如何利用神经网络进行进行反欺诈!

简介: 如何利用神经网络训练自己的反欺诈模型,看看吧~附学习资料~

想象一下,只需使用脸部即可解锁手机,无需指纹扫描或触摸。它会在没有任何用户干预的情况下自动且完美地工作。是的,目前已经可以做到了这一点,它被称为iPhone X,你可能已经在使用它了。

大多数人希望有一个更好的未来,例如:使用人脸识别进行用户身份验证的潜力比这更大!在不远的将来,我们能够通过展示我们独特的面部特征来租一辆车,并签署法律文件。

实际上,我们已经开始看到需要身份验证的某些服务(如银行和其他类型的交易系统)。在这种情况下,所提供的法律数据将与文件上的ID和面部图像上的数据进行交叉检查,并与所有者的面部进行比较。但是,像大多数新技术一样,技术在创新,骗子也在创新。而欺骗人脸识别机制的最流行方式之一是“人脸欺骗”攻击。

欺骗攻击是指通过使用照片、视频或授权人脸部的其他替代品来获取其他人的特权或访问权。

一些欺骗攻击的例子:

 

1.   打印攻击:攻击者将别人的照片打印或者显示在数字设备上。

2.   重播/视频攻击:诱骗系统的更复杂的方式,通常需要一个受害者脸部的循环视频。与保持某人的照片相比,这种方法可以确保行为和面部运动看起来更自然。

3.   3D掩码攻击:在这种类型的攻击中,掩码被用作欺骗的首选工具。这是一个比利用脸部视频更复杂的攻击。除了自然的面部运动之外,它还可以欺骗一些额外的保护层,例如深度传感器。

欺骗检测方法:

欺骗的方法有很多种,对应的我们有许多不同的方法来应对它们的挑战。最流行的反欺骗最先进的解决方案包括:

 

1.   面部生命力检测:一种基于分析测试面如何“活着”的机制。这通常通过检查眼球运动来完成,例如闪烁和脸部运动。

2.   上下文信息技术:通过调查图像的周围环境,我们可以尝试检测扫描区域中是否有数字设备或照片纸。

3.   纹理分析:在这里探测输入图像的小纹理部分,以便在欺骗和真实图像中查找图案。

4.   用户互动:通过要求用户执行动作(将头部向左/向右转动,微笑,闪烁的眼睛),机器可以检测动作是否以与人类互动类似的自然方式进行。

 

当然,我们不能忽视房间里的大象(指某种巨大到不可能被忽视的真相,而事实上如此巨大的大象常常被集体忽略。)——iPhone X上的FaceID。在最新的硬件迭代中,Apple推出了先进的深度映射和3D感应技术,可以以前所未有的精度实现欺骗检测。但是,由于这种高端硬件在不久的将来将无法在大多数消费类设备上使用,所以我们不得不进化我们的技术以保证我们可以避免被欺骗。

事实上,在我们的研究和实施过程中,我们发现使用中等质量的2D相机也可以实现极高水平的实时欺骗检测。到底是什么让2D相机拥有如此高的检测水准?答案就是当下最火的深度学习解决方案和自定义的神经网络。

我们通过与现有的文档化方法进行交叉检查来验证我们的方法。

交叉检查1:图像质量评估:

该解决方案基于将原始图像与用高斯滤波处理的图像进行比较。该论文的作者[1]证明了假图像之间的差异与真实图像之间的差异,并且可以自动检测。为了做到这一点,我们提取了14种流行的图像质量特征,例如:均方误差,平均差或边缘/角差。下一步是将它们发送给分类器,以确定它是“真实”的脸还是“假的”脸。

b8caa99d7c33a0de0674733c5fcb072abbc3de1c

图1. IQA分类处理流程:将图像转换为灰度,使用高斯滤波器,从原始图像和滤波图像之间的差异中提取14个特征,将特征传递给分类器。

交叉检查2:图像失真分析:

 四种不同的特征(镜面反射、模糊、色度矩和色彩多样性)被发送分类器用于分类。分类器由多个模型构建而成,每个模型都训练出不同类型的欺骗攻击矢量。

800d2aff7b6b5931cfe0677256828fbbee73c741

图2. IDA分类过程流程:提取4个失真特征,将它们传递给一组分类器,将结果传递给负责欺骗/非欺骗决策的分类器

最终方法:深度神经网络模型:

这是基于用CNN(卷积神经网络,这是图像分析中最流行的神经网络)建立的模型。裁剪后的人脸图像被传递到神经网络,然后通过神经层进行处理,以将其分类为真实/假的。

507745f6aa55edc37f34c1f8874fa4704e03850b

图3. DNN分类处理流程:将面部图像传递到CNN

训练系统:

上述所有解决方案都包含了需要监督学习才能返回正确结果的模型。训练集是从站在摄像机前面的人们的图像构建的,或者拿着一个设备,并在其上显示他们的脸部。所有的面孔被裁剪并分成两组:真实的和假的。这些图像是由中等分辨率的800万像素相机拍摄的,这是一款在工业应用中使用的流行款式,三种方法都使用相同的训练集。

1f6d5423bebf1220c2db7d06c6643865bd0102f7

训练集示例

比较结果:

对于性能测试,我们使用简单的精确度、召回率和F1分数。所有三个实验的结果显示在下表中:

 d3737c1bd04c9ac26c0c98632ef99574fa351272

准确性和性能总结

 94b32a366215c9ac250e7b669f1aa1637e578fdd

欺骗示例

下一步是什么?

所呈现的最先进的解决方案仅适用于2D重放/视频攻击。为了增加对更多类型攻击的抵抗能力,DNN模型还可以通过使用纸质打印的攻击示例扩展训练数据来调整。另外,3D欺骗尝试可以通过附加传感器来处理(例如深度)。

安全是一个不断变化的问题,因为一旦引入新的保护方法,攻击者就会不断发现新的方法来破坏系统,我们需要不断发明一些新的方法来对抗那些攻击者!

参考文献:

1.基于通用图像质量评估的反欺骗,Javier Galbally,SébastienMarcel

2.图像失真分析的脸部欺骗检测,di wen,huha,Anil K. Jain

3.Biometric Antispoofing Methods:A Survey in Face Recognition,Javier Galbally,SébastienMarcel,Julian Fierrez


数十款阿里云产品限时折扣中,赶紧点击领劵开始云上实践吧!

本文由阿里云云栖社区组织翻译。

文章原标题《Anti-Spoofing Mechanisms in Face Recognition Based on DNN》

作者:YND

译者:乌拉乌拉,审校:。

文章为简译,更为详细的内容,请查看原文文章

 

目录
打赏
0
0
0
0
1807
分享
相关文章
如何利用神经网络进行反欺诈!
如何利用神经网络训练自己的反欺诈模型,看看吧~附学习资料~
2342 0
网络安全与信息安全:知识分享####
【10月更文挑战第21天】 随着数字化时代的快速发展,网络安全和信息安全已成为个人和企业不可忽视的关键问题。本文将探讨网络安全漏洞、加密技术以及安全意识的重要性,并提供一些实用的建议,帮助读者提高自身的网络安全防护能力。 ####
73 17
网络安全与信息安全:关于网络安全漏洞、加密技术、安全意识等方面的知识分享
随着互联网的普及,网络安全问题日益突出。本文将介绍网络安全的重要性,分析常见的网络安全漏洞及其危害,探讨加密技术在保障网络安全中的作用,并强调提高安全意识的必要性。通过本文的学习,读者将了解网络安全的基本概念和应对策略,提升个人和组织的网络安全防护能力。
网络安全与信息安全:关于网络安全漏洞、加密技术、安全意识等方面的知识分享
随着互联网的普及,网络安全问题日益突出。本文将从网络安全漏洞、加密技术和安全意识三个方面进行探讨,旨在提高读者对网络安全的认识和防范能力。通过分析常见的网络安全漏洞,介绍加密技术的基本原理和应用,以及强调安全意识的重要性,帮助读者更好地保护自己的网络信息安全。
59 10
网络安全与信息安全:关于网络安全漏洞、加密技术、安全意识等方面的知识分享
在数字化时代,网络安全和信息安全已成为我们生活中不可或缺的一部分。本文将介绍网络安全漏洞、加密技术和安全意识等方面的内容,并提供一些实用的代码示例。通过阅读本文,您将了解到如何保护自己的网络安全,以及如何提高自己的信息安全意识。
66 10
云计算与网络安全:云服务、网络安全、信息安全等技术领域的融合与挑战
本文将探讨云计算与网络安全之间的关系,以及它们在云服务、网络安全和信息安全等技术领域中的融合与挑战。我们将分析云计算的优势和风险,以及如何通过网络安全措施来保护数据和应用程序。我们还将讨论如何确保云服务的可用性和可靠性,以及如何处理网络攻击和数据泄露等问题。最后,我们将提供一些关于如何在云计算环境中实现网络安全的建议和最佳实践。
网络安全与信息安全:漏洞、加密与意识的交织
在数字时代的浪潮中,网络安全与信息安全成为维护数据完整性、保密性和可用性的关键。本文深入探讨了网络安全中的漏洞概念、加密技术的应用以及提升安全意识的重要性。通过实际案例分析,揭示了网络攻击的常见模式和防御策略,强调了教育和技术并重的安全理念。旨在为读者提供一套全面的网络安全知识框架,从而在日益复杂的网络环境中保护个人和组织的资产安全。
网络安全与信息安全:关于网络安全漏洞、加密技术、安全意识等方面的知识分享
在数字化时代,网络安全和信息安全已成为我们日常生活中不可或缺的一部分。本文将深入探讨网络安全漏洞、加密技术和安全意识等方面的问题,并提供一些实用的建议和解决方案。我们将通过分析网络攻击的常见形式,揭示网络安全的脆弱性,并介绍如何利用加密技术来保护数据。此外,我们还将强调提高个人和企业的安全意识的重要性,以应对日益复杂的网络威胁。无论你是普通用户还是IT专业人士,这篇文章都将为你提供有价值的见解和指导。
网络安全与信息安全知识分享
本文深入探讨了网络安全漏洞、加密技术以及安全意识三个方面,旨在帮助读者更好地理解和应对网络安全威胁。通过分析常见的网络安全漏洞类型及其防范措施,详细介绍对称加密和非对称加密的原理和应用,并强调提高个人和企业安全意识的重要性,为构建更安全的网络环境提供指导。
57 2
AI助理

你好,我是AI助理

可以解答问题、推荐解决方案等