生物识别，谁来定义那个独一无二的你？
察日苏
2015-11-23 09:10
虹膜
生物识别
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导语早些日子，坊间有件趣闻流传：赵薇的老公黄有龙被告上法庭，原因是有人买了他的房子，却迟迟无法入住，现要求黄有龙腾退房屋。随着案情的进一步发展，发现被告很冤枉，因为这房子并不是黄有龙自己卖掉的，而是他的司机冒充黄有龙到公证处，通过了人脸识别系统办理了委托公证证明，并委托另一人将房子卖给了原告武某。一时哗然。
为什么以安全便捷自然著称的人脸识别竟然被蒙蔽过关？现有的生物识别是否真如传闻中的那么安全？我们究竟需要怎样的生物识别？
今年是生物识别异常活跃的一年，微软甚至在其推出的 Windows 10 采用了生物特征授权方式，称之为 Windows Hello（支持人脸识别、指纹识别和虹膜识别），但就是这样的人脸识别模式，在测试 6 对双胞胎的时候也失败了 1 对，这在韩国或许会很致命。但这也促进我们思考了一个问题：怎样才可以定义这世界独一无二的你？
类似的诘问其实在我们的生活中经常被无声地问到：当你打开电脑，立马弹出的 Password 弹窗；当你选购好心爱的商品，支付宝弹出的指纹验证请求；当你把钥匙插进门锁，开始扭动；当你拿出一张信用卡刷过 POS 机，都跳出了一句话：嗨，是你吗？
在互联网时代，你对自己的定义和时代对你的定义往往是不同步的。在上述提到的生活场景，相信每一个人都会遇到，但是每个人都有不同的感受，因为在这个莫大的群体中，有部分人遭遇过 “你不是你” 的境遇。别惊讶，这真实的存在着：你的密码被破译（拜托你不要再用自己生日设密码），入侵者顶着你的名义窃取了你的资料；你熟睡时，睡在你身旁的妻子冷笑了一声，拿起你的手指清掉了购物车里的存货，顺带检查了下你近 20 天来的微信记录；你还在找你的钥匙时，已经有人进入你的家门，拿走了你藏在冰箱夹层里的小金库；你的信用卡？你难道不知道全球每年信用卡被盗刷的金额有上百亿刀吗？这个时候才发现，你已不再是你。
在谈及互联网时，中科院院士谭铁牛曾这么解释：互联网的本质就是以人为本，链接一切。这里面强调了人的个体性存在，所以我们每个人都是独立的个体，当试图和孤立的外物建立起联系时，必须凭借一种独特的链接。只是我们希望这种链接既能保持自己的社会性，又能维护自己的独立性，独立意味着唯一，而唯一意味着安全。我们就是在独立性和群体性之间不断的刷新技能和模式。生物识别，谁来定义那个独一无二的你？
在这张简图中，我们可以把身份识别做个简单分类：生物识别和非生物识别。前者又可进一步分为：生理特征和行为特征。行为特征记录了人的笔迹、坐姿、行姿（步态）等信息，但这些信息并不稳定，随着一个人的年岁渐长或突发情况（如撞击、矫正），他的行为特征也会逐渐发生变化，变得不那么唯一，也就是我们常提到的稳定性差。
在这里需要明示一点，以上提及的识别方式并非就一无是处，我们谈论的更是基于不同场景下的应用选择。比如指纹识别，这种技术是存在一定的局限，甚至有报道已有黑客攻克了指纹识别认证，但是依然不影响它成为手机的标配，因为你不会在一个首饰盒上面装配一个高级密码锁，你需要的就是一个较为方便的安全认证即可，这种安全认证能够保证你在办公室或 anywher，你放在桌上的手机不会被其他人轻易打开。
对消费者来说，这就够了，颇有点防君子不防小人的心思在里面。但千万不要小看指纹识别的应用，当手机标配了指纹识别之后，经过一段时间就会培养你使用指纹识别的习惯，习惯形成之后，很有可能你就无法忍耐其他 device 的密码解锁方式。因为你需要加密的东西实在太多，但很多时候又记不住太多数字和字母组成的密码。或许为了便捷你可以把所有登陆界面都设置同样的数字字母密码，但风险是一旦你注册过的某个小网站被黑客攻陷后，黑客就可以轻松地拿着这个密码去攻击本来很难被攻陷的你的银行、支付宝的账户。
在描述一种生物识别方式，尤其是在和其他识别方式来进行对比时，我们常常提到三个指标：独特性、丰富度和稳定性。以指静脉识别为例，首先要求你的手指内的静脉血管每个人都不是一样的；而且血管足够多、密，这样保证了丰富度，不容易被复制；最后这指静脉血管是不会发生变化的，这样才算是一个合格的生物识别方式。但合格并不意味着全部，在他人胁迫的情况下，你同样会被强制进行识别认证。
理论上来讲，越独特、越丰富、越稳定的生物识别方式就越被认为是安全的存在，比如基因识别一度被认为是最为安全唯一的认证，但同卵双胞胎的基因相似度极高，也很难进行真切的分辨。声音可能被录制、人脸（2d）有可能被拍照，即便是有深度人脸识别（3d），如果 3d 打印足够牛，我直接打印个人头出来，或者为了攻击活体检测而发狠去趟韩国，还是可以李鬼代李逵。
视网膜识别在业内被认为是极具安全的存在，因为这是完全不可见的，但是针对视网膜识别的研究发现，采取的光源有可能会对视网膜造成损害，故现在研究放缓，暂没有什么更新的消息出现。另外，纠结安全的时候也无法回避便利。如果指尖有污渍油渍，也很难识别清楚；指静脉识别注册需要一定的压感，且接触式的识别总会让人感觉不那么自然，这么看来非接触式是个发展趋势。
评价生物特征识别技术的优劣，主要使用注册成功率、错误拒绝率和错误接受率等指标。只是这种指标基于不同的实验数据库，样本群体不同，我也无法多做评论。事实上，我们无法评价某种技术就是绝对的安全（或是绝对的无用）。再反过来想想，当我们评价某种生物识别技术时，其实更多的是在评价这种生理特征本身的特质（独特、丰富、稳定）。
举个例子，如果指纹识别可以识别到非常非常精细的程度、指静脉可以识别到非常非常细小的血管末端，人脸识别可以识别到足够足够精细的面部细节，这都将是很好的安全认证技术，遗憾的是，无论算法还是硬件，我们还没有到达这种程度。好在这种情况正逐步发生改变，以巩膜识别（又称眼球识别、眼纹识别，这种技术就是识别眼白部分的毛细血管丰富程度）为例，大约在 8月 份的时候，笔者首次接触了 EyeVerify 的 Eyeprint 技术，直观感觉还蛮不错，就是巩膜注册、识别和攻击反应的时间都较长。时隔两月，在 2015 云栖大会上，笔者再次遇见 EyeVerify 的 CEO ，Toby Rush 现场演示了最新的 Eyeprint 技术，巩膜注册、识别乃至攻击反馈的时间都已缩短，已在可以忍受的范围内。
互联网将我们带入了云的时代，正如有人的地方就有江湖，有云的地方也会有攻击。如何说服众多客户可以安心的使用云是所有云服务公司的核心思考，首当其冲就是入口安全问题。在 2015 云栖大会生物识别专场，我们发现了一个现象，生物识别越来越趋向于多种识别方式相结合的方向发展。这个逻辑认为，在识别和攻击越来越胶着的今天，既然一把锁不够，那我就开挂多加几把，看你如何攻击。
但这并非是叶良辰式的任性选择，比如你选了指纹识别，那么指静脉识别、掌纹识别就没太大必要，较为流畅自然安全结合程度高的是人脸、声音、眼睛三个部位的结合，这便有了 “人脸识别（2D/3D）＋语音识别＋巩膜／虹膜识别” 三位一体的生物识别认证模式，恰好这些都可以在手机终端上得到解决，甚至不需要增加太多的硬件设备，除了虹膜识别要增加一个近红外摄像头，但信奉极简设计理念的手机企业可能不会为了更高的安全系数而增加一个摄像头，好消息是三星正在开发自带近红外光源的屏幕，而坊间称苹果 7 正在考虑使用三星的 OLED 屏。
我们通篇在谈的认证仅仅是前端看的见的身份认证，后端还存在一个信息认证环节，所有的身份认证通过后将会转化到信息认证这一块，完成和数据库的信息匹配。可以这么认为，你在数据库里面重新构建了一个你，每一次的认证都是完成了一次 “灵魂附体”。在一次和张健（南华会会长）的闲聊中，张提过一个有趣的概念：人就是 CPS 概念的延伸。CPS 本意是 Cyber - Physical System（被指是工业 4.0 的核心），意味着虚拟和物理的融合，他认为人其实也是有 C 体和 P 体。这么想也对，身份认证终究是从 P 体的角度来解决，还有 C 体需要你来完善。就好比我的 P 体在这里，而 C 体正在网络上和你对话。互联网 + 到最后其实就是在 + 自己。以人为本，链接一切，由我的 P 体生成一个 C 体，完成了对这一切的链接。
“嗨，是你吗？”——你，终究会遇见这世上另一个的你。
后记：感谢中科院自动化所生物识别与安全技术研究中心主任李子青研究员、南华会会长张健、中科虹霸总经理马力、旷视科技（Face＋＋）CEO 印奇、聚虹光电 CEO 宫雅卓、虹识科技 CEO 易开军、EyeSmart CEO 王晓鹏、EyeVerify CEO Toby Rush，蚂蚁金服安全技术高级专家李亮的技术指导。
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邱雪阳
11-07
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