什麼是人臉識別活體檢測?

人臉識別系統假如只會「認樣貌」,一張打印照片、一段預錄影片或一個矽膠面具,便足以騙過它。活體檢測(Liveness Detection)正是為此而設:在比對身份之前,先判斷鏡頭前的到底是不是一個活人。本文說明其原理、標準與實際應用。

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活體檢測要防範甚麼攻擊

活體檢測的存在意義,是防範「出示攻擊」(Presentation Attack)——以假人臉欺騙人臉識別系統。常見的攻擊方式分為三類。

攻擊方式形式騙過對象
照片攻擊打印照片、手機螢幕顯示照片只做靜態比對的系統
影片攻擊預錄影片、動態頭像循環播放只要求簡單動作的系統
面具與立體仿製3D面具、矽膠面具、人頭模型以單一鏡頭判斷的系統

這三類攻擊的技術門檻由低到高:打印一張照片幾乎零成本,3D 面具則需要模具與工藝。系統要防範的級別,應與所保護的資產價值相稱——辦公室考勤機防照片影片已足夠,保安重點場所才需要對抗立體面具。

此外,攻擊者的目的除了「冒認某人」,也可能是「破壞系統」:反覆以假人臉觸發失敗,令系統誤判為設備故障而暫停運作。活體檢測因此也是系統穩定性的組成部分。

主動式與被動式活體檢測

按互動方式,活體檢測分為主動式(Active)與被動式(Passive)兩大類,兩者的體驗與安全性各有長短。

主動式活體檢測

系統要求使用者作出指定動作,例如眨眼、轉頭、張口或微笑,鏡頭捕捉動作過程並驗證。優點是實作簡單、成本低,廣泛見於手機應用程式與一般門禁機。缺點是需要使用者配合,戴口罩或姿勢不當時動作難以完成,體驗較差。

被動式活體檢測

系統在用戶毫不知情的情況下,分析鏡頭捕捉到的訊號判斷真偽:例如偵測皮膚紋理與反射、面部微血管的脈搏訊號、紅外線與可見光影像的差異,或三維深度資訊。優點是無感、流暢,缺點是需要更高階的鏡頭與演算法,成本較高。

判斷影片攻擊時,主動式的弱點是「預錄片段可以預先做好動作」:攻擊者先錄下本人眨眼轉頭的片段,系統要求動作時播放便可過關。被動式則因同時分析多種物理訊號,對預錄影片的抵抗力較強。高保安場景一般建議採用被動式或兩者並用。

需要協助?活體檢測方案須按現場保安等級與人流選定主動式或被動式,由工程人員實地測試照片與影片攻擊的攔截效果較為可靠,歡迎聯絡工程師查詢。WhatsApp

國際標準如何定義活體檢測

活體檢測屬於「生物辨識防欺騙」的技術範疇,國際標準化組織(ISO)與國際電工委員會(IEC)聯合發布的 ISO/IEC 30107 系列,是這方面的核心標準。

對採購者而言,這套標準的最大價值是提供「共同語言」:供應商宣稱「支援活體檢測」時,可以追問其對應哪一項標準、通過哪一類測試、對照片與影片的攔截率是多少。沒有標準依據的「活體檢測」,可能只是演算法中的一個簡單防呆設定。

此外,活體檢測亦與欺騙行為的「欺詐偵測」概念相關,但在人臉識別的語境下,核心仍是分辨「出示攻擊」與「真實人臉」。

活體檢測在門禁與考勤的應用

在香港的實際應用中,活體檢測主要見於三類場景:門禁通道、考勤終端與智能裝置解鎖,三者的要求各有不同。

部署時要考慮的實際因素包括:現有設備是否支援被動式檢測(否則只能選用主動式)、口罩環境對動作指令的影響,以及假人臉嘗試的紀錄應保留多久並如何呈報。合規方面,活體檢測處理的是生物辨識資料,與一般生物辨識應用一樣須符合香港《個人資料(私隱)條例》的保障資料原則。

常見迷思與選購檢查清單

市場上對活體檢測有不少誤解,採購前應先釐清。

迷思一:有活體檢測便完全防假

沒有絕對安全的系統。照片與影片攻擊容易被攔截,但3D面具與深度偽造(Deepfake)技術仍能挑戰部分系統。應按資產價值選定防護等級,並定期測試系統對新式攻擊的抵抗力。

迷思二:要求眨眼就是活體檢測

眨眼提示只是主動式活體檢測的其中一種動作,並不代表系統具備完整的防欺騙能力。應追問系統對照片、影片、面具分別的攔截率,而不是滿足於「會要求眨眼」。

迷思三:活體檢測會拖慢通行

被動式檢測在比對的同時完成,不影響通行速度;主動式才需要使用者配合動作。選購時應要求現場示範實際通行流程,量度由站定到開門的時間。

選購檢查清單:其一,確認採用主動式、被動式還是雙重檢測,並了解口罩環境下的表現;其二,要求供應商提供按 ISO/IEC 30107 框架進行的測試結果;其三,實地以照片、影片與打印相測試系統反應;其四,確認假人臉嘗試的告警與紀錄機制;其五,了解演算法更新與後續測試安排。這五項都得到清晰答覆,才值得付款。

常見問題

活體檢測與人臉識別有何分別?
人臉識別負責「認出是誰」:把鏡頭前的臉與資料庫比對;活體檢測負責「確認是活人」:判斷鏡頭前的臉是否真實存在的人。兩者通常組合使用,先通過活體檢測,再進行身份比對。
照片能騙過人臉識別門禁嗎?
視乎系統。沒有活體檢測的系統,打印照片或手機顯示照片已可騙過;配備活體檢測的系統會分析動作、皮膚紋理、紅外線訊號或深度資訊,照片這類靜態出示攻擊一般會被攔截。
主動式與被動式活體檢測,哪一種比較安全?
被動式的整體抵抗力較強,因為它同時分析多種物理訊號,不依賴使用者配合動作,對預錄影片攻擊的防禦也較佳;主動式成本較低但體驗較差。高保安場景建議採用被動式或兩者並用。
3D面具是否一定騙不過活體檢測?
不一定。高仿真度的3D面具或矽膠面具曾成功欺騙部分單鏡頭系統。防禦方法包括使用雙鏡頭深度感測、紅外線影像分析,以及結合多種訊號的被動式檢測。系統的實際抵抗力,應以標準化測試結果為準。
香港的門禁系統使用活體檢測,有法例要求嗎?
香港沒有專門規管活體檢測的法例,但活體檢測處理的是生物辨識資料,須符合《個人資料(私隱)條例》的保障資料原則,包括告知目的、取得同意與訂明保留期限。個人資料私隱專員公署就生物辨識技術的使用亦設有指引。
考勤機的活體檢測能完全杜絕代打卡嗎?
不能。活體檢測可以攔截照片、影片等常見代打卡方式,並記錄出示攻擊嘗試,但員工仍可能以立體面具或由他人代操作等方式繞過。要杜絕代打卡,需要配合主管抽查、異常紀錄審查與制度上的管理措施。
口罩會影響活體檢測嗎?
會影響部分主動式檢測,因為眨眼、張口等動作可能被口罩遮擋難以完成;被動式檢測分析皮膚與光學訊號,口罩影響相對較小。口罩環境的部署應優先考慮被動式方案,並要求供應商提供實際測試數據。

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