活体检测技术
1 简介
生物识别系统中,为防止恶意伪造和窃取他人的生物特征用于身份认证,生物识别系统需要具备活体检测功能,即判断提交的生物特征是否来自有生命的个体,这里定义的生命特征的个体是指自然人(未使用假体面具)使用设备进行检测,而非通过照片,视频等中的人物进行检测.
一般生物特征的活体检测技术利用人类的生理特征,如指纹,人脸,虹膜等,其中:
序号 | 活体识别方式 | 关键指标 |
---|---|---|
1 | 指纹 | 手指温度,排汗,导电性能 |
2 | 人脸 | 五官移动信息,头部转动,眨眼,张嘴 |
3 | 虹膜 | 虹膜震颤特性,睫毛,眼皮运动,瞳孔对可见光源强度的收缩扩张反应 |
人脸认证系统中的攻击手段:
- 照片攻击:偷拍照片假冒真人;
- 升级版照片攻击:将照片1:1打印,攻击者将照片将嘴部和眼部等可动部分去除做成面具,以自己的眼部和嘴部动作替代照片动作;
- 视频回放攻击:公开场合录的视频或网上公开的视频片段,进行攻击;
- 立体假面攻击:计算机辅助软件设计的三维模型,蜡或塑料材质构成的三维雕像进行攻击;
2 人脸活体检测技术
2.1 动作指令活体检测
指令动作配合方式即让用户配合给定的指令进行动作,如人脸左转,右转,张嘴,眨眼等,指令配合错误则认为是伪造欺骗.
【优点】
- 可较好防止照片攻击;
【缺点】
- 用户体验不佳;
- 无法防止视频攻击或一些人脸合成技术的攻击;
2.2 静默活体
用户无需配合做动作,只需正对摄像头3~4秒,即可完成整个检测过程.
原理:
真实人脸和照片相比,即使不刻意做动作,也会有微表情存在,如眼皮,眼球的律动眨眼,嘴唇以及周边面颊的伸缩等动作特征,依据这些动作特征作为身份核对依据,通过动态核对面部轮廓等方式准确识别用户,因此用户无需做任何动作,自然正对摄像头3~4秒,即可完成验证.
公司:世纪晟
【优点】
- 无需用户配合;
- 活动检测时间减少一半以上;
- 私密性保护好;
- 用户体验佳;
【缺点】
- 需等待,大概3~4秒;
- 受光照影响较大;
2.3 近红外人脸活体检测
安装红外摄像头,利用红外图片,可以实现更好的防攻效果,对于光和红外光,本质是电磁波,最终看到的图像,与材质表面反射特性有关,真实的人脸,纸片,屏幕和立体面具等攻击媒体的反射特质不同,成像也不同,这种差异对于红外波反射方面更为明显,所以此种方法更加安全.
该方法无需指令配合,检测成功率较高,根据光流法,利用图像序列中的像素强度数据在不同时间的变化和相关性确定各自像素位置的运动,从图像序列中得到各个像素点的运行信息,采用高斯查分滤波器,LBP特征和支持向量机进行数据统计分析,同时光流场对物体运动信息较敏感,利用光流场可以统一检测眼球移动和眨眼,实现用户无配合活体检测.
【优点】
- 无需用户配合;
- 活动检测时间减少一半以上;
- 私密性保护好;
- 用户体验佳;
- 受光线影响较小;
【缺点】
安装红外传感器;
3 总结
序号 | 攻击方式 | 防御方式 | 优点 | 缺点 |
---|---|---|---|---|
1 | 照片及升级照片攻击 | 动作指令检测 | 有效防止照片及视频攻击 | (1)需要用户配合,用户体验不佳 (2)受光线影响较大 (3)无法防止部分视频攻击或一些人脸合成技术的攻击 |
2 | 视频回放攻击 | 静默活体检测 | (1)有效防止照片,视频及立体面具攻击 (2)无需用户配合 |
(1)需等待,大概3~4秒 (2)受光线影响较大 |
3 | 立体面具攻击 | 红外活体检测 | (1)有效防止照片,视频及立体面具攻击 (2)无需用户配合 (3)识别成功率高于前两者 (4)受光线影响较小 |
需要增加红外传感器 |
【参考文献】
[1]https://zhuanlan.zhihu.com/p/26112838
[2]https://wenku.baidu.com/view/2e6078ae9a89680203d8ce2f0066f5335b816713.html?from=search
[3]https://blog.****.net/u013841196/article/details/81176498