اخبار تکنولوژی

تشخیص عنبیه با iris scanner یا تصویر سه‌بعدی صورت با Face ID؛ کدام یک بهتر است؟

نویسنده: سید ایوب کوکبی

منتشر شده در ۲۵ شهریور ۱۳۹۶

۲ زمان مطالعه: 5 دقیقه

بعد از معرفی قابلیت iris scanner توسط سامسونگ اکنون اپل نیز با رویکردی کاملا جدید به جمع دارندگان این تکنولوژی پیوسته است. اگر سوتی اپل در معرفی قابلیت Face ID در مراسم رونمایی آیفون X را نادیده بگیریم و ویژگیهای این سیستم همانطور که بر روی کاغذ جذاب است در دنیای واقعی هم کارایی داشته باشد، آن را میتوان انقلابی در دنیای اسمارت‌فونها دانست.

باز کردن قفل گوشی به وسیله تشخیص چهره چندان ویژگی جدیدی نیست. سیستم‌عامل اندروید از مدتها قبل، چنین امکانی را معرفی کرده است و برای اولین بار سامسونگ با معرفی قابلیت سخت افزاری جدیدی تحت عنوان iris scanner در نوت ۷، قدمهایی در جهت بهبود مکانیزم این سیستم برداشت. اخیرا اپل نیز در آیفون X با معرفی قابلیت Face ID به جمع دارندگان این تکنولوژی پیوسته است. در این مطلب به بررسی عملکرد و تفاوت این سیستمها خواهیم پرداخت.

تشخیص چهره در اندروید

آنلاک کردن گوشی توسط چهره از اندروید ۴٫۰ (آیس‌کریم) پا به عرصه گذاشت. این روش در واقع کمترین میزان پیچیدگی و البته پایینترین میزان امنیت را در بین روشهای بهبود یافته‌تر داراست.

چهره شما، رمز عبور شماست البته کمی با هیجان بیشتر

در واقع در این روش از طریق دوربین جلوی گوشی تصویری از صورت شما به نرم‌افزار تشخیص چهره گوگل به عنوان جزئی از سیستم‌عامل، ارسال میشود و بعد از آنالیز و پردازش صورت، داده‌هایی مختص چهره شما استخراج و ذخیره میشود. در دفعات بعد وقتی گوشی را مقابل صورتتان میگیرید مجددا همین مراحل تکرار شده و داده استخراج شده با داده‌ای که قبلا ذخیره شده مقایسه و بر اساس آن اجازه ورود داده میشود.

طبق ادعای گوگل این داده‌ها به هیچ جایی ارسال نشده و بعد از پردازش به صورت رمزنگاری شده و امن در حافظه گوشی ذخیره میشود. سایر برنامه‌ها نیز قادر به به آنالیز داده‌های خام ذخیره شده نخواهند بود. گوگل برای ارائه این قابلیت تنها از دوربین سلفی گوشی استفاده میکند و نیازی به سخت‌افزارها و سنسورهای اختصاصی ندارد.

بازگشایی قفل توسط چهره سال ۲۰۱۲ در اندروید معرفی شد و سامسونگ این قابلیت را در گوشی‌های جدید خود بهبود بخشید.

سامسونگ در نوت ۸ و گلکسی S8 با دوربین و پردازنده بهتر توانست این ویژگی را به صورت چشمگیری بهبود دهد طوری که همزمان با دابل تپ کردن صفحه، عملیات اسکن و پردازش تصویر آغاز میشد. بزرگترین عیب این روش چه گوگل و چه سامسونگ، امنیت پایین آن است. این روش تنها برای سادگی ورود، نمایش و بهبود الگوریتم تشخیص چهره گوگل عرضه شد و به راحتی با قرار دادن یک عکس پرینت شده در مقابل دوربین سلفی میتوان آن را فریب داد. شرکتهای مختلفی از جمله سامسونگ و اخیرا اپل برای حل این مشکل از راه‌حلهای بهتری ارائه داده‌اند که در ادامه این روشها را بررسی میکنیم.

قابلیت iris scanning سامسونگ

سامسونگ، اسکن عنبیه چشم را در خط تولید گلکسی برای اولین بار با ارائه نوت ۷ کلید زد. رایانه‌ای که چشمان شما را اسکن و هویتتان را تشخیص میدهد، چیزی که همه ما در فیلمها دیده‌ایم و دولتها به صورت واقعی از آن استفاده میکنند. سامسونگ بر مبنای همین مفهوم، نسخه کوچکتر و سریعتر اسکنر عنبیه چشم را متناسب با منابع و توان محدود اسمارت‌فونها عرضه کرده است. دقت این روش نسبت به اثر انگشت در سطح بالاتری قرار دارد و میزان خطای آن بسیار کمتر است.

هر چشمی الگوی خاص خود را دارد، حتی عنبیه چشم راست و چپ شما الگوی متفاوتی دارند.

اگر از نزدیک به تصویر عنبیه نگاه کنید خطوطی با الگوهای مختلف مشاهده میکنید، این الگوها از چشمی تا چشم دیگر متفاوت است، حتی عنبیه چپ و راست یک فرد دارای الگوی متفاوتی هستند. این الگوها نسبت به اثر انگشت منحصر به فردتر هستند. سامسونگ از همین ویژگی بیومتریک استفاده کرده و از این الگو برای تشخیص هویت فرد استفاده میکند. از این قابلیت دقیقا برای همان کاربردهایی که اثرانگشت و رمزعبور دارند میتوان استفاده کرد. تنها کافی است صورتتان را مقابل گوشی بگیرید تا دوربین مخصوصی، عنبیه شما را اسکن و صفحه را آنلاک کند.

سامسونگ این کار را با استفاده از سخت‌افزار مخصوصی که متشکل از یک سنسور و دوربین مخصوص است انجام میدهد. سنسور به کار رفته در واقع یک دیود نورگسیل با طول موجی نزدیک مادون قرمز است که بر چشمها میتابد. این نور نامرئی است چرا که طول موج نزدیک مادورن قرمز در محدوده‌ای است که چشم انسان قادر به مشاهده آن نیست.

استفاده از نوری نزدیک مادون قرمز دو دلیل دارد: اولین دلیل عدم تحریک شدن مردمک چشم و ثابت ماندن اندازه آن و در نتیجه تثبیت ساختار عنبیه قبل از ثبت تصویر است و دومین دلیل روشن کردن چشم برای تشخیص هزاران رنگ نهفته در ساختار عنبیه است که در نور مرئی از این تعداد تنها قادر به تشخیص صدها رنگ خواهید بود. این ویژگی امکان جعل تصویر را نیز کاهش میدهد. استفاده از نور نزدیک مادون قرمز به شما اجازه میدهد تا حتی در شب نیز بتوانید قفل گوشی خود را باز کنید.

سامسونگ از نوری با طول موج نزدیک مادون قرمز و دوربین مخصوصی برای جامع‌آوری و پردازش داده‌ها استفاده میکند.

بعد از روشن شدن چشم توسط سنسور مذکور، دوربین مخصوصی که فوکوس مناسبی برای این کار دارد تصویر دقیقی از عنبیه چشم ثبت میکند. دوربین جلوی گوشی برای این کار استفاده نشده چون مخصوص ثبت تصاویر تحت نور مادون قرمز نیست. این تصویر آنالیز شده و داده‌هایی متمایز و منحصر به فرد به صورت ایمن در گوشی ذخیره میشود. تمامی مراحل پردازش، آنالیز، ذخیره‌سازی به صورت محلی و رمزنگاری شده انجام میشود و تنها مورد استفاده این سیستم خواهد بود. سایر نرم‌افزارها به صورت مستقیم قادر به آنالیز داده‌های ذخیره شده نخواهند بود. البته سامسونگ از طریق دوربین سلفی گوشی نیز داده‌هایی از چهره شما جمع‌آوری میکند که به احتمال زیاد برای تشخیص موقعیت دقیق چشمان شماست.

قابلیت iris scanner تا زمانی که چشمان شما در محدوده لنز دوربین به صورت ثابت قرار داشته باشد به خوبی کار میکند.

از مشکلات این روش، زمان‌بر بودن فرایند پردازش و باز ماندن چشم به میزان لازم برای تهیه عکس است. البته سامسونگ با علم به این موضوع، توازن خوبی بین میزان امنیت و دقت عملیات اسکن برقرار کرده است طوری که در بدترین حالت بیشتر از ۵ الی ۱۰ ثانیه این عملیات طول نخواهد کشید. ناگفته نماند، این سیستم توسط یک عکس رنگی با کیفیت و رزولوشن بالا قابل فریب دادن است. اما اگر صادق باشیم، تهیه چنین عکسی از فاصله نزدیک کاری غیر ممکن است، اگر چنین اتفاقی بیفتد یقینا مشکل بزرگتری دارید!

تا زمانی که امنیت بیومتریک زیر سوال نرفته باشد، این روش، عملکرد رضایت بخشی دارد و با صرفنظر کردن از جاسوس‌افزارها، این قابلیت سرعت مناسبی دارد. البته بایستی به درستی بدانید چگونه از این ویژگی استفاده کنید و این را هم قبول داریم که باز کردن چشمها در مقابل گوشی کاری چندان طبیعی نیست مخصوصا اگر در جمع باشید!

قابلیت Face ID اپل

اپل با رویکردی متفاوت وارد امنیت بیومتریک شده است. خیلی از آن زمان نمی‌گذرد که برای ثبت یک شناسه بیومتریک و جمع‌آوری داده‌های مورد نیاز به سیستمهای نورپردازی مخصوص، چندین دوربین با لنزهای ویژه و سیستمهای رایانه‌ای گرانقیمت جهت پردازش داده‌ها نیاز بود. با پیشرفت تکنولوژی اکنون همه این کارها با کامپوننت‌های کوچکی بر روی آیفون X و چیپست جدید A11 آن انجام میشود.

اپل در Face ID با روشی کاملا جدید اقدام به تشخیص چهره میکند.

Face ID همانند iris scanner با نور نامرئی مادون قرمز و با شدت زیادی همانند یک نورافکن قوی چهره شما را روشن میکند. در واقع چهره شما توسط ماتریسی از چندین هزار نقطه اسکن شده و سپس توسط دوربین ثبت شود. جالب اینجاست که با حرکت دادن سر، حرکات مختلف این نقاط نیز ثبت میشوند، این کار باعث میشود تا تصویری سه بعدی و عمقی از چهره شما تهیه گردد. از آنجایی که از نور مادون قرمز استفاده شده، این سیستم حتی در شب نیز کار میکند.

داده‌های جمع‌آوری شده به چیپست A11 که اپل آن را موتور بیونیک عصبی نام نهاده ارسال میشود. چیپ A11 یک ساب سیستم هوشمند است که با استفاده از  پردازنده اختصاصی، همزمان با دریافت داده‌های جمع‌آوری شده آنها را آنالیز کرده و یک ماسک سه بعدی از صورت شما ایجاد میکند. وقتی صورت شما حرکت میکند این ماسک نیز به همراه آن حرکت میکند. دقیقا همانند کسی که ادای حرکات صورت شما را در می‌آورد.

این اطلاعات نیز همانند iris scanner سامسونگ در محل امنی به صورت رمزنگاری شده ذخیره میشود و موقع باز کردن قفل گوشی در دفعات بعد مقایسه صورت گرفته و در صورت تطبیق Face ID صفحه گوشی انلاک میشود. اپل در بخش آنالیز داده‌ها و تولید ماسک سه بعدی از هوش مصنوعی خوبی استفاده کرده طوری که حتی تغییر استایل چهره توسط نوع مو، گذاشتن کلاه و عینک و یا سن و سال تاثیری در تشخیص این سیستم ندارد. حتی به گفته شیلر افراد دوقلو نیز قادر نیستند گوشی یکدیگر را باز کنند!

این قابلیت، به صورت واضحی امنیت بیشتری از iris scanner دارد چرا که داده‌های بیشتری آنالیز شده، عمق تصویر نیز در شناسه ذخیره میشود و مهمتر از همه به دلیل ثبت تصویر حتی در حین حرکت صورت، دوربین چشم‌انداز بازتری برای تشخیص چهره شما دارد و کاربر نیز راحت‌تر خواهد بود. ضمنا اپل اعلام کرده است که این قابلیت تنها مختص آنلاک کردن گوشی نیست و از طریق انجین بیونیک عصبی میتوان بدون لو دادن شناسه هویتی فرد، اطلاعات سه بعدی حاصله را با نرم‌افزارهای دیگر نیز به اشتراک گذاشت.

کدام یک بهتر است؟

شنیدن کی بود مانند دیدن! تا زمانی که چیزی را به صورت واقعی تست نکرده‌ایم در مورد برتری آن نمی‌توانیم نظری بدهیم.

با iris scanner سامسونگ آشنا هستیم ولی هنوز اطلاعات ما در مورد آیفون X صرفا در حد اطلاعات منتشر شده در فضای وب است. تا زمانی که گوشی جدید آیفون وارد بازار نشود با قطعیت نمیتوان در مورد عملکرد واقعی آن نظری داد. اما اگر Face ID اپل در عمل نیز همانند آنچه گفته شد کارایی داشته باشد قطعا استفاده از آن ساده‌تر و طبیعی‌تر است و آن را میتوان انقلابی در این حوزه دانست. از طرفی شاید تشخیص چهره به مذاق بعضی‌ها خوش نیاید و همان سنسور اثرانگشت را ترجیح دهند.

اما وقتی از نقطه نظر تئوریک به موضوع نگاه میکنیم، خلاقیت اپل در استفاده از حجم انبوه سنسورها و سخت‌افزارها به همراه پردازشگر اختصاصی، آن هم در یک فضای محدود فیزیکی با منابع محدود، قابل تحسین است و با این کار تقریبا هیچ جایی برای رقابت با دیگران باقی نمی‌گذارد. معلوم نیست اپل با این سطح تکنولوژی در آینده چه محصولات جدیدی عرضه خواهد کرد.