Zkoumání rozdílů mezi skenováním iPhone X Face ID a Samsung iris

Na akci Apple v září 2017 se společnost iPhone X byl odhalen. Vypadá to, že Apple se vydal na svůj model „Anniversary“ a jednou z nových funkcí je Face ID.

Odemknutí telefonu obličejem není úplně nové. Android tuto funkci již nějakou dobu má a Samsung od roku používá speciální skener duhovky Galaxy Note 7. Ale Apple dělá věci velmi odlišně, jak to obvykle není. Spíše než použít vzor k vytvoření odemykacího tokenu, Apple používá tvar vašeho obličeje. A má k tomu nějaký docela specializovaný hardware.

Ještě jsem nepoužil iPhone X, ale v této oblasti mám dobré zkušenosti. Modulované získávání map prostorového zkreslení a následné převedení získaných dat na něco, co software může použít jako jedinečný identifikátor již nějakou dobu existuje a produkty, které právě máte ve svém domě, byly postaveny, zabaleny nebo zkontrolovány kvalitou používat to. Podílel jsem se na navrhování a nasazování několika systémů, které používají třídění produktů pomocí získávání hloubkových obrazů (jablka, broskve, švestky atd.) podle stupně, tvaru a velikosti a pochopit, jak bude technologie použitá v Face ID práce.

Pojďme to porovnat.

Rozpoznávání obličeje Androidu

Odemknutí obličejem debutovalo na Galaxy Nexus v roce 2012.

Odemknutí telefonu obličejem je součástí Androidu od roku verze 4.0, Ice Cream Sandwich. Toto je nejméně komplikované a nejméně bezpečné ze tří věcí, které porovnáváme.

Pomocí přední kamery může váš telefon Android pořídit obrázek vašeho obličeje a software pro rozpoznávání obličeje Google jej poté zpracuje tak, aby na základě obrázku vytvořil sadu dat. Když telefon odemknete přiložením k obličeji, snímek se shromáždí, zpracuje a porovná s uloženými daty. Pokud se software může shodovat s oběma z nich, do systému se předá token, takže se telefon odemkne.

Odemykání obličejem přišlo na Android v roce 2012 a společnost Samsung to na svých nejnovějších telefonech vylepšila.

Data nejsou nikam odesílána a jsou shromažďována a zpracovávána v telefonu samotném. Je uložen bezpečně a šifrovaně a žádný jiný proces není schopen přečíst nezpracovaná data. Odemykání pomocí obličeje Android také nepotřebuje žádná speciální světla ani senzory nebo fotoaparáty - používá stejnou přední kameru, se kterou pořizujete selfie.

Společnost Samsung vylepšila zkušenosti s Galaxy S8 a Poznámka 8 zahájením skenování hned po klepnutí na obrazovku a zpracování je rychlejší a přesnější díky lepší kameře a CPU. Odemknutí obličejem u Galaxy S8 je rychlé a obecně funguje dobře, jakmile si člověk uvědomí, jak telefon držet, když jej používáte.

Největším problémem při odemykání pomocí obličeje je, že není bezpečný. Není inzerován jako bezpečný, ani Google nebo Samsung. Jedná se o praktickou funkci, která byla vyvinuta, aby předvedla (a vylepšila) algoritmy rozpoznávání obličeje Google a vytištěnou fotografii vaší tváře vůle porazit odemknutí obličejem.

Společnost Samsung naštěstí nabízí také alternativní způsob, jak rozpoznat vaši tvář.

Skenování duhovky Samsung

Společnost Samsung poprvé přinesla skenování duhovky do řady Galaxy s Galaxy Note 7. Nechat počítač skenovat vaše oční bulvy, aby vás ověřil, je něco, co jsme všichni viděli ve filmech, a používá se pro bezpečný vstup do skutečných vládních zařízení. Společnost Samsung používá stejný koncept se svým systémem skenování duhovky, jen zmenšen, aby mohl pracovat rychleji a pracovat s omezenými prostředky smartphonu. Je to pro váš telefon více než dostatečně bezpečné, i když není stoprocentně bezpečné.

Každé oko má jiný vzor a vaše pravé oko je dokonce jiné než levé.

Každé oko má v duhovce jedinečný vzor. Vaše levé oko má dokonce jiný vzor než pravé. Irisové vzory jsou ve skutečnosti zřetelnější než otisky prstů. Protože každé oko je jedinečné, může společnost Samsung použít vaše oči k tomu, aby vás identifikovala a fungovala jako vaše pověření. Tato pověření lze použít pro cokoli, co by otisk prstu nebo dokonce pro přístupový kód mohly. Držíte telefon, aby speciální kamera viděla vaše oči a telefon se odemkne.

Společnost Samsung k tomu používá speciální hardware na obličeji telefonu. Dioda vyzařuje blízké infračervené světlo a osvětluje vaše oči. Je to vlnová délka světla, kterou lidé nemohou vidět, ale je poměrně intenzivní a „jasná“. Blízké infračervené světlo se používá ze dvou důvodů: vaše žáci se nebudou stahovat a nebudete mít žádnou změnu ve vidění a osvětlí to cokoli s barevným vzorem lepším než vlnové délky, které dokážeme vidět. Když se podíváte pozorně na svou duhovku, uvidíte, že existují stovky různých barev v odlišném vzoru. Pod blízkým infračerveným zářením jsou tisíce barev a navzájem velmi dobře kontrastují. Lepší je pořídit si obrázek duhovky, protože i když nic z toho nevidíte, váš telefon to může a použije k vytvoření datové sady.

Společnost Samsung používá ke sběru a zpracování dat o vašich očích blízké infračervené světlo a speciální fotoaparát.

Jakmile je clona osvětlena, pořídí snímek speciálně vyladěná kamera s úzkým zaostřením. Běžná přední kamera na vašem Galaxy S8 dokázala registrovat barevné informace pod infračerveným osvětlením, ale nebyla k tomu navržena. Proto je potřeba druhá kamera.

Tento obrázek je analyzován a v telefonu je bezpečně vytvořena a uložena odlišná sada dat. Veškeré zpracování, analýza a ukládání dat se provádí lokálně a je šifrováno, takže k nim má přístup pouze proces rozpoznávání vaší duhovky. Tato data se používají k vytvoření tokenu a pokud proces skeneru duhovky poskytuje správný token, byla předána kontrola zabezpečení - ty jsou vaše oči, takže jakýkoli software, který vyžaduje vaši identitu, může pokračovat.

Samsung samozřejmě také shromažďuje některá data o vašem obličeji pomocí běžného předního fotoaparátu. S největší pravděpodobností se údaje o obličeji používají k umístění vaší tváře, takže skener duhovky má jasný výhled.

Abyste mohli nastavit a používat skener duhovky, musí být vaše oči na správném místě.

Existují některé inherentní nevýhody. Protože odemykání telefonu pomocí skenování duhovky musí být velmi rychlé, neshromažďuje se tolik údajů o vzoru v očích. Samsung musel najít správnou rovnováhu mezi bezpečností a pohodlím a protože nikdo nechce čekat pět nebo 10 sekund na každé skenování, algoritmy skenování duhovky umět nechejte se zmást fotolapsem s vysokým rozlišením vytištěným barevně a běžnou kontaktní čočkou, která simuluje zakřivení oka. Upřímně řečeno, nikdo nebude mít fotografii vašeho oka, která je dostatečně jasná, aby odemkla váš Galaxy S8 nebo Note 8. Pokud ano, máte mnohem větší problém ve svých rukou.

Skenování duhovky Samsung funguje dobře, pokud jsou vaše oči na „sladkém místě“.

Větším problémem je přesnost. Aby bylo možné projít kontrolou softwaru, je třeba analyzovat dostatek vašich duhovek, a to proto, že kamera popadne obraz k rozpoznání má velmi úzké zaostření a je tu „sladké místo“, kterým musí být vaše oči v. Abyste mohli projít kontrolami, musíte být na tom sladkém místě dostatečně dlouho. Systém je nepoužitelný, pokud neshromažďuje dostatek dat, aby zabránil tomu, aby se oči někoho jiného identifikovaly jako vy, takže to musí fungovat.

Je to dobrý systém, pokud jde o biometrické zabezpečení, a pro mnohé je to skvělé. Budou fungovat pouze vaše oči (ignoruje šanci, že některá špionážní agentura má fotky vašich očních bulvy) a je to docela rychlé. Musíte se ho naučit správně používat - a ano, obvykle k tomu dojde, když telefon držíte nepřirozeně vysoko s očima dokořán.

Apple Face ID

Apple vstoupil na nové území, pokud jde o biometrické zabezpečení telefonu. Nebylo to tak dávno, co jste potřebovali specializované osvětlení, několik fotoaparátů se speciálními objektivy a velmi nákladná počítačová deska pro zpracování obrazu pro každého z nich, aby shromáždila dostatek tvarových dat pro jedinečné uznání. Nyní je to provedeno s některými součástmi na tváři iPhone X, novou čipovou sadou Apple A11 a samostatným systémem, který snižuje čísla.

Face ID promítá intenzivní infračervené světlo, které osvětlí váš obličej. Stejně jako světlo používané skenerem duhovky společnosti Samsung je to vlnová délka, kterou člověk nevidí, ale je velmi „jasná“. Je to jako povodňové světlo - stejné množství světla v široké oblasti, které omývá váš obličej a na okrajích vašeho obličeje rychle spadne hlava.

Apple pomocí Face ID a jak shromažďuje údaje o vašem obličeji.

Zatímco je váš obličej osvětlený, promítá se na váš obličej matice infračervených LED laserů. Tyto LED diody používají vlnovou délku světla, která kontrastuje se světlem použitým k osvětlení, a tvář vám zakrývají tisíce jednotlivých světelných bodů. Jak se pohybujete (a my nikdy nemůžeme být úplně v klidu), odrážejí světelné body změny.

Když je váš obličej osvětlen infračervenou lampou a promítá se na ni světelná matice, speciální kamera shromažďuje obrazová data. Každý světelný bod je označen a jak se pohybujete a jak se mění, tyto změny se také zaznamenávají. Toto se nazývá získávání hloubkového obrazu pomocí modulované projekce vzoru. Je to skvělý způsob, jak shromažďovat data, která ukazují tvar, detekci hran a hloubku, když je objekt v pohybu za jakýchkoli světelných podmínek. Lze shromáždit spoustu dat a použít je k zobrazení odlišného tvaru, který lze znovu vytvořit ve 3D.

Data jsou poté předávána tomu, co Apple nazývá A11 Bionic Neural Engine. Jedná se o samostatný subsystém s vlastními procesory, který analyzuje data v reálném čase při jejich sběru. Data se používají k vytvoření vaší tváře jako digitální 3D masky. Jak se vaše tvář pohybuje, maska ​​se také pohybuje. Je to téměř dokonalá napodobenina a Apple to díky své nové animované emodži iMessage v iOS 11 skvěle předvádí.

Face ID používá stejnou technologii jako telefony Android s Tango.

Pro účely ověřování se datová sada používá také k výpočtu jedinečného identifikátoru. Stejně jako skener iris společnosti Samsung i Face ID bezpečně ukládá tato data a může je porovnávat s tím, co vidí speciální kamera, zatímco je Face ID aktivně spuštěno. Pokud se datová sada shoduje s tím, co kamera může vidět, je předána kontrola zabezpečení a token, který ověří, že „jste skutečně vy“, bude předán jakémukoli procesu, který o to požádá.

I když Apple také dělá několik ústupků, aby zajistil rychlé a snadné Face ID, z pohledu uživatele existují některé jasné výhody. Face ID je ve skutečnosti více zabezpečeno, protože se pohybujete (analyzuje se více dat) a není zde žádné „sladké místo“, protože se používá celý váš obličej a kamera využívá širší zorné pole. Matice promítnutá na váš obličej dobře kontrastuje s tím, co je v pozadí, protože k izolaci tvaru vašeho obličeje se používá pocit hloubky.

Jako bonus lze údaje o tvaru vašeho obličeje v reálném čase použít k jiným účelům pomocí toho, co Apple nazývá systém TrueDepth Camera. Viděli jsme příklad toho s novým režimem portrétu pro selfie, animovanými emodži a maskami Snapchat. Společnost Apple vytvořila Bionic Neural Engine takovým způsobem, že může sdílet jednoduchá data tvarů se softwarem třetích stran, aniž by odhalila data, která používá k vytvoření zabezpečeného identifikačního tokenu.

Který je lepší?

Nemůžeme říci, že nic není opravdu lepší, dokud to nevyzkoušíme.

Lepší je subjektivní, zejména proto, že jsme ve skutečném světě ještě nepoužívali Face ID nebo iPhone X. Pro účely autentizace je důležité, aby byl proces přesný a rychlý. Skener iris od společnosti Samsung může být tak dlouho, dokud nasměrujete telefon, aby mohl najít potřebná data, ale na papíře bude Face ID jednodušší, protože se nemusí uzamknout na žádném konkrétním místě práce. A pro mnohé z nás není ani lepší a upřednostňovali bychom snímač otisků prstů, které Galaxy S8 i Note 8 stále mají.

Ať už dáváte přednost, není pochyb o tom, že Apple v tomto ohledu překonal konkurenci. Rozsáhlý hardware pro vytváření a sběr dat o tvaru a vlastnostech vašeho obličeje v kombinaci s jeho vlastním systém zpracování, který analyzuje vše více podobné Tangu než jakékoli předchozí rozpoznávání obličeje, které jsme viděli na a telefon. Jsem nadšený, že tato úroveň technologie přichází na mobilní zařízení, a nemůžu se dočkat, až uvidím, jak budoucí produkty staví na tom, co vidíme od společnosti Apple.