锁。

没过多久,照片攻击就被玩出了新花样:没现成的照片?屏幕翻拍一张;用屏幕不方便?那就找张纸打印出来。反正结果都是一样的。

2D面容解锁为什么容易被破解?原因出在照片上。

上学时,老师一定讲过三原色,分别是红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue),把这三种颜色按照不同强度组合,就可以调配出自然界的一切颜色。彩色照片一般都是RGB图像,也就是说,图像中的每一个像素值,都是由红、绿、蓝三种颜色组合而来。

这就暗藏一个问题:在机器的眼里,RGB图片不过是一堆数字,管你是真脸,还是屏幕翻拍的照片,在机器眼里没有什么不同,只要和预置照片有符合设定的相似度,就可以解锁放行。

这样的结果,显然激怒了上帝大大们:我要方便,也要安全,你们谁能抵挡照片攻击,往前一步!

年,一位酷似二郎神的勇士站了出来,它就是搭载了面容识别功能FaceID的iPhoneX。

谁又Q我?

在iPhoneX风骚的刘海里,藏着一枚TrueDepth摄像头,以及红外相机、点阵投影器等其他元件,FaceID使用了「3D结构光」技术,能够把机器眼里的你从平面变为立体,有效抵挡照片攻击。

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FaceID工作时,红外相机会工作两次。当镜头前有物体出现,红外相机赶紧叫醒泛光感应原件,如果发现只是不明物体乱入,那就各自回家,继续等待召唤;如果发现是人脸,红外相机会马上叫醒点阵投影器,点阵投影器会立刻向人脸发射出3万个结构光点,这些光点遇到障碍物(人脸)反射回来,被红外相机接收,就会形成一张毫米级别的人脸深度图像,这张深度图会被发送到芯片中的专门区域,把它和你预设好的面容信息进行比对,成功即可放行。

点阵投影器的效果,有点类似于游戏「人体打印机」

某天深夜,和失眠偶遇的你,想听两首催眠曲,一伸手,你摸到了枕边的iPhoneX,当然,也可能是唱着AreYouOk的雷*。总之,你拿起手机,对准自己的面部,叮,解锁。

黑漆漆的夜里,人脸识别是怎么为你解锁的呢?答案是NIR近红外摄像头。

NIR是个夜视小能手,专治设备夜间看不见,它不受环境光的影响,能够在低光、甚至无光环境中正常工作,妈妈再也不用担心你在夜里解不开手机。

不同光照角度下的成像效果:第一行是可见光,第二行是近红外NIR

RGB色彩、Depth深度和NIR近红外,是人脸识别系统中最常见的三种传感器,除手机外,考勤机、写字楼闸机、摄像头等设备都在使用,按照需求和使用场景的不同,三者既能单独使用,也可随心搭配,有钱可以都上,没毛病。

从时间轴上来看,FaceID带火了3D结构光人脸识别,削弱了照片攻击的势头,但新型攻击手法也并未缺席:3D面具和高仿头模。

越南有一家安全公司,对库克反复夸赞的FaceID充满好奇,费尽心思想要搞个大新闻:攻破FaceID。当时,市面上很多机构都跃跃欲试,想挫一挫库克的小傲娇,但各种尝试都失败了,没想到,越南这家安全公司还真成功了。

他们用3D打印技术仿制了一个人脸框架,用硅胶制作了五官,眼睛部位放了特殊的图片,最后一整合,成功造出一个夜里看了会尿床的3D人脸面具。当然,以貌取人是不对的,虽然丑,但这张脸确实破解了FaceID。

不管黑猫白猫,能抓住老鼠就是好猫

后来,有更多公司宣称做出了能攻破人脸识别的面具,以及头模。比如一家位于圣地亚哥的公司Kneron就曾公开表示:别说手机解锁,就连支付宝、

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