Face ID — это система распознавания лиц , разработанная Apple Inc. для iPhone и iPad Pro . Система обеспечивает биометрическую аутентификацию для разблокировки устройства, [1] совершения платежей , доступа к конфиденциальным данным, обеспечивает детальное отслеживание выражения лица для Animoji, а также отслеживание головы, глаз и другие функции с шестью степенями свободы (6DOF). Первоначально выпущенный в ноябре 2017 года вместе с iPhone X , с тех пор он был обновлен и представлен на нескольких новых моделях iPhone, а также на многих моделях iPad Pro. (iPad Pro 2018 года и новее) [2]
Аппаратное обеспечение Face ID состоит из датчика с тремя модулями; лазерный [3] точечный проектор, который проецирует сетку маленьких инфракрасных точек на лицо пользователя, модуль, называемый прожектором, который освещает лицо инфракрасным светом, и инфракрасную камеру, которая делает инфракрасное изображение пользователя и считывает полученный результат. шаблон и генерирует 3D- карту лица. Эта карта сравнивается с зарегистрированным лицом с помощью защищенной подсистемы, и пользователь аутентифицируется, если два лица достаточно совпадают. Система может распознавать лица в очках, одежде, макияже и растительности на лице и со временем адаптируется к изменениям внешнего вида.
Face ID вызвал ряд дебатов о безопасности и конфиденциальности. Apple утверждает, что Face ID статистически более продвинут, чем сканирование отпечатков пальцев Touch ID . [4] Он дает значительно меньше ложных срабатываний. Множество функций безопасности в значительной степени ограничивают риск обхода системы с использованием фотографий или масок, и только одна попытка проверки концепции с использованием детального сканирования увенчалась успехом. Продолжаются дебаты по поводу отсутствия правовой защиты, предлагаемой биометрическими системами по сравнению с аутентификацией по паролю в Соединенных Штатах. Защитники конфиденциальности также выразили обеспокоенность по поводу доступа сторонних разработчиков приложений к «грубым картам» данных о лицах пользователей, несмотря на жесткие требования Apple к тому, как разработчики обрабатывают данные о лицах.
С началом пандемии COVID-19 было отмечено, что Face ID не может распознавать пользователей, носящих маски для лица, на некоторых устройствах. [5] [6] Apple отреагировала на критику, предложив более быстрый возврат к вводу пароля и возможность для пользователей Apple Watch подтвердить, собираются ли они разблокировать свой iPhone. [7] В марте 2022 года Apple выпустила iOS 15.4, в которой добавлен Face ID, совместимый с маской, для устройств iPhone 12 и более поздних версий. [8]
Apple анонсировала Face ID во время презентации iPhone X 12 сентября 2017 года. [9] Система была представлена как преемница Touch ID , предыдущей технологии аутентификации Apple на основе отпечатков пальцев , встроенной в кнопку «Домой» на iPhone 8 и более ранних устройствах. помимо iPhone SE второго и третьего поколений . [10] 12 сентября 2018 года Apple представила iPhone XS и XR с более высокой скоростью обработки данных нейронной сетью , что значительно увеличило скорость Face ID. 30 октября 2018 года Apple представила iPad Pro третьего поколения, который поддерживает Face ID на iPad и позволяет распознавать лица в любой ориентации. [11] В iOS 13 включена обновленная версия Face ID, которая работает на 30 % быстрее, чем Face ID в предыдущих версиях. [12]
Технология Face ID основана на предыдущей работе PrimeSense с недорогим инфракрасным восприятием глубины, которая легла в основу датчика движения Kinect для линейки консолей Xbox от Microsoft; Apple приобрела PrimeSense в 2013 году после того, как Microsoft начала отказываться от использования Kinect. [13] [14]
Face ID основан на датчике распознавания лиц , который состоит из двух частей: модуля лазерного точечного проектора с вертикальной полостью , который проецирует более 30 000 инфракрасных точек на лицо пользователя, и модуля инфракрасной камеры , считывающего рисунок. [15] Рисунок проецируется лазером с помощью активного дифракционного оптического элемента, который делит луч на 30 000 точек. [16]
Шаблон шифруется и отправляется в локальный « Безопасный анклав » в ЦП устройства для подтверждения совпадения с зарегистрированным лицом. [17] [18] Сохраненные данные о лице представляют собой математическое представление ключевых деталей лица и недоступны Apple или другим сторонам. [17] Чтобы избежать непроизвольной аутентификации, система требует от пользователя открыть глаза и посмотреть на устройство, чтобы попытаться сопоставить его, хотя это можно отключить с помощью настроек специальных возможностей. [17] Face ID временно отключается, и пароль пользователя требуется после 5 неудачных сканирований, 48 часов бездействия, перезагрузки устройства или кратковременного удержания обеих боковых кнопок устройства. [19]
Apple утверждает, что вероятность того, что кто-то другой разблокирует телефон с помощью Face ID, составляет 1 на 1 000 000, в то время как Touch ID составляет 1 на 50 000. [10] [20] Во время первоначальной настройки лицо пользователя сканируется дважды под разными углами для создания полной справочной карты. По мере использования системы она узнает о типичных изменениях во внешности пользователя и корректирует зарегистрированные данные о лице в соответствии со старением, ростом волос на лице и другими изменениями с помощью Neural Engine . Система распознает лицо в шляпе, шарфе, очках, большинстве солнцезащитных очков, [21] с волосами на лице или макияжем. [22] Она также работает в темноте, незаметно освещая все лицо с помощью специального инфракрасного модуля вспышки. [23]
Аутентификация с помощью Face ID используется для включения ряда функций iOS, включая автоматическую разблокировку телефона при пробуждении, осуществление платежей с помощью Apple Pay и просмотр сохраненных паролей. Приложения Apple или сторонних разработчиков могут защищать конфиденциальные данные с помощью системной инфраструктуры; устройство проверит личность пользователя и сообщит об успехе или сбое, не передавая данные о лице приложению. Кроме того, Face ID можно использовать без аутентификации для отслеживания более 50 аспектов выражения лица и положения пользователя, что можно использовать для создания живых эффектов, таких как Animoji или фильтры камеры. В последние годы сторонние разработчики разработали больше вариантов использования FaceID, например, Eyeware Beam, приложение для iOS, которое предоставляет надежный и точный, многоцелевой инструмент для отслеживания головы и глаз. Он используется для управления углом камеры с помощью движения головы в играх и отслеживания глаз, чтобы делиться вниманием с аудиторией в потоках, а также для дополнительных и альтернативных коммуникаций (AAC) и биометрических исследований. [24]
Face ID использует инфракрасный прожектор и лазерный инфракрасный точечный проектор, хотя Apple настаивает на том, что мощность излучения достаточно низкая, чтобы не причинить вреда глазам или коже, и соответствует «международным стандартам безопасности». Однако они не рекомендуют ремонтировать датчик третьим лицам, ссылаясь на соображения безопасности. Существует также встроенная функция отключения Face ID в случае обнаружения неавторизованных компонентов. [25]
При тестировании Face ID на однояйцевых близнецах были получены противоречивые результаты : некоторые тесты показали, что системе удалось разделить их, [26] тогда как другие тесты не увенчались успехом. [27] Систему также обманули близкие родственники. [28] Apple заявляет, что вероятность ложного совпадения различна для близнецов, братьев и сестер, а также для детей до 13 лет, поскольку «их отличительные черты лица могут быть не полностью развиты». [29]
Face ID вызвал обеспокоенность по поводу возможности получения правоохранительными органами доступа к телефону человека, направив устройство на лицо пользователя. [30] Сенатор США Эл Франкен попросил Apple предоставить дополнительную информацию о безопасности и конфиденциальности Face ID на следующий день после объявления, [31] Apple ответила, выделив недавнюю публикацию технического документа по безопасности и базы знаний с подробными ответами. [32] [33]
The Verge отметила, что суды в Соединенных Штатах предоставили различные права Пятой поправки к системам кодовой разблокировки и биометрическим разблокировкам. Коды ключей считаются «свидетельскими» доказательствами, основанными на содержании мыслей пользователей, тогда как отпечатки пальцев считаются вещественными доказательствами, при этом некоторым подозреваемым было приказано разблокировать свои телефоны с помощью отпечатков пальцев. [34]
В августе 2018 года ФБР получило ордер на обыск имущества (включая электронные устройства) мужчины, обвиняемого в передаче детской порнографии; они разблокировали iPhone подозреваемого, поднеся его к лицу, без необходимости ввода пароля. [35]
Многие люди пытались обмануть Face ID с помощью сложных масок, но большинство из них потерпели неудачу. [36] В ноябре 2017 года вьетнамская охранная фирма Bkav объявила в своем блоге, что создала маску стоимостью 150 долларов, которая успешно разблокирует Face ID, но WIRED отметил, что метод Bkav был скорее «проверкой концепции», а не активной эксплуатацией. риск, поскольку метод требует подробного измерения или цифрового сканирования лица владельца iPhone, что подвергает реальный риск опасности только объектам шпионажа и мировым лидерам. [37] [38]
Если пользователь явно предоставляет стороннему приложению разрешение на использование камеры, приложение также может получить доступ к основным данным выражения лица и позиционирования из Face ID для таких функций, как точные фильтры для селфи, такие как те, которые можно увидеть в Snapchat , или игровые персонажи, отражающие реальные данные. выражения лица пользователей мира. Данных, доступных третьим лицам, недостаточно для разблокировки устройства или даже идентификации пользователя, и Apple запрещает разработчикам продавать данные другим, создавать профили пользователей или использовать данные для рекламы. Американский союз гражданских свобод и Центр демократии и технологий подняли вопросы о соблюдении Apple ограничений конфиденциальности, связанных с доступом третьих лиц, при этом Apple заявила, что ее процессы проверки App Store являются эффективными гарантиями. Джей Стэнли, старший политический аналитик ACLU, заявил, что общая идея предоставления разработчикам доступа к конфиденциальной информации о лицах до сих пор не была реализована удовлетворительным образом. Стэнли сообщил агентству Reuters , что «проблемы конфиденциальности, связанные с использованием очень сложной технологии распознавания лиц для Разблокировка телефона преувеличена. Реальные проблемы конфиденциальности связаны с доступом сторонних разработчиков». [39] [40]
Во время пандемии COVID-19 маски для лица использовались в качестве меры общественного и личного контроля здоровья против распространения SARS-CoV-2 . Face ID в то время был несовместим с масками для лица: Apple заявила, что «Face ID предназначен для работы с видимыми глазами, носом и ртом». [41] С выпуском iOS 13.5 Apple добавила функцию, которая автоматически отображает экран пароля, если обнаруживает, что пользователь носит маску. [42] [43] Apple критиковали за то, что она не решила эти проблемы при выпуске iPhone 12 , но хвалили за отсутствие включения Face ID в пользу интеграции Touch ID в кнопку питания на iPad Air четвертого поколения. . [5] [44] В апреле 2021 года Apple выпустила iOS 14.5 и watchOS 7.4 с возможностью разрешить Apple Watch выступать в качестве резервной копии, если Face ID не сработает из-за масок для лица. [7] В марте 2022 года Apple выпустила iOS 15.4, в которой добавлен Face ID, совместимый с маской, для устройств iPhone 12 и более поздних версий. [8]
Лазеры поверхностного излучения с вертикальным резонатором (VCSEL) используются в некоторых самых популярных новых функциях Apple, включая Face ID.
Чтобы обеспечить разрешение 30 000 точек, VCSEL подает ИК-излучение, а сложенная оптика направляет ИК-свет на активный дифракционный оптический элемент (DOE).
Наконец, Active DOE делит световой луч на 30 000 световых точек.