雙保險解密多因素生物特征融合引擎

技術宅

Synaptics在CES 2017上推出了全新的“多因素生物特征融合引擎”，該引擎將傳統的指紋識別與面部識別技術整合在一起，可以為我們的移動設備提供更加安全的驗證。今天讓我們一起來深入解讀多因素生物特征融合引擎，看看它是怎樣實現更強的保護功能的。

黑科技？什么是多因素生物特征融合引擎

現在指紋驗證幾乎已經成為中高端手機（無論是Android還是蘋果）的標配，因為它借助的是世界上幾乎沒有兩個相同特征的指紋數據，指紋解鎖以其高度的安全性得到各大廠家和消費者的認可（圖1）。不過指紋解鎖在實際使用中仍然有些不足，手指受過傷、留下疤痕，或者解鎖時，如果手指是濕的，亦或是手指很油，這些都會嚴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者有更多的生物驗證手段，很多手機和應用都推出“人臉解鎖”功能，通過手機攝像頭識別特定用戶的臉部數據實現解鎖，如手機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，而且在某些應用環境下比指紋解鎖更為便捷，比如司機在開車期間，如果解鎖手機，顯然臉部直接對著手機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”，它將傳統的指紋識別與面部識別技術整合在一起，用戶通過多重融合引擎，可以基于個人偏好或環境因素（如佩戴手套），選擇任一生物認證方式。當進行轉賬交易或使用其他敏感應用時，通過使用多重生物特征識別可達到更高的安全性。

1+1>2？多因素生物特征融合引擎技術解密

如上所述，Synaptics目前推出的多因素生物特征融合引擎，實際上主要就是指紋解鎖和人臉解鎖的融合識別引擎。那么Synaptics是怎樣實現兩者的融合？

首先我們來了解—下生物識別技術解鎖的原理。生物識別技術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，當然還包括后天形成的行為習慣，如筆跡、鍵盤行為、手機操作的觸屏行為，甚至握手機的姿勢等，來進行身份鑒定。因為生物特征的唯一性，因此目前生物識別技術具有很高的安全性。生物識別技術的關鍵是將生物特征數字化，以人臉解鎖為例，在首次使用人臉識別時，用戶需要先使用攝像頭對用戶臉部數據進行采集，采集到用戶臉部數據后識別引擎會對人臉關鍵特征點檢測、旋轉、兩眼距離的歸一以及圖像切割等方法進行人臉對齊，最終采集到的人臉數據轉化為數字化數據。這樣下次用戶需要使用人臉識別時，識別引擎會將再次采集到的數據和之前保存的原始數據進行比對，如果一致則通過驗證，完成手機解鎖或者應用的支付等操作（圖3）。

當然這看似簡單的“采集一驗證一解鎖”流程，實際上是人臉識別開發商背后強大的技術實力的體現。如對于臉部關鍵點的學習，在臉部識別訓練中，開發商會預先使用各種算法對數以億計的臉部數據進行學習、總結，在構建好算法和模型結構后利用手機硬件如GPU進行訓練，這樣才能完成一套人臉識別引擎的開發和使用。當然在實際使用中還會用到各種先進技術，如活體檢測技術，用戶需要根據系統指令交互式配合做出所要求的姿態、動作或表情，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，另外進一步利用三維建模技術加強防偽攻擊的能力。

人臉識別實際上是大數據學習、人工智能技術、云計算等諸多先進技術的結合體，類似的指紋識別也用到很多類似技術。因此一般手機廠商是沒有這么強大的開發實力，因此手機中使用的指紋和人臉驗證，大多是第三方專業廠家提供的技術。由于之前指紋和人臉驗證技術大多由不同廠商研發，因此手機廠商如果要在自己的手機上預置這兩種功能，就得在手機系統底層安裝這兩種引擎，這就得在開發手機時花費大量的適配時間，而且后期的維護、升級也比較麻煩。

正是看到用戶對不同生物識別技術的認可和手機廠商的痛點，原來就開發指紋技術的Synaptics聯合其他廠商推出融合引擎，它能夠整合其他廠商的生物識別技術到自己的識別引擎中，從而實現多因素生物特征融合。目前Synaptics就與KeyLemon公司合作（KeyLemon是基于攝像頭連續面部識別和認證技術的領導者），在Synaptics Natural ID指紋認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（該技術利用特有人工智能技術檢測指紋圖像，從而區分真假手指），又有KeyLemon公司的面部識別技術（該技術同樣采用防欺騙工具，能夠同時檢測眨眼和頭部移動的多重組合動作，可以精準對人臉進行識別）（圖4）。

當然在后續的融合中，Synaptics還會整合其他生物識別技術，使得自家的融合引擎功能更為強大。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擁有多種生物驗證功能，大大提高手機的安全性。

手機安全 任重道遠

隨著手機功能越來越強大，以及移動支付的日益普及，人們對手機的安全性要求也越來越高。生物識別技術作為一項較為可靠的安全驗證技術日益受到廣大用戶的青睞，越來越多的手機廠商也推出附加各種生物驗證技術的手機來滿足大家對安全的需求。不過目前很多技術仍然在不斷的完善中，而且標準不一，這給消費者的使用帶來不佳的體驗，而且道高一尺魔高一丈，各種針對生物驗證技術的破解也層出不窮。目前手機仍然面對各種數不清的威脅，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的安全方案來更好地保護大家的手機！