淺談人臉識別在計算機網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用

王東恩，王 虎

1.長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)分院，吉林長春 130033

2.吉林日報中國吉林網(wǎng)，吉林長春 130033

淺談人臉識別在計算機網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用

王東恩，王 虎

1.長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)分院，吉林長春 130033

2.吉林日報中國吉林網(wǎng)，吉林長春 130033

目前，對網(wǎng)絡(luò)安全構(gòu)成威脅的主要因素是身份竊取。生物特征識別作為網(wǎng)絡(luò)安全的一個研究領(lǐng)域，被評為21世紀(jì)十大高科技之一，它是通過計算機利用人類自身的生理（如人臉、指紋、掌紋、虹膜、耳形等）或行為特征（如語音、步態(tài)等）進行身份認(rèn)證的一種技術(shù)。本文研究的是人臉識別技術(shù)，首先提取出人臉圖像中的各個器官，然后計算出人臉器官的數(shù)目、位置、大小、位姿等數(shù)據(jù)，最后根據(jù)數(shù)據(jù)是否匹配進行人臉識別。

網(wǎng)絡(luò)安全；五官定位；人臉識別

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用廣泛普及，越來越多的企事業(yè)單位及部門采用了適應(yīng)自身應(yīng)用及發(fā)展的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，隨之而來的是危害網(wǎng)絡(luò)安全的攻擊入侵案例也日益增多。在增強網(wǎng)絡(luò)功能的同時，計算機網(wǎng)絡(luò)作為開放的信息系統(tǒng)必然存在著眾多潛在的安全隱患，網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)越來越受到全球網(wǎng)絡(luò)建設(shè)者和使用者的關(guān)注。目前，對網(wǎng)絡(luò)安全構(gòu)成威脅的主要因素是身份竊取。生物特征識別作為網(wǎng)絡(luò)安全的一個研究領(lǐng)域，被評為21世紀(jì)十大高科技之一，它是通過計算機利用人類自身的生理（如人臉、指紋、掌紋、虹膜、耳形等）或行為特征（如語音、步態(tài)等）進行身份認(rèn)證的一種技術(shù)。本文研究的是人臉識別技術(shù)，首先提取出人臉圖像中的各個器官，然后計算出人臉器官的數(shù)目、位置、大小、位姿等數(shù)據(jù)，最后根據(jù)數(shù)據(jù)是否匹配進行人臉識別。

人臉識別需要兩個過程，即輸入與輸出。在進行識別前，先要將人臉的特征記錄到數(shù)據(jù)庫中，即輸入過程。在進行識別時，需要將人臉的特征與數(shù)據(jù)庫里的值進行比對，然后得到識別的結(jié)果，驗證人的身份，即輸出過程。由于數(shù)據(jù)庫比較龐大，這就要求設(shè)計精良的算法來滿足運算速度的需求。從人臉定位上來說，計算機可以根據(jù)五官的幾何關(guān)系來確定人臉的共性，從而建構(gòu)出人臉的模型，區(qū)分人臉與非人臉。從人臉識別上來說，計算機根據(jù)每一個人的人臉特性建構(gòu)出模型，由于人臉之間具有很大的相似性，因此要進行圖像的增強（如邊緣增強、噪聲濾除、銳化和放大等），來著重強調(diào)人臉特定的特征，區(qū)分是哪一個人臉。由于人臉的不同器官都可以用一個幾何特征矢量表示，并且每個特征矢量都具有一定的獨特性，因此采用幾何特征法足以反映出不同人臉的差別。人臉圖像中提取的器官包括眼睛、鼻子、嘴巴等，提取特征時往往把人臉器官的形狀和幾何關(guān)系作為基礎(chǔ)的特征矢量。但由于人臉變化復(fù)雜，這項工作會受到很多因素的影響，主要表現(xiàn)在：

1）人臉具有多種表情，每種表情所對應(yīng)的人臉器官的特征又有很大差別；

2）人臉上的附屬物多樣化，如頭發(fā)、胡須、眼鏡、痣等；

3）人臉的圖像易受光照條件的影響（如與攝像機的角度、光的強弱等條件）；

4）人臉有時會不可避免地被遮擋或部分遮擋。

當(dāng)人們通過計算機顯示屏和攝像頭將使用計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的人員進行拍照，形成圖像。提取出臉上的五官（如眼睛、嘴等），就需要將這些器官的特征值與特征數(shù)據(jù)庫的值進行對比。這里又提出來一個新的問題，即特征數(shù)據(jù)庫。目前，社會上對人的身份驗證采用的最廣泛、最簡單的方法是居民身份證。由于身份證具有防偽標(biāo)記，每個人的身份證號都是唯一的，并且里面包含出生日期和性別等信息，更重要的是身份證中包含人臉的圖像，清晰、層次豐富且神態(tài)自然，所以完全可以鑒別人的身份。那么就可以依據(jù)身份證信息數(shù)據(jù)庫，建立人臉的特征數(shù)據(jù)庫。當(dāng)然這只是一種設(shè)想，目前的身份證信息數(shù)據(jù)庫一般用于進行戶籍的管理，更多的、更有效的管理手段需要深入的研究和大量的人力操作。經(jīng)過多家相關(guān)部門及業(yè)界的宣傳教育工作，使更多的人認(rèn)識到人臉識別可以用于保護個人的身份，并且它不僅不會妨礙個人隱私保護，反過來更能捍衛(wèi)個人的權(quán)利。人臉識別給使用計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的人提供了很多的便利。例如，在機場的應(yīng)用中，人臉識別可以加快游客通過安全檢查點的速度，提高了便利性和保密性；人臉識別還可以檢測出“不受歡迎的人物”（如在機場鬧事的人、在逃通輯犯等），提高了安全性。對于法律機構(gòu)而言，使用人臉識別技術(shù)也可以顯著提高工作效率，增強檢測欺詐行為的能力，提高進行恐怖分子和犯罪嫌疑人“觀察名單”匹配的能力。

人臉圖像中各器官的定位是身份識別的基礎(chǔ)，身份識別又是計算機網(wǎng)絡(luò)安全的關(guān)鍵，它直接關(guān)系使用計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的國家安全、企業(yè)經(jīng)營和人們的日常生活。當(dāng)前人臉識別技術(shù)還沒有得到大范圍地普及，但我們必須認(rèn)識到，它正在影響著我們的生活，而且與我們的生活息息相關(guān)。

人臉識別技術(shù)所覆蓋的領(lǐng)域包括門禁、考勤、監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)登錄等，廣泛應(yīng)用在公安、海關(guān)、社保、銀行、證券、教育、企業(yè)、監(jiān)獄、物流、餐飲、酒店、軍隊等行業(yè)。

例如，在社保行業(yè)，傳統(tǒng)的身份認(rèn)證會導(dǎo)致許多欺詐、騙領(lǐng)、冒領(lǐng)保險金的違法行為。通過人臉識別技術(shù)可以杜絕這些違法行為，為國家減少養(yǎng)老金的巨額流失。從系統(tǒng)投入與產(chǎn)出對比情況看，經(jīng)濟效益十分明顯。

例如，在證券機構(gòu)，投資理財師以往只是進行單向的建議，缺少雙向的交流。通過心理學(xué)家的研究得知，人的面部表情是內(nèi)心想法的最直接反映。只需要安裝一個廉價的攝像頭, 就可以通過人臉識別技術(shù)實時捕捉客戶的面部特征及表情，掌握客戶身份、關(guān)注的行業(yè)和投資風(fēng)格，從而為客戶提供更為貼心的服務(wù)。

例如，在餐飲、酒店行業(yè)，客戶服務(wù)部發(fā)出去的郵件和短信，不知道客戶是否看了，是否感興趣。沒有數(shù)據(jù)可以對客戶的信息分類，想做更好的增加粘合度的工作卻沒有技術(shù)支撐。如何掌握客戶喜好，對客戶做更好的分類，以便做好客戶關(guān)懷？通過人臉識別技術(shù)可以根據(jù)客戶的性別、職位、年齡和表情來分析客戶喜好和分類，自動收集客戶反饋，更精準(zhǔn)地推廣產(chǎn)品。

希望在以后的研究與探索中，逐漸去完善人臉的建模方式，使之更加有效，更加精確。為計算機網(wǎng)絡(luò)用戶提供更加完善的服務(wù)，促進信息安全事業(yè)快速健康的發(fā)展。

[1] 段錦.人臉自動機器識別[M].北京:科學(xué)出版社，2009.

[2] 王志良，孟秀艷.人臉工程學(xué)[M].北京：機械工業(yè)出版 社，2009.

[3] 苑瑋琦.生物特征識別技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社， 2009.

TP393

A

1674-6708（2010）18-0128-01

王東恩，教師，工作單位：長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)分院，主要研究方向：網(wǎng)絡(luò)與信息安全

王虎，工程師，工作單位：吉林日報社中國吉林網(wǎng)，主要研究方向：網(wǎng)絡(luò)組建與維護