短短幾年時間
，生物識別(biometrics)從原本的利基安全技術，變成了每一款現代智能手機機型都會部署的功能。這其中有一部份可歸功於蘋果(Apple)的Touch ID將指紋驗證引進大眾市場，促成了現在這一波將生物識別用於主流設備安全功能的潮流。

 

Apple最新推出的iPhone X采用了全新的臉部識別功能，這項功能以紅外線(IR)傳感器weijichu。name，lianbushibiejiujingshibushishengwushibieanquanjishudeweilai？yihuozhexiangjishuyaoyunyongdaodazhongshichangrengxiantaizaone

？lingwai，fanguolaishuo
，zhiwenyanzhengjizhizaiguoyiduanshijianhoushifourenghuiyuzhegelingyuxiangguan？

 

 

輕鬆便利的安全驗證

 

密碼使用在計算機係統的驗證作業上已有幾十年時間
，何以要改用生物識別？最簡單的答案，就是為了便利。無論是采用指紋、虹膜掃描或臉部識別的生物識別係統
，都要比密碼來得方便許多，而且實際來說更有助於提升安全性。

 

盡管組成元素完整的密碼——jibaohanlesuijizifuheshuzidechangzifuchuan，nenggoujiangouchujiweianquandeyanzhengxingshi，danshijishang，zheleideanquanmimachuleshedingkunnan


，yenanyijizhu。yinci，renmenjingchangshedingxiang“abc123”這樣容易被猜出的密碼，或是將密碼儲存在方便取得的位置，這等於是違背了設定密碼的原意。

 

iPhone X的Face ID可用來解鎖手機

 

生(sheng)物(wu)識(shi)別(bie)安(an)全(quan)技(ji)術(shu)使(shi)用(yong)人(ren)類(lei)的(de)遺(yi)傳(chuan)特(te)征(zheng)作(zuo)為(wei)識(shi)別(bie)方(fang)式(shi)
，換(huan)句(ju)話(hua)說(shuo)，這(zhe)個(ge)密(mi)碼(ma)是(shi)一(yi)輩(bei)子(zi)都(dou)不(bu)會(hui)丟(diu)掉(diao)或(huo)忘(wang)記(ji)的(de)。生(sheng)物(wu)識(shi)別(bie)不(bu)會(hui)要(yao)求(qiu)我(wo)們(men)輸(shu)入(ru)一(yi)長(chang)串(chuan)的(de)字(zi)符(fu)
，隻(zhi)需(xu)要(yao)透(tou)過(guo)簡(jian)單(dan)的(de)掃(sao)描(miao)，就(jiu)能(neng)送(song)出(chu)身(shen)體(ti)上(shang)獨(du)一(yi)無(wu)二(er)的(de)特(te)征(zheng)(眼睛、指紋或臉孔)。目前，智能手機預設使用的上鎖方式就是生物識別。

 

不過，生物識別並不具備防呆(fool-proof)特(te)性(xing)，要(yao)竊(qie)取(qu)某(mou)人(ren)的(de)指(zhi)紋(wen)實(shi)際(ji)上(shang)比(bi)取(qu)得(de)他(ta)們(men)記(ji)憶(yi)中(zhong)的(de)密(mi)碼(ma)要(yao)簡(jian)單(dan)許(xu)多(duo)。但(dan)它(ta)所(suo)帶(dai)來(lai)的(de)便(bian)利(li)性(xing)
，讓(rang)使(shi)用(yong)生(sheng)物(wu)識(shi)別(bie)驗(yan)證(zheng)的(de)設(she)備(bei)和(he)係(xi)統(tong)更(geng)容(rong)易(yi)達(da)成(cheng)用(yong)戶(hu)需(xu)求(qiu)，進(jin)而(er)也(ye)更(geng)能(neng)提(ti)升(sheng)整(zheng)體(ti)平(ping)均(jun)的(de)安(an)全(quan)性(xing)。

 

指紋與臉部識別

 

muqianzuichangjiandeliangzhongshengwushibiexitongweizhiwensaomiaohelianbushibie，geyouqiyouquedian，bingfenbiezaizuixinkuandezhinengshoujihexiaofeishebeizhongfahuijuejiazuoyong。zhiwensaomiaoyi——Apple在2013年推出iPhone 5s時
，引進了以指紋為基礎、簡單易用的Touch ID生物識別係統，但當時許多人並不在智能手機上使用密碼。就算是使用密碼，很多人也隻是使用簡單的圖案
，或最多使用簡短的4位數字PIN碼。自從Apple引進快速易用且默認開啟的指紋掃描後
，便展開了一場生物識別的革命。

 

zhiwensaomiaoyizuichangshiyongguangxuehuodianrongzujian。guangxuezhiwenchuanganqijibenshangshijiangzhiwenpaichengzhaopian
，ranhouyudanganzhongdezhiwenzuobidui。fangbianzhengheshiqiyoudian，danzhexiangjishurongyiyinhuichen

、油汙和汙染物而造成識別困難，而且也比電容式傳感器更容易被誤導(像是使用指紋的影像)。

 

電dian容rong式shi指zhi紋wen掃sao描miao是shi透tou過guo測ce量liang電dian流liu，來lai找zhao出chu指zhi紋wen的de凹ao紋wen和he凸tu紋wen。由you於yu其qi必bi須xu實shi際ji放fang上shang手shou指zhi


，因yin此ci不bu容rong易yi蒙meng混hun過guo關guan。此ci外wai
，這zhe類lei傳chuan感gan器qi耐nai受shou灰hui塵chen和he汙wu染ran物wu的de能neng力li更geng好hao，不bu過guo水shui也ye會hui阻zu礙ai識shi別bie流liu程cheng。我wo們men必bi須xu承cheng認ren，電dian容rong式shi觸chu控kong傳chuan感gan器qi比bi非fei接jie觸chu型xing的de光guang學xue傳chuan感gan器qi更geng容rong易yi因yin長chang時shi間jian使shi用yong而er磨mo損sun，除chu非fei采cai取qu一yi些xie特te殊shu措cuo施shi(像是保護鍍膜等)。大多數的智能手機等手持設備，包括Apple iPhone在內，皆使用電容式觸控傳感器來識別指紋。

 

指紋到底有多特別？答案比表麵上看起來更複雜。指紋上的每一個凸紋和凹紋構成獨一無二的組合。但3D形狀一旦傳送到2D平麵後，便可能出錯。

 

尤其對指紋掃描儀來說
，錯誤更可能被放大。將手指擠到小麵積的2D平ping麵mian上shang時shi
，可ke能neng使shi指zhi紋wen嚴yan重zhong變bian形xing。此ci外wai
，消xiao費fei設she備bei上shang的de指zhi紋wen掃sao描miao儀yi必bi須xu加jia入ru容rong許xu誤wu差cha的de功gong能neng
，如ru此ci帶dai有you些xie微wei手shou汗han或huo按an壓ya角jiao度du偏pian離li的de手shou指zhi才cai能neng讓rang設she備bei解jie鎖suo。Apple預估，iPhone指紋驗證與他人發生錯誤匹配的機率有五萬分之一。

 

ciwai，xuyifanzuidezuifanhenkenengqiequzhiwen，xiangshizhijiecongzhinengshoujishangqiequ，zuochengshouzhideguijiaomoxing，ranhouzaiyongmoxingjinruzhiwenjiamixitong。jinguancunzaizhexiangloudong，shizhiwensaomiaoyiwufazuoweiqiye、工gong業ye或huo關guan鍵jian任ren務wu係xi統tong的de安an全quan驗yan證zheng方fang法fa，但dan指zhi紋wen驗yan證zheng的de便bian利li性xing仍reng足zu夠gou適shi用yong於yu多duo數shu的de消xiao費fei應ying用yong。此ci外wai，也ye可ke將jiang指zhi紋wen掃sao描miao儀yi與yu密mi碼ma等deng其qi他ta方fang法fa結jie合he，創chuang造zao出chu高gao度du安an全quan性xing的de雙shuang因yin素su或huo三san因yin素su驗yan證zheng係xi統tong，以yi使shi用yong在zai企qi業ye係xi統tong和he其qi他ta需xu要yao高gao安an全quan等deng級ji的de應ying用yong中zhong。

 

臉部識別：Apple在新發表的iPhone X中引進了新型的臉部識別係統，其采用IR傳感器
，安全性更高。新係統采用深度感測技術，目標是克服以往存在於臉部識別的挑戰，像是用相片偽裝成人臉的問題等。

 

事實上，Android智能手機采用臉部識別作為其中一種驗證選項也已經有一段時間了，但由於安全問題，始終未能將它當作一項重點功能來大肆宣傳。Android臉部識別使用前置(front-facing)相機拍下使用者臉部的相片，再搭配Google的臉部識別算法，來判斷是否匹配。

 

三星電子(Samsung)在較新型的Androidzhinengshoujizhongjiarulehongmosaomiao，gaishanlianbushibiedebuzu，zhejinyibutishenglelianbushibiedeteshuxing，yinweijishishijiyinwanquanxiangtongdeshuangbaotai，liangrendehongmotuanyebuhuixiangtong。yulianbubutong
，hongmojishiguolehenchangyiduanshijianyebuhuiyinnianlinghuojiankangyinsuergaibian，yebuhuishoutoufahuohuazhuangdeyingxiang。

 

lianbuhehongmojuyouweiyixing，danyingxiangshideshengwushibiezehuibeigaofenbianlvdexiangpiansuomengpian，erqieyehuishouhuanjingguangxiantiaojianyingxiang。buguo，tarengkeyishiyongzaixiangshijichangtongguanguitaizheleihuanjingzhaomingshoukongzhi
、且使用者受到監控無法進行偽造的環境
，但就不適合用在像智能手機等移動設備上。

 

Intel RealSense 400（來源：Intel）

 

為了克服多數難題
，最新iPhone X的Face ID使用了IR深度感測技術
，與英特爾(Intel) RealSense相機中所用的技術類似。最新iPhone的臉部識別使用IR傳感器和光線來取得臉孔的3D影像
，一開始先用IR泛光照在臉上，接著IR點陣投影器會在主體的臉上投射30,000個點，再由IR相機擷取IR影像，然後再與設備上儲存的臉部識別數據作比對。

 

相較於單純的外觀型臉部識別係統
，這類使用IR深度感測的臉部識別係統更準確。係統使用深度感測，因此不會被相片蒙騙，另外，Apple聲稱，Touch ID的人臉誤判率為50,000分之一，Face ID更低至1百萬分之一。加上IR光線並不在可見光頻譜內
，因此不會受低光源或明亮日光等突發的環境光線條件影響。

 

Face ID真的防呆嗎？雖然Face ID不會被相片蒙混過關
，甚至好萊塢(Hollywood)等電影特效等級製作出的人臉麵罩也騙不了它，但是
，根據越南的研究人員聲稱，他們已利用結合3D打印和真人仿造的精密流程，做出了能夠騙過係統的麵具。

 

就算這個係統不是絕對無法騙過，但從偽造Face ID所牽涉到的精密作業和手法可看出
，采用IR深度感測技術的臉部識別確實是一項有效的生物識別驗證方法，能為消費應用帶來均衡的便利性與安全性。

 

生物識別係統設計

 

要(yao)打(da)造(zao)安(an)全(quan)的(de)生(sheng)物(wu)識(shi)別(bie)係(xi)統(tong)，除(chu)了(le)選(xuan)擇(ze)安(an)全(quan)的(de)生(sheng)物(wu)識(shi)別(bie)方(fang)法(fa)，生(sheng)物(wu)識(shi)別(bie)信(xin)息(xi)的(de)儲(chu)存(cun)與(yu)擷(xie)取(qu)也(ye)必(bi)須(xu)經(jing)過(guo)加(jia)密(mi)
，而(er)且(qie)最(zui)好(hao)與(yu)係(xi)統(tong)的(de)其(qi)他(ta)組(zu)件(jian)隔(ge)離(li)。

 

Apple Touch ID的作法是透過其所謂的“安全圍境”(Secure Enclave)——內建專有閃存儲存空間
，並以ARMweijichudexietongchuliqilaidachengcimubiao。zhiwenxinxijingguodanxiangdehaxihanshuchuli，ranhoujiangzhiwenhaxichucunzaiyuxitongqitazujiangelideneicunnei。zhiwenjingguohaxihou，jiujihubukenengcongneicunzhongduizhiwenjinxingfanxianggongcheng。ciwai，jiangzhiwenxinxidechucunyuchulizuoyejinxinggelihou

，jishizhinengshoujizaohai，chulezhiwenshujubuhuiwaixie，zhiwenxingyanzhengxitongyebuhuizaodaoqinru。

 

同樣地，支持Android的手持設備將經過加密的指紋數據儲存在係統內一個稱為“可信賴執行環境”(Trusted Execution Environment
；TEE) 的安全位置。TEE與係統其他組件隔離，並不與用戶安裝的應用程序直接互動。

 

選擇合適的生物識別技術

 

新(xin)款(kuan)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)產(chan)品(pin)所(suo)搭(da)載(zai)的(de)指(zhi)紋(wen)和(he)臉(lian)部(bu)識(shi)別(bie)功(gong)能(neng)，讓(rang)這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)的(de)使(shi)用(yong)率(lv)大(da)為(wei)提(ti)升(sheng)
，推(tui)動(dong)其(qi)於(yu)其(qi)他(ta)消(xiao)費(fei)性(xing)設(she)備(bei)中(zhong)的(de)實(shi)作(zuo)應(ying)用(yong)。尤(you)其(qi)對(dui)於(yu)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)和(he)移(yi)動(dong)/手持設備來說，生物識別更是一種隻要運用方便易用的驗證方式便能快速便利提升安全性的作法。

 

生(sheng)物(wu)識(shi)別(bie)在(zai)單(dan)獨(du)使(shi)用(yong)時(shi)，雖(sui)然(ran)從(cong)安(an)全(quan)性(xing)來(lai)說(shuo)仍(reng)無(wu)法(fa)超(chao)越(yue)組(zu)成(cheng)元(yuan)素(su)完(wan)整(zheng)的(de)密(mi)碼(ma)，但(dan)其(qi)便(bian)利(li)性(xing)在(zai)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)下(xia)確(que)實(shi)能(neng)提(ti)升(sheng)整(zheng)體(ti)的(de)安(an)全(quan)性(xing)。此(ci)外(wai)

，也(ye)能(neng)用(yong)於(yu)改(gai)善(shan)現(xian)有(you)安(an)全(quan)係(xi)統(tong)的(de)雙(shuang)因(yin)素(su)或(huo)三(san)因(yin)素(su)驗(yan)證(zheng)。

 

 

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