近日，西電生命科學技術學院生物特征辨識與加密課題組研究出一種人臉樣版保護方法，透過在加密域進行辨識，既不損失辨識精度，又能同時滿足生物特征樣版的不可逆、可重新釋出以及不可連結等安全效能，為個人生物特征私密保護提供了一種有效策略。
據了解，該技術的主要參與人員為西安電子科技大學趙恒副教授、曹誌誠博士、龐遼軍教授及博士研究生高策。團隊相關成果已線上發表於資訊保安領域相關國際權威期刊。那麽，這種人臉樣版保護方法究竟是什麽？具體來說，該方法透過不可逆的特征變換將原始人臉特征轉換為只包含「0」和「1」的二進制樣版，而且保護前後並未損失辨識精度。當樣版被盜時，系統也可透過隨機參數為使用者生成新的二值樣版，並不會與被盜樣版匹配。同時在多個器材上進行生物特征身份認證時，不同器材之間生成的二值樣版也不會存在交叉匹配的現象。該方案可適用於不同生物特征辨識系統，如指紋，虹膜和掌靜脈等。
基於生物特征的身份辨識與金鑰生成系統
依托這項技術，課題組設計並實作了基於生物特征的身份辨識與金鑰生成系統，不僅可以進行身份認證，也可從使用者的生物特征中直接提取金鑰去加密使用者私密資訊。目前，該技術已套用在人臉和指紋辨識系統上，在未損失辨識精度的前提下大大增加了生物特征辨識系統的安全性。
據介紹，相關公測人臉數據庫上的大量實驗表明，在匹配效能方面，保護樣版與未保護樣版幾乎相同，該團隊的保護樣版方案不但不會降低原有人臉辨識系統的辨識精度，同時還滿足不可逆性、可撤銷性、不可連結性的要求，以及抵抗各種類別的攻擊，如記錄多重攻擊、錯誤匹配攻擊、暴力攻擊和原像攻擊等。
團隊提出的基於多重局部沃爾什變換（MPWT）和Simhash的人臉樣版保護方案，先用隨機參數生成的多個局部沃爾什矩陣對原始實值人臉特征進行投影變換，確保系統的不可逆性和不可連結性。隨後，使用Simhash將投影特征轉換為離散二值特征（保護樣版），隨機置換種子保證了保護樣版的可撤銷性。
「我們的方案是將影像保護起來，讓人臉辨識過程具有很高的安全性。同時具有可撤銷性和可逆性，即無法從人臉樣版反推出原始影像，且一旦影像遺失支持重新註冊，而且已遺失的影像被登出，也不會造成任何損失。」曹誌誠博士說，其團隊所提出的方法在辨識準確性和安全性之間取得了平衡，並處於國際領先地位。
西安報業全媒體記者任娜 受訪者供圖
