Skanery tęczówki (oka) znane są już od wielu lat, a nawet wykorzystuje się je w systemach biometrycznych. Niestety można je łatwo oszukać nawet zwykłym zdjęciem. Polski skaner tęczówki odróżni jednak oko żywe od martwego, dzięki czemu trudniej będzie oszukać systemy do identyfikacji osób.
Skanery oka w teorii są jednym z najbardziej pewnych systemów do identyfikacji. Wzór na siatkówce oka jest bowiem równie niepowtarzalny jak linie papilarne. Wydawało by się, że wystarczy porównać skan oka z jego zdjęciem zapisanym w bazie danych, aby rozpoznać właściwą osobę. Znamy zresztą takie rozwiązania z filmów sensacyjnych czy science-fiction, gdzie bohater przybliża oko do czytnika a ten otwiera przed nim drzwi. Niestety systemy identyfikacyjne jakie dotychczas powstały stosunkowo łatwo jest w praktyce oszukać, o czym przekonali się nawet konstruktorzy Samsunga.
Skaner tęczówki można było oszukać w dość prosty sposób
Swego czasu niemieckiej grupie hakerów Chaos Computer Club udało się bowiem oszukać skaner tęczówki montowany w smartfonie Galaxy S8. Zaczęli oni od wykonania zdjęcia oka w podczerwieni. Skanery soczewek korzystają z diod IR bowiem w tym zakresie fal rejestrowane są szczegóły soczewki niewidoczne w świetle widzialnym. Po wydrukowaniu zdjęcia na drukarce laserowej hakerzy nałożyli na nie soczewkę kontaktową, której kształt dobrze oddaje wygląd oka i udało im się oszukać skaner wbudowany w Galaxy S8. Oczywiście wykonanie zdjęcia w podczerwieni nie jest takie proste, ale dla osób z dostępem do odpowiednich narzędzi w pełni wykonalne.
Na przeszkodzie wszelkiej maści hakerom może jednak stanąć rozwiązanie opracowane przez naukowców z Politechniki Warszawskiej. Pod kierunkiem Mateusza Trokielewicza – doktoranta Zakładu Biometrii i Uczenia Maszynowego, wyszkolili on sztuczną inteligencję w taki sposób, aby odróżniała żywą tęczówkę oka od martwej. Wykorzystano do tego nietypową bazę danych, czyli warszawski zestaw danych BioBase PostMortem Iris. Zawiera on 574 zdjęć tęczówki wykonanych w podczerwieni, które zebrano od 17 osób w różnych okresach po ich śmierci. Zdjęcia rejestrowano od w okresie od pięciu godzin do 34 dni po śmierci.
fot. shutterstock.com
Przygotowanie i porównanie zdjęć
Wykorzystane zdjęcia odpowiednio skadrowano, tak aby usunąć z nich metalowe rozwieracze, którymi przytrzymywano powieki zmarłych osób. Obecność tych elementów zbyt łatwo wskazywałaby sztucznej inteligencji, czy ma do czynienia ze zdjęciami osób żywych czy zmarłych.
Uzyskane obrazy porównano z 256 zdjęciami żywych tęczówek, które rejestrowano tym samy aparatem fotograficznym, tak aby nie pojawiały się na zdjęciach różnice wynikające z użycia różnych matryc światłoczułych. Każda z matryc ma charakterystyczne wady, które mogą być wykryte przy dokładnej analizie zdjęć. Mogłoby to zniekształcić proces szkolenia.
Podczas wykonywania zdjęć konieczne było użycie narzędzi przytrzymujących otwarte powieki, co mogłoby zakłócić proces nauki Sztucznej Inteligencji / fot. cdn.technologyreview.com
Zespół naukowców sprawdził też wykonane zdjęcia, czy nie występują na nich różnice wynikające ze sposobu, w jaki były one rejestrowane przez poszczególnych operatorów aparatu fotograficznego. Okazało się jednak, że różnic do uchwycenia było niewiele i większość zdjęć można było wykorzystać do nauki sztucznej inteligencji.
Skaner tęczówki — 99 proc. skuteczność
Po zakończonej nauce kazano sztucznej inteligencji odróżnić oczy żywe od martwych na zdjęciach oczu, których nie wykorzystywano wcześniej w procesie nauki. Okazało się, że sztuczna inteligencja potrafiła odróżnić tęczówki osób żywych od tęczówek osób zmarłych z 99-procentową dokładnością. Przy tym zawsze poprawnie wskazywane było martwe oko. Tylko w 1 procencie przypadków AI uznawała żywe oko za martwe. Niestety musi upłynąć co najmniej 16 godzin od chwili śmierci, aby w wyglądzie oka zaszły zmiany, które pozwalają odróżnić je od żywej tęczówki. Pozwala to snuć wizje rodem z thirllerów, w których zdesperowani złoczyńcy mordują wybrane osoby. Celem jest wejście w posiadanie ich gałek ocznych, by jak najszybciej próbować sforsować systemy bezpieczeństwa .
Można mieć jednak nadzieję, że wskazana została droga, dzięki której da się uzyskać systemy biometryczne będące w stanie wykryć martwe oczy nawet zaraz po śmierci ich właściciela. Rozwiązanie takie uwolniłoby nas od konieczności pamiętania najróżniejszych haseł. Zapewniłoby dostęp do różnego rodzaju urządzeń albo kont bankowych lub na portalach społecznościowych.
Bez kart bankowych, biletów i dowodów tożsamości
Większość urządzeń mobilnych, a nawet sprzęty RTV, wyposażone są przecież w aparat fotograficznych. Za jego pomocą możliwa byłaby identyfikacja osób przy próbie włączenia urządzenia czy wejścia na strony internetowe banków, różnych firm lub portali społecznościowych.
Również w sklepach bylibyśmy rozpoznawani przez kasę podczas płacenia za zakupy i nie byłoby potrzeby posługiwania się kartą lub smartfonem. Tak samo wystarczyłoby stanąć przed bankomatem aby pobrać z niego pieniądze. Nie musielibyśmy pamiętać pokaźnej liczny PIN-ów, a proces zakupu byłby dużo szybszy. Również odpowiednie rozwiązania ułatwiłyby wejście do kina, na lotnisko lub na stadion piłkarski. Automatyczne bramki otwierałyby się na sam nasz widok bez konieczności przedstawiania biletów czy przepustek. Również wolni bylibyśmy od najróżniejszych dokumentów czy legitymacji. Nie musielibyśmy wozić ze sobą prawa jazdy. Policjantowi wystarczyłoby zeskanować nasze oko, aby stwierdzić czy możemy prowadzić samochód i jakie mamy uprawnienia. Dużo łatwiejsze byłoby też ratowanie chorych i nieprzytomnych osób albo ofiar wypadków drogowych. Wystarczyłoby zeskanować tęczówkę, aby sprawdzić czy te osoby biorą stale jakieś leki, na co chorują albo jaką mają grupę krwi.
Czytaj więcej: Roboty a medycyna – w jaki sposób AI może pomóc służbie zdrowia
Skaner tęczówki — pod stałym nadzorem?
Oczywiście rodziłoby się też pytanie o zakres, w jakim miano by uszanować naszą prywatność. Skanery oczu pozwalałyby błyskawicznie wyszukać każdego z nas w obrazie z milionów kamer rozsianych po całym świecie. Bez trudu można sprawdzić, gdzie mieszkamy, pracujemy, chodzimy na spacery oraz co robiliśmy i z kim się spotykamy. Pierwsze próby tego typu prowadzoną są przecież w Chinach. Jak na razie wykorzystuje się tam systemy do rozpoznawania rysów twarzy. Skan oczu byłby jednak o wiele pewniejszy, pozwala bowiem jednoznacznie odróżnić każdego z nas od nawet bardzo podobnych osób. Dotychczas systemy te nie zyskiwały na popularności. Zbyt łatwo było je oszukać, ale za sprawą polskich naukowców może się to zmienić.
Czytaj więcej w socialpress.pl: Parlament Europejski przyjął nowe przepisy regulujące sztuczną inteligencję
Źródło: technologyreview.com