双保险解密多因素生物特征融合引擎

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Synaptics在CES 2017上推出了全新的“多因素生物特征融合引擎”，该引擎将传统的指纹识别与面部识别技术整合在一起，可以为我们的移动设备提供更加安全的验证。今天让我们一起来深入解读多因素生物特征融合引擎，看看它是怎样实现更强的保护功能的。

黑科技？什么是多因素生物特征融合引擎

现在指纹验证几乎已经成为中高端手机（无论是Android还是苹果）的标配，因为它借助的是世界上几乎没有两个相同特征的指纹数据，指纹解锁以其高度的安全性得到各大厂家和消费者的认可（图1）。不过指纹解锁在实际使用中仍然有些不足，手指受过伤、留下疤痕，或者解锁时，如果手指是湿的，亦或是手指很油，这些都会严重影响指纹解锁的成功率。此外，在寒冷的冬天，要从手套伸出手指来解锁也让人很痛苦。

因此为了能够让消费者有更多的生物验证手段，很多手机和应用都推出“人脸解锁”功能，通过手机摄像头识别特定用户的脸部数据实现解锁，如手机支付宝就可以使用人脸登录（图2）。脸部解锁的安全性也很高，而且在某些应用环境下比指纹解锁更为便捷，比如司机在开车期间，如果解锁手机，显然脸部直接对着手机解锁要比腾出手指来解锁更为方便。正是看到指纹解锁和人脸解锁的优势，Synaptics在CES 2017上推出了全新的“多因素生物特征融合引擎”，它将传统的指纹识别与面部识别技术整合在一起，用户通过多重融合引擎，可以基于个人偏好或环境因素（如佩戴手套），选择任一生物认证方式。当进行转账交易或使用其他敏感应用时，通过使用多重生物特征识别可达到更高的安全性。

1+1>2？多因素生物特征融合引擎技术解密

如上所述，Synaptics目前推出的多因素生物特征融合引擎，实际上主要就是指纹解锁和人脸解锁的融合识别引擎。那么Synaptics是怎样实现两者的融合？

首先我们来了解—下生物识别技术解锁的原理。生物识别技术就是利用人体固有的、具有唯一性的先天生物生理特征，像人脸、指纹、掌纹等，当然还包括后天形成的行为习惯，如笔迹、键盘行为、手机操作的触屏行为，甚至握手机的姿势等，来进行身份鉴定。因为生物特征的唯一性，因此目前生物识别技术具有很高的安全性。生物识别技术的关键是将生物特征数字化，以人脸解锁为例，在首次使用人脸识别时，用户需要先使用摄像头对用户脸部数据进行采集，采集到用户脸部数据后识别引擎会对人脸关键特征点检测、旋转、两眼距离的归一以及图像切割等方法进行人脸对齐，最终采集到的人脸数据转化为数字化数据。这样下次用户需要使用人脸识别时，识别引擎会将再次采集到的数据和之前保存的原始数据进行比对，如果一致则通过验证，完成手机解锁或者应用的支付等操作（图3）。

当然这看似简单的“采集一验证一解锁”流程，实际上是人脸识别开发商背后强大的技术实力的体现。如对于脸部关键点的学习，在脸部识别训练中，开发商会预先使用各种算法对数以亿计的脸部数据进行学习、总结，在构建好算法和模型结构后利用手机硬件如GPU进行训练，这样才能完成一套人脸识别引擎的开发和使用。当然在实际使用中还会用到各种先进技术，如活体检测技术，用户需要根据系统指令交互式配合做出所要求的姿态、动作或表情，通过眨眼、左右摇头、张嘴闭嘴等来判断用户是否是活体用户，另外进一步利用三维建模技术加强防伪攻击的能力。

人脸识别实际上是大数据学习、人工智能技术、云计算等诸多先进技术的结合体，类似的指纹识别也用到很多类似技术。因此一般手机厂商是没有这么强大的开发实力，因此手机中使用的指纹和人脸验证，大多是第三方专业厂家提供的技术。由于之前指纹和人脸验证技术大多由不同厂商研发，因此手机厂商如果要在自己的手机上预置这两种功能，就得在手机系统底层安装这两种引擎，这就得在开发手机时花费大量的适配时间，而且后期的维护、升级也比较麻烦。

正是看到用户对不同生物识别技术的认可和手机厂商的痛点，原来就开发指纹技术的Synaptics联合其他厂商推出融合引擎，它能够整合其他厂商的生物识别技术到自己的识别引擎中，从而实现多因素生物特征融合。目前Synaptics就与KeyLemon公司合作（KeyLemon是基于摄像头连续面部识别和认证技术的领导者），在Synaptics Natural ID指纹认证中无缝集成安全面部生物特征。这样在Synaptics的多融合引擎中，既有Synaptics公司自己的支持PurePrint防欺骗算法的OuantumMatcher技术（该技术利用特有人工智能技术检测指纹图像，从而区分真假手指），又有KeyLemon公司的面部识别技术（该技术同样采用防欺骗工具，能够同时检测眨眼和头部移动的多重组合动作，可以精准对人脸进行识别）（图4）。

当然在后续的融合中，Synaptics还会整合其他生物识别技术，使得自家的融合引擎功能更为强大。这样OEM厂商只要面对Synaptics一家引擎做适配，就可以让自己的手机拥有多种生物验证功能，大大提高手机的安全性。

手机安全 任重道远

随着手机功能越来越强大，以及移动支付的日益普及，人们对手机的安全性要求也越来越高。生物识别技术作为一项较为可靠的安全验证技术日益受到广大用户的青睐，越来越多的手机厂商也推出附加各种生物验证技术的手机来满足大家对安全的需求。不过目前很多技术仍然在不斷的完善中，而且标准不一，这给消费者的使用带来不佳的体验，而且道高一尺魔高一丈，各种针对生物验证技术的破解也层出不穷。目前手机仍然面对各种数不清的威胁，我们更渴望有越来越多类似多因素生物特征融合引擎技术的安全方案来更好地保护大家的手机！