0 引言

隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的再度崛起與深度學(xué)習(xí)技術(shù)迅猛發(fā)展，人臉識(shí)別的準(zhǔn)確率和性能不斷提升，人臉識(shí)別技術(shù)在各領(lǐng)域得以快速發(fā)展，在行政、公共安全、交通、商業(yè)等各領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。然而，人臉識(shí)別技術(shù)在提升便捷性的同時(shí)，也遭到了濫用，個(gè)人隱私安全問(wèn)題迫在眉睫。

在近年中一些調(diào)研中，文獻(xiàn)[1]發(fā)現(xiàn)包括人臉信息在內(nèi)的生物特征信息泄露問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。2019年8月，生物識(shí)別平臺(tái)BioStar2泄露超過(guò)2 780萬(wàn)條記錄，數(shù)據(jù)量達(dá)23 GB，其中包括指紋、人臉識(shí)別和用戶圖片、未加密的用戶名和口令及員工數(shù)據(jù)等。2021年3月科勒衛(wèi)浴、寶馬等企業(yè)在主體不知情情況下，對(duì)人臉信息捕捉、記錄，并對(duì)該信息進(jìn)行行為分析，導(dǎo)致個(gè)人行蹤泄露。同時(shí)根據(jù)《南方都市報(bào)》個(gè)人信息保護(hù)研究中心人工智能倫理課題組和軟件專項(xiàng)治理工作組發(fā)布的《人臉識(shí)別應(yīng)用公眾調(diào)研報(bào)告(2020)》[2]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前人臉識(shí)別技術(shù)普及率高，但仍存在強(qiáng)制使用等問(wèn)題，六成受訪者認(rèn)為人臉識(shí)別技術(shù)有被濫用的趨勢(shì)。此外，針對(duì)目前幾類(lèi)較有爭(zhēng)議的人臉識(shí)別應(yīng)用場(chǎng)景，受訪者最不能接受的是商城使用人臉識(shí)別收集顧客的行為數(shù)據(jù)。在各大商場(chǎng)、酒店、旅游景點(diǎn)等具有爭(zhēng)議的公共場(chǎng)合，人臉信息過(guò)度采集與非法存儲(chǔ)行為屢見(jiàn)不鮮，甚至在很多安全級(jí)別低且不必要的場(chǎng)景中強(qiáng)制要求人臉認(rèn)證。其次，用戶對(duì)于人臉識(shí)別認(rèn)證的態(tài)度也日趨保守與抵觸。根據(jù)具《南方都市報(bào)》發(fā)布的《人臉識(shí)別應(yīng)用場(chǎng)景合規(guī)報(bào)告(2021)》[2]顯示，在感受人臉識(shí)別便捷性的同時(shí)，大眾對(duì)人臉識(shí)別的安全性保持擔(dān)憂。

針對(duì)人臉識(shí)別的安全性問(wèn)題已經(jīng)有相關(guān)研究，目前的系統(tǒng)中通常使用更精準(zhǔn)的人臉識(shí)別手段過(guò)濾不安全的人臉，從而保護(hù)系統(tǒng)的安全性。常用的手段是三維結(jié)構(gòu)光識(shí)別[3]，該技術(shù)將編碼的光柵或線光源等投射到被測(cè)物上，根據(jù)它們產(chǎn)生的畸變來(lái)解調(diào)出被測(cè)物的三維信息。但所有的技術(shù)只是關(guān)注系統(tǒng)的安全性，忽略了人臉隱私安全問(wèn)題，所有的人臉識(shí)別技術(shù)離不開(kāi)數(shù)字化特征值的提取[2]，提取的人臉特征具有唯一性、不可撤銷(xiāo)性，一旦遭到攻擊、篡改或泄露，則意味著終生泄露，用戶隱私安全正面臨巨大威脅。

針對(duì)以上的問(wèn)題，本文從人臉識(shí)別中使用的人臉數(shù)據(jù)出發(fā)，對(duì)提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行合適的加密和處理，從底層解決了人臉隱私泄露的問(wèn)題。進(jìn)行了全面的背景調(diào)研、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能實(shí)現(xiàn)以及系統(tǒng)測(cè)試。系統(tǒng)主要分為前端與后端兩個(gè)部分。后端主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)的部署與搭建、接口設(shè)計(jì)以及模型訓(xùn)練。前端開(kāi)發(fā)了軟件端與網(wǎng)頁(yè)端。系統(tǒng)具有封閉安全、輕量高效、準(zhǔn)確率高、公開(kāi)透明的特點(diǎn)，同時(shí)還具可拓展性和移植性，幾乎可以適用于人臉識(shí)別的各種場(chǎng)合。不僅適用于高級(jí)機(jī)密的安全場(chǎng)所，更能從普羅大眾所接觸到日常生活中的各個(gè)場(chǎng)景解決人臉隱私泄露的問(wèn)題，可以代替大部分場(chǎng)景下的人臉識(shí)別系統(tǒng)。

系統(tǒng)在普通版本的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了大量其他的應(yīng)用場(chǎng)景模擬系統(tǒng)。主要針對(duì)設(shè)備解鎖、上班打卡、微信取紙等具體的多種應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在不同場(chǎng)景下，簽名與密鑰的形式便捷多樣，如NFC卡、手機(jī)序列號(hào)、手機(jī)號(hào)碼等，能夠滿足用戶在多種場(chǎng)景下的需求，有效防范人臉信息的非法盜取與濫用。最后在系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了上述提出的想法。系統(tǒng)是開(kāi)源的，開(kāi)源網(wǎng)址為：https：//github.com/qzkinhit/MAE-Based-Face-Privacy-Protection-and-Authentication-System。

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作者信息：

錢(qián)澤凱1，童彥澎2，劉紹輝1，王雨桐1，王詩(shī)語(yǔ)3

(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150006；

2.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 軟件學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150006；

3.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 建筑學(xué)院，黑龍江 哈爾濱150006)

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