一項(xiàng)新研究顯示，依靠人工智能技術(shù)開(kāi)發(fā)的偽造數(shù)字指紋可以騙過(guò)智能手機(jī)上的指紋識(shí)別器，黑客利用漏洞潛入受害者網(wǎng)上銀行偷錢(qián)的風(fēng)險(xiǎn)已然提升。

最近，紐約大學(xué)和密歇根州立大學(xué)的研究人員聯(lián)合發(fā)表了一篇論文，詳細(xì)介紹了如何使用深度學(xué)習(xí)技術(shù)削弱生物識(shí)別安全系統(tǒng)的防護(hù)功能。該研究由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助，今年10月在一個(gè)生物識(shí)別和網(wǎng)絡(luò)安全論壇上榮獲最佳論文獎(jiǎng)。

蘋(píng)果和三星等智能手機(jī)制造商通常在手機(jī)中使用生物識(shí)別技術(shù)，這樣人們可以使用指紋輕松解鎖設(shè)備，不用再輸入密碼。富國(guó)銀行之類(lèi)的大銀行為了提升便利性，也越來(lái)越多地讓客戶(hù)使用指紋訪問(wèn)賬戶(hù)。

雖然指紋識(shí)別很方便，但研究人員發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)背后的軟件存在被騙過(guò)的可能性。這一發(fā)現(xiàn)非常重要，因?yàn)榉缸锓肿右部赡芾妙I(lǐng)先的人工智能技術(shù)繞過(guò)傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全手段。

最新發(fā)表的論文主要基于去年紐約大學(xué)和密歇根州立大學(xué)的同一撥研究人員的相關(guān)研究。之前發(fā)表的論文稱(chēng)，使用數(shù)字修改過(guò)的真實(shí)指紋或指紋部分圖像可以騙過(guò)一些指紋安全系統(tǒng)。他們將偽造指紋稱(chēng)為“指紋大師”，可以騙過(guò)只辨別部分指紋圖像而不是完整指紋的生物安全系統(tǒng)。

具有諷刺意味的是，人類(lèi)看到指紋大師生成的指紋會(huì)立刻發(fā)現(xiàn)是假的，因?yàn)槎贾挥胁糠种讣y。然而軟件卻識(shí)別不出來(lái)。

新發(fā)表的論文里，研究人員使用數(shù)據(jù)訓(xùn)練的基礎(chǔ)軟件，即神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)生成看起來(lái)可信度非常高的數(shù)字指紋，表現(xiàn)比之前研究使用的圖像還要好。偽造的指紋不僅看起來(lái)很真實(shí)，還帶有人眼無(wú)法察覺(jué)的隱藏屬性，從而迷惑指紋識(shí)別器。

左側(cè)為真指紋的示例，右側(cè)為人工智能生成的假指紋圖像。

論文的作者之一是紐約大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)副教授朱利安·托格流斯，他表示團(tuán)隊(duì)使用改編的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，即“生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)”（GAN）生成假指紋，取名為“深度指紋大師”，他說(shuō)過(guò)去兩年里這一系列假指紋“橫掃了人工智能世界”。

研究人員還可以使用GAN生成看似真實(shí)、其實(shí)虛假的照片和視頻，稱(chēng)為“深度偽造”，一些國(guó)會(huì)議員擔(dān)心，可能有人用此類(lèi)照片和視頻制作讓公眾信以為真的虛假視頻和宣傳。舉例來(lái)說(shuō)，一些研究人員介紹了如何利用人工智能技術(shù)來(lái)制作虛假的美國(guó)前總統(tǒng)巴拉克·奧巴馬的演講視頻，還有其他應(yīng)用方式。

人工智能修改的照片也能騙過(guò)計(jì)算機(jī)，去年麻省理工學(xué)院的研究人員介紹了案例，他們用一張烏龜圖像成功迷惑了谷歌的圖像識(shí)別軟件。谷歌的圖像識(shí)別技術(shù)將烏龜錯(cuò)誤識(shí)別為步槍?zhuān)驗(yàn)闉觚攬D像中嵌有類(lèi)似步槍圖片的隱藏元素，人眼根本無(wú)法察覺(jué)。

研究人員可使用GAN結(jié)合兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，協(xié)同工作生成嵌入神秘屬性，可以騙過(guò)圖像識(shí)別軟件的仿真圖像。研究人員使用數(shù)千個(gè)公開(kāi)的指紋圖像，訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別真實(shí)指紋圖像，同時(shí)訓(xùn)練另一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)生成假指紋。

紐約大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)博士候選人菲利普·邦特拉格解釋說(shuō)，之后將第二個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)生成的假指紋圖像輸入第一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，測(cè)試是否成功。他也參與了撰寫(xiě)該論文。隨著時(shí)間推移，第二個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)會(huì)生成逼真的指紋圖像，騙過(guò)其他神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

隨后研究人員用假指紋圖像測(cè)試Innovatrics和Neurotechnology等科技公司銷(xiāo)售的指紋掃描軟件，檢測(cè)能否騙過(guò)。每當(dāng)假指紋圖像成功騙過(guò)商業(yè)系統(tǒng)時(shí)，研究人員就能改進(jìn)技術(shù)生成更逼真的假指紋。

負(fù)責(zé)生成假圖像的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)嵌入了一組隨機(jī)的計(jì)算機(jī)代碼，邦特拉格稱(chēng)之為“噪聲數(shù)據(jù)”，這些數(shù)據(jù)可以欺騙指紋圖像識(shí)別軟件。雖然研究人員能用所謂的進(jìn)化算法校正“噪聲數(shù)據(jù)”以迷惑指紋軟件，但目前還不清楚此類(lèi)代碼對(duì)圖像的影響，因?yàn)槿祟?lèi)看不出來(lái)。

可以肯定的是，犯罪分子想破解指紋識(shí)別儀會(huì)面臨許多障礙。邦特拉格解釋說(shuō)，許多指紋系統(tǒng)配有其他安全檢查手段，例如可檢測(cè)人類(lèi)手指的熱傳感器。

但新開(kāi)發(fā)的深度指紋大師軟件起碼可證明，人工智能技術(shù)可用于不良用途。網(wǎng)絡(luò)安全行業(yè)、銀行業(yè)、智能手機(jī)制造商和其他采用生物識(shí)別技術(shù)的公司要不斷改進(jìn)系統(tǒng)，跟上人工智能的快速發(fā)展。

托格流斯表示，在該論文發(fā)表之前，研究人員并沒(méi)有考慮人工智能生成的虛假圖像是否可能對(duì)生物識(shí)別系統(tǒng)構(gòu)成“嚴(yán)重威脅”。但他表示，在論文發(fā)表后，已經(jīng)有某些“大公司”聯(lián)系他，想深入了解虛假指紋可能存在的安全威脅。

指紋傳感器軟件制造商N(yùn)eurotechnology的研發(fā)經(jīng)理胡斯塔斯·克蘭瑙斯卡斯博士通過(guò)電郵告訴《財(cái)富》雜志，最近騙過(guò)指紋識(shí)別器的研究論文“觸及”了關(guān)鍵點(diǎn)。但他指出，研究人員沒(méi)有考慮公司同時(shí)使用的其他安全手段，而他認(rèn)為，其他安全手段可確?！皩?shí)際應(yīng)用中錯(cuò)誤識(shí)別幾率極低”。

克蘭瑙斯卡斯還表示，Neurotechnology已建議企業(yè)客戶(hù)應(yīng)用指紋掃描軟件時(shí)，將安全級(jí)別設(shè)置為高于研究人員在論文中使用的安全級(jí)別。

然而，研究人員邦特拉杰指出，指紋安全級(jí)別越高，使用起來(lái)越不方便，因?yàn)楣就ǔ?huì)留出一些自由空間，不想讓客戶(hù)反復(fù)按手指實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確讀取。

“很明顯，如果將安全性設(shè)置調(diào)高，（欺騙攻擊）成功率會(huì)降低，” 邦特拉杰表示。 “但也不太方便。”他補(bǔ)充道。