System rozpoznawania twarzy – jak działa i czy można mu zaufać?

Systemy rozpoznawania twarzy znamy m.in. z lotnisk czy też z naszych smartfonów, w których pełnią one rolę opcjonalnej technologii uwierzytelniania. Z kolei my – jako Digital Fingerprints – na co dzień jesteśmy pytani o to, czy biometria behawioralna to biometria. Zawsze podkreślamy, że nie i tłumaczymy, że to coś innego. W tym artykule także pośrednio odpowiemy na to pytanie, przybliżając temat jednego z najbardziej znanych rodzajów systemów biometrycznych, czyli rozpoznawania twarzy. Opiszemy plusy i minusy tego rozwiązania oraz odpowiemy na pytanie, czy można oszukać system rozpoznawania twarzy i jak trudne jest to zadanie.

System rozpoznawania twarzy (Facial recognition system)

Systemy rozpoznawania twarzy wykorzystują dane biometryczne do mapowania rysów twarzy na podstawie zdjęcia lub filmu. Według szacunków wartość rynku zajmującego się technologią rozpoznawania twarzy w 2022 roku wzrośnie do poziomu 7,7 mld USD – dla porównania, w 2017 r. wyniosła ona 4 mld USD. Jest to związane z mnogością zastosowań systemów – nie tylko w smartfonach, ale także m.in. w sektorach związanych z bezpieczeństwem czy IT. I choć wszystko to brzmi pięknie, technologia rozpoznawania twarzy nie jest jednak doskonała i cały czas boryka się z problemami dotyczącymi bezpieczeństwa i ochrony danych.

Jak działa system rozpoznawania twarzy?

W systemach rozpoznawania twarzy, które znamy ze smartfonów, za cały mechanizm działania odpowiada oprogramowanie potrafiące na podstawie danych przeanalizować geometrię twarzy. Kluczowe czynniki to odległość między oczami i odległość od czoła do podbródka. Oprogramowanie identyfikuje punkty orientacyjne twarzy – a może ich być nawet 68. Są to cechy szczególne, na podstawie których algorytm oblicza prawdopodobieństwo, że osoba próbująca odblokować telefon jest jego właścicielem.

Jak dokładne jest rozpoznawanie twarzy?

Trudno określić ogólną dokładność systemów do rozpoznawania twarzy, ponieważ każde z oprogramowań różni się od siebie. Dla przykładu można wskazać badania przeprowadzone przez National Institute of Standards and Technology – wykazały one, że w kwietniu 2020 r. najlepszy algorytm identyfikacji twarzy miał wskaźnik błędów wynoszący zaledwie 0,08%. To duża poprawa w porównaniu z 2014 r., kiedy najlepszy algorytm miał wskaźnik błędu 4,1%.

Plusy i minusy rozpoznawania twarzy

Jak każda technologia, tak i systemy rozpoznawania twarzy mają wady i zalety. Zdecydowanie do plusów można zaliczyć jej wykorzystanie przy odnajdywaniu zaginionych osób czy też identyfikowaniu przestępców, co bardzo pomaga organom ścigania. Jeśli chodzi o wykorzystanie technologii w smartfonach, to z pewnością można uznać ją za wygodną, choć nie niezawodną.

I to właśnie wspomniana zawodność jest dobrym momentem, aby przejść do minusów. Dość prozaicznymi wadami są na przykład brak możliwości wykorzystania technologii, gdy w pomieszczeniu jest niewystarczająco dużo światła, a także wrażliwość na zmiany wyglądu twarzy (np. make-up czy dodatkowe elementy garderoby, takie jak okulary przeciwsłoneczne).

Bardziej poważnym problemem jest z kolei możliwość oszukania technologii rozpoznawania twarzy za pomocą specjalnych masek, dzięki czemu realne jest pomyślne przejście procesu uwierzytelniania przez cyberprzestępców. Ludzka kreatywność nie zna jednak granic, dlatego nie tylko maski, ale też specjalne nakładki na twarz oraz ubieralne mini-projektory służą jako narzędzia do oszukania systemu. Wspomniane mini-projektory przypominają mechaniką działania hologramy, nakładające wygenerowany obraz na twarz danej osoby.

W akapicie mówiącym o tym, jak działa system rozpoznawania twarzy wspomnieliśmy, że bada on określone punkty na twarzy i algorytmicznie ustala zgodność z pierwowzorem. Niestety sprawia to, że osoby wiedzące jak działa algorytm i co on analizuje potrafią go oszukać nawet bez wykorzystywania masek czy mini-projektorów. Wystarczą do tego specjalnie wygenerowane wzory, które nawet nie przypominają ludzkiej twarzy, ale dla algorytmu są wiarygodne, ponieważ zawierają pewne kluczowe przy procesie uwierzytelniania kształty. Oczywiście wymaga to bardzo zaawansowanej wiedzy i nie jest to absolutnie proste zadanie, ale wykonalne. Jest to jednak bardziej akademicka ciekawostka, ponieważ nie jest to popularna praktyka.

Jak znaleźć lepszą ochronę przed systemami rozpoznawania twarzy?

Biometria twarzy to także nasze dane, które mogą cyberprzestępcom posłużyć jako klucz do dokonania fraudu czy też kradzieży innych danych wrażliwych. Ze względu na zawodność tej techniki w smartfonach, sugerujemy, aby korzystać z niej ostrożnie i bez pełnego zaufania w jej możliwości.

To m.in. z tego względu zaprojektowaliśmy MobileSecure – mobilną biometrię behawioralną, która działa identycznie jak jej pierwowzór, z tym że mechanizmy są dostosowane do specyfiki urządzeń mobilnych. Jest zdecydowanie bardziej efektywnym rozwiązaniem uwierzytelnienia wielopoziomowego ze względu na niemożliwość jej podrobienia. Sposób funkcjonowania biometrii behawioralnej opiera się na ciągłej analizie zachowań użytkownika, na którą wpływa tak wiele czynników, że oszukanie algorytmu jest praktycznie niemożliwe. Zachęcamy do przeczytania naszych poprzednich artykułów o biometrii behawioralnej i MobileSecure, aby dowiedzieć się więcej.