Examinando as diferenças entre o iPhone X Face ID e a digitalização da íris Samsung

No evento da Apple em setembro de 2017, o iPhone X Foi revelado. Parece que a Apple deu tudo de si no seu modelo "Anniversary", e um dos novos recursos é o Face ID.

Desbloquear o telefone com o rosto não é exatamente novo. O Android tem esse recurso há um tempo, e a Samsung usa um scanner de íris especial desde o Galaxy Note 7. Mas a Apple está fazendo as coisas de maneira muito diferente, como costuma fazer. Em vez de usar um padrão para criar um token de desbloqueio, a Apple está usando o formato do seu rosto. E tem um hardware bastante especializado para fazer isso.

Ainda não usei o iPhone X, mas esta é uma área em que tenho uma boa experiência. Aquisição modulada de mapas de distorção espacial, transformando então os dados adquiridos em algo que um software pode usar como um identificador exclusivo já existe há algum tempo, e os produtos que você tem em sua casa agora foram construídos, embalados ou verificados usando isso. Estive envolvido no projeto e implantação de vários sistemas que usam aquisição de imagem em profundidade para classificar produtos (maçãs, pêssegos, ameixas, etc.) por grau, forma e tamanho e entenda como a tecnologia usada no Face ID irá trabalhos.

Vamos comparar.

Reconhecimento facial do Android

O desbloqueio facial foi lançado no Galaxy Nexus em 2012.

Desbloqueando seu telefone com seu rosto faz parte do Android desde versão 4.0, sanduíche de sorvete. Esta é a menos complicada e a menos segura das três coisas que estamos comparando.

Usando a câmera frontal, seu telefone Android pode capturar uma imagem de seu rosto e o software de reconhecimento facial do Google, em seguida, processa-a para construir um conjunto de dados com base na imagem. Quando você segura o telefone contra o rosto para desbloqueá-lo, uma imagem é coletada, processada e comparada com os dados armazenados. Se o software puder corresponder a ambos, um token é passado para o sistema para que o telefone seja desbloqueado.

O desbloqueio facial chegou ao Android em 2012, e a Samsung o tornou muito melhor em seus telefones mais novos.

Os dados não são enviados a lugar nenhum e são coletados e processados ​​no próprio telefone. Ele é armazenado com segurança e criptografado, e nenhum outro processo é capaz de ler os dados brutos. O desbloqueio facial do Android também não precisa de luzes, sensores ou câmeras especiais - ele usa a mesma câmera frontal que você usa para tirar selfies.

A Samsung melhorou a experiência com o Galaxy S8 e Nota 8 telefones iniciando a digitalização assim que a tela é tocada, e o processamento é mais rápido e preciso devido à melhor câmera e CPU. O desbloqueio facial no Galaxy S8 é rápido e geralmente funciona bem quando você começa a sentir como segurar o telefone enquanto o está usando.

O maior problema com o desbloqueio facial é que ele não é seguro. Não é anunciado como seguro, nem mesmo pelo Google ou Samsung. É um recurso prático que foi criado para mostrar (e refinar) os algoritmos de reconhecimento facial do Google e uma foto impressa do seu rosto vai derrotar o desbloqueio facial.

Felizmente, a Samsung também oferece uma maneira alternativa de reconhecer seu rosto.

Digitalização da íris da Samsung

A Samsung trouxe pela primeira vez a digitalização da íris para a linha Galaxy com o Galaxy Note 7. Ter um computador digitalizando seus olhos para autenticá-lo é algo que todos nós vimos em filmes e é usado para entrada segura em instalações governamentais reais. A Samsung está usando o mesmo conceito com seu sistema de varredura de íris, apenas reduzido para que possa funcionar mais rápido e com os recursos limitados de um smartphone. É mais do que seguro para o seu telefone, mesmo que não seja 100% à prova de falhas.

Cada olho tem um padrão diferente, e seu olho direito é ainda diferente do esquerdo.

Cada olho tem um padrão único na íris. Seu olho esquerdo até tem um padrão diferente do direito. Os padrões da íris são, na verdade, mais distintos do que uma impressão digital. Como cada olho é único, a Samsung pode usar seus olhos para identificá-lo e atuar como suas credenciais. Essas credenciais podem ser usadas para qualquer coisa que uma impressão digital ou mesmo uma senha. Você segura o telefone para que a câmera especial possa ver seus olhos e o telefone seja desbloqueado.

Para fazer isso, a Samsung está usando hardware especializado para o telefone. Um diodo emite luz infravermelha e ilumina seus olhos. É um comprimento de onda de luz que os humanos não podem ver, mas é bastante intenso e "brilhante". A luz infravermelha é usada por dois motivos: seu as pupilas não se contraem e você não terá nenhuma mudança na visão, e ilumina qualquer coisa com um padrão de cor melhor do que os comprimentos de onda que podemos Vejo. Se você olhar atentamente para sua íris, verá que existem centenas de cores diferentes em um padrão distinto. Sob infravermelho próximo, existem milhares de cores e elas contrastam muito bem entre si. É apenas melhor para capturar uma imagem de sua íris, porque mesmo que você não veja nada disso, seu telefone pode e usa isso para construir um conjunto de dados.

A Samsung usa luz infravermelha e uma câmera especial para coletar e processar dados sobre seus olhos.

Depois que a íris é iluminada, uma câmera de foco estreito especialmente ajustada captura uma imagem. A câmera frontal normal em seu Galaxy S8 pode registrar informações de cores sob iluminação infravermelha, mas não foi projetada para fazer isso. É por isso que uma segunda câmera é necessária.

Esta imagem é analisada e um conjunto distinto de dados é criado e armazenado com segurança em seu telefone. Todo o processamento, análise e armazenamento dos dados é feito localmente e é criptografado para que apenas o processo de reconhecimento de sua íris tenha acesso a ele. Esses dados são usados ​​para criar um token, e se o processo do scanner da íris fornecer o token correto, uma verificação de segurança foi aprovada - aqueles estão seus olhos, para que qualquer software que precise da sua identidade possa prosseguir.

Obviamente, a Samsung também coleta alguns dados sobre o seu rosto usando a câmera frontal normal. Provavelmente, os dados faciais são usados ​​para ajudar a posicionar seu rosto para que o scanner de íris tenha uma visão clara.

Seus olhos precisam estar no local certo para configurar e usar o scanner de íris.

Existem algumas desvantagens inerentes. Como o uso da varredura da íris para desbloquear o telefone precisa ser muito rápido, poucos dados são coletados sobre o padrão em seus olhos. A Samsung teve que encontrar o equilíbrio certo entre segurança e conveniência e, como ninguém quer esperar cinco ou 10 segundos por cada varredura, os algoritmos de varredura da íris pode se deixe enganar por uma foto laser de alta resolução impressa em cores e uma lente de contato normal para simular a curvatura de um olho. Mas, honestamente, ninguém vai ter uma foto do seu olho nítida o suficiente para desbloquear o Galaxy S8 ou Note 8. Se o fizerem, você terá um problema muito maior em suas mãos.

A varredura da íris da Samsung funciona bem, desde que seus olhos estejam no 'ponto ideal'.

O maior problema é a precisão. O suficiente de suas íris precisam ser analisadas para passar na verificação do software, e porque a câmera que agarra a imagem para reconhecimento tem um foco muito estreito há um "ponto ideal" que seus olhos precisam estar no. Você precisa estar nesse ponto ideal por tempo suficiente para passar nas verificações. O sistema é inútil se não coletar dados suficientes para evitar que os olhos de outra pessoa se identifiquem como você, então é assim que tem que funcionar.

É um bom sistema no que diz respeito à segurança biométrica e, para muitos, é excelente. Apenas seus olhos funcionarão (ignorando a chance de alguma agência de espionagem ter fotos de seus olhos) e é bastante rápido. Você apenas tem que aprender a usá-lo corretamente - e sim, isso normalmente ocorre como resultado de muitas vezes segurar o telefone anormalmente alto com os olhos bem abertos.

ID facial da Apple

A Apple entrou em um novo território quando se trata de segurança biométrica em um telefone. Não faz muito tempo que você precisava de iluminação especializada, várias câmeras com lentes especiais e um placa de computador de processamento de imagem cara para cada um deles para coletar dados de forma suficientes para reconhecimento. Agora é feito com alguns componentes do iPhone X, o novo chipset A11 da Apple e um sistema separado para processar os números.

O Face ID projeta uma intensa luz infravermelha para iluminar seu rosto. Assim como a luz usada pelo scanner de íris da Samsung, é um comprimento de onda que um ser humano não consegue ver, mas é muito "brilhante". É como um holofote - uma quantidade igual de luz em uma área ampla que lava seu rosto e cairá rapidamente nas bordas de seu cabeça.

A Apple está tentando algo muito diferente com o Face ID e como ele reúne dados sobre seu rosto.

Enquanto seu rosto está iluminado, uma matriz de lasers LED infravermelhos é projetada sobre seu rosto. Esses LEDs usam um comprimento de onda de luz que contrasta com a luz usada para iluminação e milhares de pontos individuais de luz cobrem seu rosto. Conforme você se move (e nunca podemos ficar perfeitamente parados), os pontos de luz refletem as mudanças.

Com o rosto iluminado pela lâmpada infravermelha e uma matriz de luz projetada sobre ele, uma câmera especial coleta dados de imagem. Cada ponto de luz é marcado e conforme você se move e eles mudam, essas mudanças também são registradas. Isso é conhecido como aquisição de imagem em profundidade usando projeção de padrão modulado. É uma ótima maneira de coletar dados que mostram a forma, a detecção de bordas e a profundidade enquanto um objeto está em movimento sob qualquer tipo de condição de iluminação. Uma tonelada de dados pode ser coletada e usada para mostrar uma forma distinta que pode ser recriada em 3D.

Os dados são então passados ​​para o que a Apple está chamando de A11 Bionic Neural Engine. É um subsistema separado com seu (s) próprio (s) processador (es) que analisa os dados em tempo real à medida que são coletados. Os dados são usados ​​para recriar seu rosto como uma máscara 3D digital. Conforme seu rosto se move, a máscara também se move. É uma imitação quase perfeita, e a Apple faz um excelente trabalho exibindo-a com seus novos emojis animados iMessage no iOS 11.

O Face ID usa parte da mesma tecnologia dos telefones Android com Tango.

Para fins de autenticação, o conjunto de dados também é usado para calcular um identificador exclusivo. Assim como o scanner de íris da Samsung, o Face ID armazena com segurança esses dados e pode compará-los com o que a câmera especial está vendo enquanto o Face ID está funcionando ativamente. Se o conjunto de dados corresponder ao que a câmera pode ver, a verificação de segurança é aprovada e um token que verifica se "você é realmente você" é fornecido para qualquer processo que o solicite.

Embora a Apple também esteja fazendo algumas concessões para garantir que o ID Facial seja rápido e fácil, existem algumas vantagens claras da perspectiva do usuário. Face ID é na verdade Mais seguro porque você está se movendo (mais dados estão sendo analisados) e não há um "ponto ideal", pois todo o seu rosto está sendo usado e a câmera usa um campo de visão mais amplo. A matriz projetada em seu rosto contrasta bem com o que quer que esteja no fundo porque uma sensação de profundidade é usada para isolar o formato de seu rosto.

Como um bônus, os dados de formato do seu rosto em tempo real podem ser usados ​​para outros fins, usando o que a Apple chama de sistema de câmera TrueDepth. Vimos um exemplo disso com o novo modo retrato para selfies, os emojis animados e as máscaras do Snapchat. A Apple construiu o Bionic Neural Engine de uma forma que pode compartilhar dados de formas simples com software de terceiros sem expor os dados que usa para construir um token de identificação seguro.

Qual é melhor?

Não podemos dizer que nada é realmente melhor até que tentemos.

Melhor é subjetivo, especialmente porque ainda não usamos o Face ID ou o iPhone X no mundo real. Para fins de autenticação, o importante é que o processo seja preciso e rápido. O leitor de íris da Samsung pode ter tanto comprimento quanto você apontar o telefone para que ele encontre os dados de que precisa, mas no papel, o ID Facial será mais fácil de usar porque não precisa travar em nenhum ponto específico para trabalhos. E para muitos de nós nem é melhor e nós preferiríamos um sensor de impressão digital, que o Galaxy S8 e o Note 8 ainda possuem.

Seja lá o que você preferir, há poucas dúvidas de que a Apple superou a concorrência nesse aspecto. Hardware extenso para construir e coletar dados sobre o formato e características do seu rosto, combinado com os seus próprios sistema de processamento para analisar tudo mais parecido com o Tango do que qualquer reconhecimento facial anterior que vimos em um telefone. Estou animado para ver esse nível de tecnologia chegar aos dispositivos móveis e mal posso esperar para ver como os produtos futuros se baseiam no que vemos da Apple.