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。
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。
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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。
- ISO/IEC 30107-1——定義生物辨識防欺騙的基本概念與術語,包括出示攻擊(Presentation Attack)、出示攻擊檢測(PAD,Presentation Attack Detection)與活體(Liveness)等名詞的標準定義。
- ISO/IEC 30107-3——規定測試與呈報的方法,讓不同廠商的活體檢測能力可以在相同框架下比較,例如列出測試的攻擊類型、次數與檢測結果。
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。
- 門禁通道——大廈大堂、機房與資料房的員工通道,使用被動式或雙鏡頭活體檢測的比例較高,因為人流不應因配合動作而受阻。高保安場所可能另配備保安員核對。
- 考勤終端——考勤面對的是「代打卡」問題:員工以同事照片或影片代替本人打卡。支援活體檢測的考勤機可偵測並記錄這類嘗試,但代打卡者可能轉而使用面具或變造影像,管理上仍須配合主管抽查。
- 智能手機與設備解鎖——流動裝置的活體檢測需在無專用硬件的條件下運作,只能倚賴前置鏡頭與演算法,技術難度與門禁專用設備不同。
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。