[发明专利]一种在物理世界通过生成贴纸构造可取消生物特征的方法

说明书

随着科学技术的发展，人脸识别已成为身份认证的主要方法之一。由此带来的对人脸识别系统的攻击和人脸信息泄露越来越多，因此保护人脸生物信息十分重要。本发明提出了一种在物理世界生成贴纸构造可取消的人脸信息的方法，以此来保护人脸生物信息。将带有贴纸的人脸作为用户的人脸信息录入人脸识别系统，使得带有贴纸的人脸图像能够正确识别，原始人脸图像不能够被正确识别。一旦带有贴纸的人脸图像被泄露，攻击者也很难100％恢复出原始人脸信息。并且，能够通过改变贴纸位置和图案更新贴纸，形成新的生物信息，使得被泄露的贴纸失效。这种方法能够生成可取消的人脸信息，使得原始的人脸信息不会完全录入到人脸识别系统中，从而对人脸信息形成保护。

技术领域

本发明涉及生成可取消生物特征的方法，更具体地说，涉及一种在物理世界中通过生成贴纸构造可取消的人脸信息的方法。

背景技术

随着深度学习的发展，人脸识别技术也蓬勃发展。人脸识别的目的主要是从人脸图像中抽取出人的个性化特征，以此来识别人的身份。一个简单的人脸自动识别系统主要是通过人脸检测、人脸对齐、人脸比对(和系统已经录入的人脸信息比对)、返回识别结果等过程实现。从2015年至今，人脸识别技术经历了从快速落地到多领域应用的井喷式发展，用户在办理业务时，大多都需要录入脸部信息，所以如今，坐车可以刷脸、支付可以刷脸、自动取款也能刷脸、甚至在公共厕所也是“人脸识别”厕纸机……大多数人对这些技术没有一点点防备，“刷脸”已经融入到人们生活的方方面面，在金融、交通、教育、安防、社保等领域应用越来越广。然而，使用人脸信息的字段越多，人脸信息泄漏的风险越大，生物特征安全问题也越来越引起人们的关注。随着面部识别成为生物识别认证的主流方式，对面部信息的保护也提出了巨大的挑战，生成可取消的生物特征模板是研究热点之一。

在此之前，就有很多生成可取消生物特征的方法。一些解决方法是对原始生物数据进行不可逆的转换，不同的生物数据，所对应的转换函数的参数是不同的，以此来生成可取消的生物数据。用转换后的生物数据作为一个人身份的特征模板存储在系统中。比如，Ratha等研究者提出的生成可取消手指模板的方法，用户可以通过发出新的密钥进行形成新的转换函数，对原始手指特征进行转换，形成新的手指模板。通过这种方法，潜在的冒名顶替人员很难得知认证系统内部的转换函数，也就很难重构原始生物数据，窃取原始生物信息。还有一些方法是对原始生物数据提取的特征进行加密，将加密后的特征保存，在认证过程中需要先对特征进行解密。这些方法是可逆的生物特征转换，要求对不同用户的加密参数不同，且在认证过程中加密所需要的参数必须是保密的。比如，Teoh等研究人员提出了一种用于BioHash生成可取消的生物特征的方法，该方法将一组用户特定的随机向量与生物特征混合在一起。与仅使用真实令牌的生物识别方法相比，在身份验证设置中，BioHash提供极低的错误率。

但是，通过不可逆转换生成可取消的生物数据的方法，会引起识别性能有所下降。而对生物特征进行加密的方法，一旦加密系统参数被泄露，冒名顶替者很可能能够重构出原始数据信息，他们可以使用原始生物数据攻击用户的其它认证系统，对用户的安全和隐私带来了威胁。同时，据我们所知，在现在生成可取消生物信息的研究中，都是提取了原始人脸图像后，在原始人脸图像上进行数字图像处理领域的操作，没有研究是在将人脸信息录入人脸识别之前人脸识别之前的物理世界中展开的。因此，本发明设计了一种在物理世界生成可取消生物特征的方法，该方法既是不可逆的，又不会影响生物认证的性能。

发明内容