Het onderzoeken van de verschillen tussen iPhone X Face ID en Samsung Iris scannen

Tijdens het Apple-evenement in september 2017 werd de iPhone X onthuld. Het lijkt erop dat Apple helemaal uit is gegaan met zijn "Anniversary" -model, en een van de nieuwe functies is Face ID.

Je telefoon ontgrendelen met je gezicht is niet bepaald nieuw. Android heeft deze functie al een tijdje, en Samsung gebruikt sinds de Galaxy Note 7 een speciale irisscanner. Maar Apple doet dingen heel anders, zoals het niet gebruikelijk is. In plaats van een patroon te gebruiken om een ​​ontgrendeltoken te maken, gebruikt Apple de vorm van je gezicht. En het heeft een aantal behoorlijk gespecialiseerde hardware om het te doen.

Ik heb de iPhone X nog niet gebruikt, maar dit is een gebied waar ik veel ervaring heb. Gemoduleerde acquisitie van ruimtelijke vervormingskaarten, en vervolgens de verkregen gegevens omzetten in iets dat een stukje software kan gebruiken als een unieke identificatie, bestaat al een tijdje en producten die u nu in uw huis hebt, werden gebouwd, verpakt of op kwaliteit gecontroleerd met behulp ervan. Ik ben betrokken geweest bij het ontwerpen en implementeren van verschillende systemen die diepte-beeldverwerving gebruiken om producten (appels, perziken, pruimen, enz.) Te sorteren op rang, vorm en grootte en begrijpen hoe de technologie die in Face ID wordt gebruikt, zal werken.

Laten we vergelijken.

Android's gezichtsherkenning

Face unlock debuteerde op de Galaxy Nexus in 2012.

Het ontgrendelen van je telefoon met je gezicht is onderdeel van Android sinds versie 4.0, Ice Cream Sandwich. Dit is het minst ingewikkelde en minst veilige van de drie dingen die we vergelijken.

Met de camera aan de voorzijde kan uw Android-telefoon een afbeelding van uw gezicht pakken en de gezichtsherkenningssoftware van Google vervolgens verwerken om een ​​set gegevens op basis van de afbeelding samen te stellen. Wanneer u de telefoon tegen uw gezicht houdt om deze te ontgrendelen, wordt een afbeelding verzameld, verwerkt en vergeleken met de opgeslagen gegevens. Als de software beide kan evenaren, wordt er een token aan het systeem doorgegeven zodat uw telefoon wordt ontgrendeld.

Gezichtsontgrendeling kwam in 2012 naar Android en Samsung heeft het veel beter gemaakt op hun nieuwste telefoons.

De gegevens worden nergens naartoe verzonden en worden allemaal op de telefoon zelf verzameld en verwerkt. Het wordt veilig en versleuteld opgeslagen en geen enkel ander proces kan de onbewerkte gegevens lezen. Android-gezichtsontgrendeling heeft ook geen speciale lichten of sensoren of camera's nodig - het gebruikt dezelfde camera aan de voorzijde waarmee u selfies maakt.

Samsung heeft de ervaring met de Galaxy S8- en Note 8-telefoons verbeterd door te beginnen met scannen zodra op het scherm wordt getikt en de verwerking sneller en nauwkeuriger is vanwege de betere camera en CPU. Gezichtsontgrendeling op de Galaxy S8 is snel en werkt over het algemeen goed als je eenmaal weet hoe je de telefoon kunt vasthouden terwijl je hem gebruikt.

Het grootste probleem met gezichtsontgrendeling is dat het niet veilig is. Het wordt niet geadverteerd als veilig, zelfs niet door Google of Samsung. Het is een handige functie die is gebouwd om de algoritmen voor gezichtsherkenning van Google te demonstreren (en te verfijnen) en een afgedrukte foto van je gezicht zal het ontgrendelen van het gezicht verslaan.

Gelukkig biedt Samsung ook een alternatieve manier om je gezicht te herkennen.

Samsung's irisscannen

Samsung bracht voor het eerst irisscanning naar de Galaxy-lijn met de Galaxy Note 7. Een computer scant je oogbollen om je te authenticeren is iets dat we allemaal in films hebben gezien en het wordt gebruikt voor veilige toegang in echte overheidsinstellingen. Samsung gebruikt hetzelfde concept met zijn irisscansysteem, alleen teruggeschaald, zodat het sneller kan werken en werken met de beperkte middelen van een smartphone. Het is meer dan veilig genoeg voor je telefoon, zelfs als het niet 100% waterdicht is.

Elk oog heeft een ander patroon en uw rechteroog is zelfs anders dan uw linkeroog.

Elk oog heeft een uniek patroon in de iris. Uw linkeroog heeft zelfs een ander patroon dan uw rechteroog. Irispatronen zijn eigenlijk duidelijker dan een vingerafdruk. Omdat elk oog uniek is, kan Samsung uw ogen gebruiken om u te identificeren en als uw referenties te fungeren. Deze gegevens kunnen worden gebruikt voor alles wat een vingerafdruk of zelfs een toegangscode zou kunnen. Je houdt de telefoon vast zodat de speciale camera je ogen kan zien en je telefoon wordt ontgrendeld.

Samsung gebruikt hiervoor gespecialiseerde hardware aan de voorkant van de telefoon. Een diode straalt bijna-infrarood licht uit en verlicht uw ogen. Het is een golflengte van licht die mensen niet kunnen zien, maar het is vrij intens en "helder". Bijna-infrarood licht wordt om twee redenen gebruikt: uw pupillen zullen niet samentrekken en u zult geen verandering in zicht hebben, en het verlicht alles met een kleurenpatroon beter dan de golflengtes die we kunnen zien. Als je goed naar je iris kijkt, zie je dat er honderden verschillende kleuren in een duidelijk patroon zijn. Onder nabij-infrarood zijn er duizenden kleuren en deze contrasteren zeer goed met elkaar. Het is gewoon beter om een ​​afbeelding van je iris te nemen, want hoewel je dit niet ziet, kan je telefoon het gebruiken om een ​​dataset te bouwen.

Samsung gebruikt bijna-infrarood licht en een speciale camera om gegevens over uw ogen te verzamelen en te verwerken.

Zodra de iris is verlicht, maakt een speciaal afgestemde smal-focuscamera een beeld. De gewone camera aan de voorzijde van uw Galaxy S8 kan kleurinformatie registreren onder infraroodverlichting, maar hij is niet ontworpen om dit te doen. Daarom is een tweede camera nodig.

Deze afbeelding wordt geanalyseerd en een afzonderlijke set gegevens wordt veilig gemaakt en opgeslagen op uw telefoon. Alle verwerking, analyse en opslag van de gegevens gebeurt lokaal en wordt gecodeerd, zodat alleen het proces van het herkennen van uw iris er toegang toe heeft. Deze gegevens worden gebruikt om een ​​token te maken en als het irisscannerproces het juiste token biedt, is een beveiligingscontrole doorgegeven - dat zijn uw ogen, dus alle software die uw identiteit nodig heeft, kan doorgaan.

Natuurlijk verzamelt Samsung ook enkele gegevens over uw gezicht met de normale camera aan de voorzijde. Hoogstwaarschijnlijk worden de gezichtsgegevens gebruikt om uw gezicht te positioneren zodat de irisscanner een duidelijk zicht heeft.

Je ogen moeten op de juiste plek zitten om de irisscanner in te stellen en te gebruiken.

Er zijn enkele inherente nadelen. Omdat het gebruik van irisscannen om je telefoon te ontgrendelen erg snel moet zijn, worden er niet zoveel gegevens over het patroon in je ogen verzameld. Samsung moest de juiste balans vinden tussen veiligheid en gemak en aangezien niemand vijf of 10 seconden voor elke scan wil wachten, kunnen de irisscan-algoritmen voor de gek worden gehouden met een hoge-resolutie fotolaser die in kleur is geprint en een gewone contactlens om de kromming van een oog. Maar eerlijk gezegd krijgt niemand een foto van je oog die helder genoeg is om je Galaxy S8 of Note 8 te ontgrendelen. Als dat het geval is, heb je een veel groter probleem.

De irisscanning van Samsung werkt goed zolang je ogen op de 'sweet spot' staan.

Het grotere probleem is nauwkeurigheid. Genoeg irissen moeten worden geanalyseerd om de softwarecontrole te doorstaan, en omdat de camera die het beeld grijpt voor herkenning een zeer nauwe focus heeft, is er een "sweet spot" waar je ogen in moeten zijn. Je moet op die sweet spot zijn lang genoeg om de cheques te passeren. Het systeem heeft geen zin als het niet voldoende gegevens verzamelt om te voorkomen dat de ogen van iemand anders u identificeren, dus dit is gewoon hoe het moet werken.

Het is een goed systeem voor zover biometrische beveiliging gaat, en voor velen is het geweldig. Alleen je ogen zullen werken (negeren de kans dat een spionagentschap foto's van je oogballen heeft) en het is redelijk snel. Je moet gewoon leren het correct te gebruiken - en ja, dat komt meestal doordat je je telefoon onnatuurlijk hoog houdt met je ogen wijd open.

Apple's Face ID

Apple heeft een nieuw terrein betreden als het gaat om biometrische beveiliging op een telefoon. Het was niet zo lang geleden dat je gespecialiseerde verlichting nodig had, meerdere camera's met speciale lenzen en een zeer dure computer voor beeldverwerking voor elk van hen om voldoende vormgegevens te verzamelen voor unieke herkenning. Nu is het gedaan met enkele componenten op de voorkant van de iPhone X, de nieuwe A11-chipset van Apple en een apart systeem om de cijfers te kraken.

Face ID projecteert een intens infraroodlicht om uw gezicht te verlichten. Net als het licht dat wordt gebruikt door de irisscanner van Samsung, is het een golflengte die een mens niet kan zien, maar het is erg "helder". Het is als een schijnwerper - een gelijke hoeveelheid licht over een breed gebied dat je gezicht wast en snel langs de randen van je hoofd zal vallen.

Apple probeert iets heel anders met Face ID en hoe het gegevens over je gezicht verzamelt.

Terwijl uw gezicht wordt verlicht, wordt een matrix van infrarood LED-lasers op uw gezicht geprojecteerd. Deze LED's gebruiken een golflengte van licht die contrasteert met het licht dat wordt gebruikt voor verlichting en duizenden individuele lichtpunten bedekken je gezicht. Terwijl je beweegt (en we kunnen nooit perfect stil zijn) reflecteren de lichtpunten de veranderingen.

Terwijl uw gezicht wordt verlicht met de infraroodlamp en er een lichtmatrix op wordt geprojecteerd, verzamelt een speciale camera beeldgegevens. Elk lichtpunt is gemarkeerd en terwijl je beweegt en ze veranderen, worden die veranderingen ook vastgelegd. Dit staat bekend als dieptebeeldverwerving met behulp van gemoduleerde patroonprojectie. Het is een geweldige manier om gegevens te verzamelen die vorm, randdetectie en diepte laten zien terwijl een object onder elke soort lichtomstandigheden in beweging is. Er kunnen heel veel gegevens worden verzameld en gebruikt om een ​​aparte vorm te tonen die in 3D kan worden nagebouwd.

De gegevens worden vervolgens doorgegeven aan wat Apple de A11 Bionic Neural Engine noemt. Het is een afzonderlijk subsysteem met een eigen processor (en) die de gegevens in realtime analyseert terwijl ze worden verzameld. De gegevens worden gebruikt om uw gezicht opnieuw te maken als een digitaal 3D-masker. Terwijl je gezicht beweegt, beweegt het masker ook. Het is een bijna perfecte nabootsing en Apple doet het uitstekend met zijn nieuwe iMessage-geanimeerde emoji's in iOS 11.

Face ID maakt gebruik van dezelfde technologie als Android-telefoons met Tango.

Voor authenticatiedoeleinden wordt de gegevensset ook gebruikt om een ​​unieke identificatie te berekenen. Net als de irisscanner van Samsung slaat Face ID deze gegevens veilig op en kan deze worden vergeleken met wat de speciale camera ziet terwijl Face ID actief is. Als de gegevensset overeenkomt met wat de camera kan zien, wordt de beveiligingscontrole doorgegeven en een token dat verifieert dat "u echt u" bent, wordt gegeven aan het proces dat erom vraagt.

Hoewel Apple ook een paar concessies doet om ervoor te zorgen dat Face ID snel en gemakkelijk is, zijn er vanuit gebruikersperspectief enkele duidelijke voordelen. Face ID is eigenlijk veiliger omdat je beweegt (er worden meer gegevens geanalyseerd) en er is geen 'sweet spot' omdat al je gezicht wordt gebruikt en de camera een breder gezichtsveld gebruikt. De matrix die op je gezicht wordt geprojecteerd, contrasteert goed met alles op de achtergrond, omdat een gevoel van diepte wordt gebruikt om de vorm van je gezicht te isoleren.

Als bonus kunnen de vormgegevens van uw gezicht in realtime worden gebruikt voor andere doeleinden met behulp van wat Apple het TrueDepth Camera-systeem noemt. We zagen een voorbeeld hiervan met de nieuwe portretmodus voor selfies, de geanimeerde emoji's en Snapchat-maskers. Apple heeft de Bionic Neural Engine zo gebouwd dat het eenvoudige vormgegevens kan delen met software van derden zonder de gegevens bloot te leggen die het gebruikt om een ​​veilig identificerend token te bouwen.

Wat is beter?

We kunnen niet zeggen dat iets echt beter is totdat we het hebben geprobeerd.

Beter is subjectief, vooral omdat we Face ID of de iPhone X in de echte wereld nog niet hebben gebruikt. Voor authenticatiedoeleinden is het belangrijk dat het proces nauwkeurig en snel is. De irisscanner van Samsung kan zowel zo lang zijn als u de telefoon richt, zodat deze de gegevens kan vinden die hij nodig heeft, maar op papier zal Face ID gemakkelijker te gebruiken zijn omdat het niet op een bepaalde plek hoeft te vergrendelen om te werken. En voor velen van ons is geen van beide beter en we geven de voorkeur aan een vingerafdruksensor, die de Galaxy S8 en Note 8 beide nog hebben.

Wat u ook verkiest, er is weinig twijfel dat Apple de concurrentie in dit opzicht heeft overtroffen. Uitgebreide hardware om gegevens over de vorm en functies van uw gezicht te bouwen en te verzamelen, gecombineerd met zijn eigen verwerkingssysteem om het allemaal meer te vergelijken met Tango dan eerdere gezichtsherkenning die we op een telefoon hebben gezien. Ik ben verheugd om te zien dat dit technologieniveau naar mobiele apparaten komt en kan niet wachten om te zien hoe toekomstige producten voortbouwen op wat we van Apple zien.