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新创 2017-9-18 12:00

想太多!和三星完全不一样,你的 iPhone X 不会在睡梦中被人刷脸解锁

本文由王宇欣、王艺编译,来源 TechCrunch,发布于机器之能(微信公众号:almosthuman2017),转载请联系 jqzn@jiqizhixin.com。

毫无疑问,人脸识别(Face ID)是本周苹果发布会上最热门的话题。随着人们对苹果对待人脸识别的认真程度抱有越来越多的疑问,关于其作用、安全性以及创新方面的争论也见诸报端。
为了获得更多的线索,我与苹果软件工程高级副总裁 Craig Federighi 进行了通话。我们就当前大家普遍关注的一些问题进行了交流,与此同时,我也同苹果公司长时间使用该功能的员工进行了交流,希望你的疑问能够从中得到解答。

Face ID 是如何炼成的?

在发布会上,iPhone 环节的发言人 Phil Schiller 提到,苹果公司采集了「十亿」张图片用来训练 Face ID。但 Federighi 表示,其实苹果在这一方面走得更远。

「Phil 提到我们采集了十亿张图片,为了打磨识别率,这些图片覆盖了世界各个角落以及种族。」Federighi 表示。「但这些图片可不单纯是我们在互联网上爬来的。」

训练 Face ID 需要面孔的高保真深度图,因此苹果选择走出去,在征得被拍摄者同意的前提下对其进行「非常详尽的」扫描,Federighi 说。这些扫描均为包含训练 Face ID 系统所需的大量信息的多角度扫描。

我问道:「苹果是如何处理这些照片的?」

「我们确实对那些受保护的训练数据中的高保真深度图进行了保留,」Federighi 说,「因为在训练模型以及迭代演进的过程中,我们需要这些数据来开发以及优化我们的系统。」

但在用户实际使用的过程中,苹果绝对不会收集任何信息。Federighi 对这一点非常确定。

他特别提到,「当你使用 Face ID 时,你的数据只保留在你的个人设备中,我们不会把它传送至云端用作训练数据。」

除此之外,Face ID 还有自适应的特征,当你改变发型、长出胡须或者进行整形手术后仍然可以识别出你改变后的面貌。这一功能得益于全新设计的 Secure Enclave 中的深度学习以及重复训练(re-training)功能,整个过程完全在用户的设备上进行,没有一丝一毫的训练部署在云端。苹果公司表示,即使有人以再高的利益试图交换用户数据,公司都不会进行授权。

这就引出了近几天争论较多的另一个话题:Face ID 的安全性。

Face ID 的安全性和隐私性

对 Face ID 的质疑来自许多方面,其中最主要的问题在于,当司法部门强制要求获得面部数据时,苹果公司将如何处理。

与 Touch ID(指纹识别)相同,苹果根本没有办法将用户设备上的数据提供给执法人员,因为苹果从未掌握过这些数据,即便是脱敏数据也未曾掌握。当你的设备试图学习怎样辨识你的面孔时,训练数据会被作为一种不可逆的数学模型存储在 Secure Enclave 上,该模型不可被逆向编译回溯至「脸部模型」。同样,重训练也在 Secure Enclave 中完成。这期间的一切操作都存储在你的设备上,你的 SE 当中。

上述信息也解决了关于苹果公司是否掌管美国的未成年人数据的疑问。回答同样是否定的,数据只存在于设备中。

我也询问了 Federighi,苹果公司是否会出于安全性的考虑,设置一种模式必须同时使用 Face ID 和 密码才可解锁设备。这是一种将数字和生物特征因子结合到一种系统的双因子识别。

「确实,我们在公司内部谈过这一问题,」Federighi 说。「有人对这一问题很感兴趣。」

他指出有些情况确实需要考虑到,比如如果一个蓄着大胡子男人有一天刮了胡子,而他需要解锁设备。「我们经过讨论觉得用户可能需要一个以备万一的超长密码。」

所以,虽然眼下不存在,但是这个话题已经提出来了。

我同样问了 Federighi,当用户遇到一些棘手的情况,需要迅速禁用 Face ID 时,应该怎么办—比如被警方拦住,或者被小偷胁迫交出手机的时候。

「在旧版的手机中,需要连续按 5 下电源键,但是在版本较新的手机中,比如 iPhone 8 或者 iPhone X, 如果你同时按住两边的按钮并保持一段时间,屏幕就会自动变黑。同时,此举也会使 Face ID 禁用。」Federighi 说。「所以如果有小偷胁迫你交出手机的话,你可以把手伸进口袋,捏一下手机,Face ID 就被禁用了。同样的操作也会使 iPhone 8 禁用 Touch ID。」

挤压的时候可以按住任意一个音量键加上电源键。在我看来,这种方法比「连按 5 下电源键」要好,这种方法更不易被人察觉。按一下,手机默认回到密码解锁。

除此之外,还有一个问题我想要澄清一下,Face ID 系统不会发出可见光。我在社交平台上见过一些误解,称 Face ID 会照亮脸部。事实并非如此。Face ID 只使用红外线和已经存在的光线。这意味着在黑暗中,它可以在屏幕光照的条件下,无需额外光线进行解锁。

其他需要注意的细节:

如果你在 48 小时内没有使用 Face ID,或者你的手机刚刚重启,再次使用需要输入密码。

如果登录 Face ID 失败 5 次,将默认回到密码解锁。(Federighi 已经在舞台上的演示中确认了这一点,他当时被要求输入密码,系统在尝试辨认在台上设置手机的人是谁。)

开发者不能接触到 Face ID 阵列中的原始传感器信息。我们的策略是直接给他们提供深度图用于开发应用,比如在台上展示的 Snap face 过滤。深度图同样能被用于 ARKit 应用中。

如果你在 6 天半的时间内没能用任何方式解锁手机,或者使用 Face ID 在 4 小时内没能解锁,再次使用需要输入密码。

另外,和使用 Touch ID 时一样,每次当你按下电源键熄灭并点亮屏幕时,都需要再次验证 Face ID。

Federighi 在电话中还提醒到,苹果将会针对 Face ID 发布一本安全白皮书,时间和发放 iPhone X 的时间差不多。如果你是想要获得更多信息的研究员或者是研究机构,他表示,你能在安全白皮书上查找到关于系统安全的几乎一切的信息。

Face ID 到底有多灵敏

现在让我们来谈谈 Face ID 的性能。任何一个使用过 Face ID 几周或是几个月的人都告诉我,它实在是太可靠了,在任何光照条件下都能使用。RGB 摄像机和红外发射器的结合再加上点状投射仪可以覆盖绝大多数的场景,三者的结合造就了可靠、高速的 Face ID。

他们说,当你从桌上拿起手机,还没有到达眼前时,Face ID 就已经帮你解锁了,它的速度就是这么快。

但是速度并不是唯一的指标。比如,人们在户外普遍都会带上墨镜。Federighi 在一封发给用户的邮件中提到,大多数的墨镜都不会影响 Face ID 的识别。我问他偏光墨镜是否会有所影响。他表示并无影响。

「事实证明偏光不是问题—我带上了一副偏光太阳镜,Face ID 仍然可以识别出来。它们之间的差异在于,不同的镜片有不同的红外线过滤量。大多数镜片都会使足量的红外线穿过,即使别人观察不到你的眼睛,在红外线中它们仍然可见,」Federighi 说。「有一些镜片会进行镀膜挡住红外线。在那种情况下,用户可以选择使用密码或者摘下眼镜。」

Face ID 的识别维度中,有一点是识别用户的关注点是否在手机上。他提到,对于有些人,这个功能可能会不可用。举个例子,如果你失明了,或者是视觉障碍人士,或者是近视。你可能没有办法盯着手机来表达你想要解锁的意图。这种情况下,即使脸部被识别(带着墨镜也可以),但是却不能识别到你眼睛的注意力,从而不能解锁。这时,你可以关闭「注意检测」(attention detection)功能。你依旧可以使用 Face ID,只是安全性会有所降低,因为缺少一个识别维度。

「作为用户,你可以关闭注意检测,」Federighi 说。「我们会准备一些一些折中的办法,所以如果你不能直接看着手机的话,你是有所选择的。如果你不想使用 Face ID,你也可以直接关了它。」

Face ID 需要观察到你的眼睛、鼻子和嘴巴。这意味着有些情况下,它是无法使用的。「如果你是一个外科医生或者穿了一件遮住你的面部的衣服,Face ID 就不能工作了。」

这意味着对于工作中带着口罩或者穿着尼卡布的人来说,Face ID 就不能使用了。他们必须使用密码。Federighi 指出,Face ID 的限制与 Touch ID 相似,如果你带着手套或者手指是湿的话 Touch ID 也不能工作。

另一个普遍的问题是可以以什么样的角度或者距离来解锁 iPhone。

「解锁 iPhone 的范围和角度与你使用前置摄像头拍摄照片的范围相似,」Federighi 说。一旦你的眼睛与嘴巴之间的空间进入了匹配的范围—Face ID 在角度很刁钻的情况下也可以工作。就算你把手机放在大腿上,只要手机可以检测到这些特征,它还是能解锁。总之就是,只要在正常的角度下,手机都能解锁。

显然,这些角度是有限制的,因为当你唤醒手机时,它会尝试使用注意检测系统进行识别。并不是说你出现在镜头里就能解锁,而是手机需要感知到你在主动地尝试使用它。这就是为什么在你入睡时,或者你正在与其他人交谈时,第三方不能通过尝试把手机对准你的面部来解锁手机的原因。

如上所述,苹果公司花费了很大的力气收集面部形状和角度的数据。在做这项工作时,它确保数据尽可能地覆盖各种地理位置、年龄和种族背景。Federighi 说苹果公司已经对其进行了大量的测试,无论你拥有何种文化背景,Face ID 都会识别你的面部。

事实上,当今技术的进步有很多是不曾考虑伦理以及种族问题的。比较有代表性的是,一个自动挤出洗手液的机器不能识别黑人的手掌。苹果公司在硬件和软件方面做了努力确保 Face ID 不会出现这样的问题。究竟它的工作情况如何,等到发售的那一天就见分晓。

至于保真深度摄像机,它能够为使用 ArKit 或者深度图的开发者制造额外的效果。

「我们给开发者们提供了 iPhone X 上的后置摄像头和前置系统的深度图,所以 ArKit 可以从照片中提取深度并构建网格。但这不是原始的传感器数据,仅仅是摄影效果所需的深度数据而已,」当我问 Federighi 关于摄像机阵列的其他用途时,他说。「前置摄像头很善于处理较近的范围,而后置摄像头则善于处理更远的距离。这是两种不同的技术,为了达到不同的目的。探测点模式(probing dot pattern)为深度图提供了一个很好的解决方案。」

如果你是 ARKit 开发者来说,请注意,该系统将会使用 RGB 数据与红外线数据的结合绘制网格图,这样一来,TrueDepth 摄像机阵列将具备更佳的效果和精度。

至今为止的 Face ID 故事

很显然,很多人还没有机会能够使用 Face ID,因此抱有更多的疑问。但是随着人们开始实际操作并学习系统的所有细节的时候,这些问题自然会有答案。

实际上,可能会有很多人质疑 Face ID,因为其他生产商比如三星,曾经构造出一款,坦白地说,劣质的面部识别。使用简单的照片就能骗过这个系统,那么三星,请问你构建这个系统干嘛?

Face ID 不是一个简单的图像识别系统。它关注你整个面部的三维模型,以高细节的层次来辨认特征,苹果公司认为这种层次的细节观察让 Face ID 不能被面具欺骗。苹果和三星的面部识别系统完全是两码事。简化人们的密码流程能够带来很大的变革。其实大多数人仍在使用普通的密码解锁,并且他们的任何设备都不具支持双因素认证这一功能。Touch ID 和 Face ID 所做的工作将会极大地提升日常用户的安全性。

苹果对待 Face ID 的态度是认真的,如苹果评论员 John Gruber 所说,我听说苹果公司在很长一段时间内不打算在 iPhone X 上部署任何基于 Touch ID 的认证。

Face ID 系统或许能为意图计算(intent-based computing)带来一股热潮。如果你的设备一直都能准确地分辨出你是谁,那么请尽情畅想,我们能够与它们安全地、自动地进行哪些互动呢?

情景计算(contextual computing)平稳发展了很长时间,一直没有大的突破。Face ID 也许会为该领域打开另一扇大门。但是,当然,任何时候你都需要考虑到打开门的后果以及掌管钥匙的人。

毫无疑问,iPhone X 和 Face ID 具有能够解锁身份识别型计算力量的潜力。

苹果的 Face ID 在一定程度上与 Touch ID 非常相像。尽管确实有一些预警,但是这些主要是为安全研究员以及想要探索更多的国家机构所设立的。

提问以及细心倾听回答非常重要。至少目前为止,答案非常清晰。

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