(高清版)GBT 37036.8-2022 信息技術(shù) 移動設(shè)備生物特征識別 第8部分：呈現(xiàn)攻擊檢測

信息技術(shù)移動設(shè)備生物特征識別第8部分：呈現(xiàn)攻擊檢測IGB/T37036.8—2022前言 l2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 14縮略語 15PAD流程 25.1PAD系統(tǒng)通用框架 25.2PAD技術(shù)架構(gòu) 26PAD系統(tǒng)檢測技術(shù)要求 36.1PAD的實現(xiàn)方式概述 36.2PAD本地檢測模式 36.3PAD遠程檢測模式 46.4PAD本地遠程混合檢測模式 46.5PAD功能要求 57PAD測試報告及評估 67.1總體要求 67.2攻擊者類型 67.3PAD的評估類型 67.4PAD機制的評估對象 67.5業(yè)務(wù)流程相關(guān)性 7附錄A(資料性)移動設(shè)備上的呈現(xiàn)攻擊 8附錄B(資料性)PAD分類和模式 參考文獻 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T37036《信息技術(shù)移動設(shè)備生物特征識別》的第8部分。GB/T37036已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第1部分：通用要求；——第2部分：指紋；——第3部分：人臉；——第4部分：虹膜；——第7部分：多模態(tài)；——第8部分：呈現(xiàn)攻擊檢測。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由全國信息技術(shù)標準化技術(shù)委員會(SAC/TC28)提出并歸口。本文件起草單位：支付寶(中國)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司、中國電子技術(shù)標準化研究院華東分院、人力資源和社會保障部信息中心、廈門市熠成信息技術(shù)有限公司、新大陸數(shù)字技術(shù)股份有限公司、北京曠視科技有限公司、螞蟻科技集團股份有限公司、中國電子技術(shù)標準化研究院、浙江省標準化研究院、北京中科虹霸科技有限公司、北京曙光易通技術(shù)有限公司、北京得意音通技術(shù)有限責(zé)任公司、北京眼神智能科技有限公司、聯(lián)想中天科技有限公司、上海商湯智能科技有限公司、小米科技有限責(zé)任公司、華為終端有限公司、廣東九聯(lián)科技股份有限公司、北京尊冠科技有限公司、西安凱虹電子科技有限公司、北京郵電大學(xué)、北京奇虎科技有限公司、建信金融科技有限責(zé)任公司、武漢虹識技術(shù)有限公司、浙江大學(xué)、惠州學(xué)院、北京萬里紅科技有限公司、天復(fù)(東莞)標準技術(shù)有限公司、深圳市銘圖創(chuàng)新科技有限公司、國網(wǎng)區(qū)塊鏈科技(北京)有限公司、紫光同芯微電子有限公司、廣東中科臻恒信息技術(shù)有限公司。GB/T37036《信息技術(shù)移動設(shè)備生物特征識別》擬由9個部分構(gòu)成?！?部分：通用要求。目的在于確立移動設(shè)備生物特征識別的技術(shù)架構(gòu)、通用流程和票求?！?部分：指紋。目的在于確立移動設(shè)備在指紋生物識別方面的流程和要求。——第3部分：人臉。目的在于確立移動設(shè)備在人臉生物識別方面的流程和要求?！?部分：虹膜。目的在于確立移動設(shè)備在虹膜生物識別方面的流程和要求?！?部分：聲紋。目的在于確立移動設(shè)備在聲紋生物識別方面的流程和要求。——第6部分：指靜脈。目的在于確立移動設(shè)備在指靜脈生物識別方面的流程和要求?！?部分：多模態(tài)。目的在于確立移動設(shè)備在多模態(tài)生物識別方面的流程和要求?！?部分：呈現(xiàn)攻擊檢測。目的在于規(guī)定移動設(shè)備呈現(xiàn)攻擊檢測要求?！?部分：測試方法。目的在于描述移動設(shè)備不同類型生物特征識別的功能和性能測試方法。隨著移動設(shè)備生物特征識別技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的逐步成熟，針對移動設(shè)備指紋、人臉、虹膜、聲紋、指靜脈、多模態(tài)等模態(tài)的呈現(xiàn)攻擊的顧慮也隨之增加，呈現(xiàn)攻擊檢測的重要性進一步凸顯，標準化需求越來越強烈，有必要制定相關(guān)標準，保障移動設(shè)備生物特征識別行業(yè)健康、良性、有序發(fā)展。本文件給出移動設(shè)備呈現(xiàn)攻擊檢測技術(shù)要求。1信息技術(shù)移動設(shè)備生物特征識別第8部分：呈現(xiàn)攻擊檢測1范圍本文件確定了移動設(shè)備的生物特征識別呈現(xiàn)攻擊檢測的流程，提出了呈現(xiàn)攻擊系統(tǒng)檢測技術(shù)要求，給出了移動設(shè)備呈現(xiàn)攻擊檢測評價的測試和報告要求。本文件適用于在移動設(shè)備上生物特征識別呈現(xiàn)攻擊檢測的設(shè)計、應(yīng)用、評估等活動。2規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。以干擾生物特征識別系統(tǒng)的操作為目的，針對生物特征數(shù)據(jù)采集模塊的一種攻擊行為。呈現(xiàn)攻擊檢測presentationattackdetection對呈現(xiàn)攻擊的自動檢測。生物特征識別假冒者biometricimposter執(zhí)行生物特征假冒攻擊的、具有破壞性的生物特征采集主體。生物特征識別掩飾者biometricconcealer執(zhí)行生物特征掩飾攻擊的生物特征采集主體。注：生物特征識別掩飾者一般為生物特征主體本人。呈現(xiàn)攻擊工具presentationattackinstrument呈現(xiàn)攻擊中使用的偽造的生物特征或?qū)ο蟆?縮略語下述縮略語適用于本文件。IUT:待測對象(ItemUnderTest)PAD:呈現(xiàn)攻擊檢測(PresentationAttackDetection)2PAI:呈現(xiàn)攻擊工具(PresentationAttackInstrument)5PAD流程5.1PAD系統(tǒng)通用框架移動設(shè)備生物特征識別PAD系統(tǒng)通用框架如圖1所示，主要由PAD數(shù)據(jù)采集模塊、PAD數(shù)據(jù)處理模塊、PAD存儲模塊、PAD決策模塊組成。攻擊者發(fā)起呈現(xiàn)攻擊(見附錄A),PAD數(shù)據(jù)采集模塊對呈現(xiàn)的樣本進行采集，然后由PAD數(shù)據(jù)處理模塊進行樣本數(shù)據(jù)處理，處理后的數(shù)據(jù)由PAD決策模塊根據(jù)PAD存儲模塊的準則進行決策，輸出PAD結(jié)果。PAD數(shù)據(jù)處理模塊實現(xiàn)PAD數(shù)據(jù)處理等功能。PAD存儲模塊存儲PAD的判斷準則，PAD決策模塊根據(jù)同PAD準則輸出呈現(xiàn)攻擊判斷結(jié)果，該結(jié)果可能是離散的結(jié)果(例如：是呈現(xiàn)攻擊、不是呈現(xiàn)攻擊),也可能是評估分數(shù)。PAD系統(tǒng)通過訪問移動設(shè)備中的PAD數(shù)據(jù)采集裝置對呈現(xiàn)樣本進行采集。PAD系統(tǒng)PAD存儲模塊呈現(xiàn)攻擊判斷結(jié)果PA)決策模塊PAD呈現(xiàn)攻擊判斷結(jié)果PA)決策模塊PAD數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)處理模塊圖1移動設(shè)備PAD系統(tǒng)通用框架通常情況下，移動設(shè)備的生物特征識別應(yīng)用調(diào)用PAD功能模塊檢測呈現(xiàn)攻擊。PAD包括如下步驟：a)在移動設(shè)備上啟動生物特征識別系統(tǒng)；b)生物特征識別系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)策略，調(diào)用并啟動PAD;c)移動設(shè)備上的PAD數(shù)據(jù)采集模塊采集呈現(xiàn)樣本，計算得出呈現(xiàn)攻擊的置信度；d)將得出的置信度，按照存儲模塊中的判定準則進行判定；e)根據(jù)結(jié)果進行決策，并將PAD的結(jié)果輸出，返回給生物特征識別系統(tǒng)；f)結(jié)束PAD過程；g)完成PAD報告。5.2PAD技術(shù)架構(gòu)移動設(shè)備生物特征識別PAD的技術(shù)架構(gòu)見圖2。技術(shù)架構(gòu)由移動設(shè)備側(cè)和服務(wù)器側(cè)兩部分組成，PAD數(shù)據(jù)采集裝置以及生物特征采集裝置通常在移動設(shè)備側(cè)，通過PAD數(shù)據(jù)采集裝置檢測呈現(xiàn)。而PAD的部分模塊，如PAD數(shù)據(jù)處理模塊、PAD存儲模塊、PAD決策模塊，可位于移動設(shè)備側(cè)或服務(wù)一般PAD流程為，攻擊樣本在移動設(shè)備側(cè)呈現(xiàn)，移動設(shè)備側(cè)PAD數(shù)據(jù)采集裝置采集相關(guān)數(shù)據(jù)，然后移動設(shè)備側(cè)或者服務(wù)器端進行PAD數(shù)據(jù)處理、PAD決策，并將決策結(jié)果反饋給對應(yīng)的生物特征識移動設(shè)備生物特征識別PAD的分類和模式見附錄B。3呈現(xiàn)呈現(xiàn)移動設(shè)備側(cè)移動設(shè)備側(cè)生物特征識別PAD決策PAD存儲PAD數(shù)據(jù)處理PAD數(shù)據(jù)處理采集裝置PAD數(shù)據(jù)采集裝置生物特征識別服務(wù)器側(cè)PAD存儲PAl)決策該模塊可位于移動設(shè)備側(cè)和/或服務(wù)器側(cè)；移動設(shè)備側(cè)需具備該模塊；相關(guān)功能可在移動設(shè)備側(cè)和/或服務(wù)器側(cè)實現(xiàn)。注：生物特征采集裝置和PAD數(shù)據(jù)采集裝置可能是同一裝置，也可能是不同的兩個裝置。圖2移動設(shè)備生物特征識別PAD技術(shù)架構(gòu)6PAD系統(tǒng)檢測技術(shù)要求6.1PAD的實現(xiàn)方式概述移動設(shè)備PAD主要包括本地檢測、遠程檢測、本地遠程混合檢測三種實現(xiàn)方式。6.2PAD本地檢測模式PAD本地檢測模式見圖3。在本地檢測模式中，PAD數(shù)據(jù)采集模塊、PAD數(shù)據(jù)處理模塊和PAD決策模塊均在移動設(shè)備中實現(xiàn)，通過移動設(shè)備得到PAD結(jié)果。4移動設(shè)備側(cè)服務(wù)器側(cè)移動設(shè)備側(cè)生物特征識別生物特征識別系統(tǒng)圖3PAD本地檢測模式6.3PAD遠程檢測模式遠程檢測模式見圖4,PAD數(shù)據(jù)采集模塊位于移動設(shè)備，通過調(diào)用移動設(shè)備中存在的PAD數(shù)據(jù)采集裝置(如攝像頭、指紋采集器等)采集呈現(xiàn)攻擊樣本?？稍谝苿釉O(shè)備或者服務(wù)器實現(xiàn)PAD數(shù)據(jù)處理模塊，對呈現(xiàn)攻擊樣本進行處理，在服務(wù)器進行PAD準則存儲和PAD決策。PADPAD存儲PAD決策結(jié)果PAD存儲模塊PAI)決策模塊結(jié)果l服務(wù)器側(cè)處理模塊生物特征識別PAI數(shù)據(jù)處理模塊PAI)數(shù)據(jù)采集模塊[采集模塊FAD數(shù)據(jù)處理模塊移動設(shè)備側(cè)呈現(xiàn)呈現(xiàn)移動設(shè)備側(cè)或者移動設(shè)備側(cè)或者圖4PAD遠程檢測模式6.4PAD本地遠程混合檢測模式本地遠程混合檢測模式見圖5,移動設(shè)備側(cè)和服務(wù)器側(cè)分別進行獨立的PAD數(shù)據(jù)處理和PAD決策，形成雙重檢測結(jié)果，由系統(tǒng)策略綜合得出最終的PAD結(jié)果?；旌蠙z測模式中，最終的PAD決策通常在服務(wù)器側(cè)完成。5數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)交換遠程結(jié)果PAD存儲模系統(tǒng)采集模塊PAD數(shù)據(jù)模塊1移動設(shè)備側(cè)本地結(jié)果服務(wù)器側(cè)原始數(shù)據(jù)呈現(xiàn)功能模塊：移動設(shè)備側(cè)或者圖5PAD本地遠程混合檢測模式6.5PAD功能要求基本功能要求如下(但不限于):a)支持不同人群、不同年齡的用戶場景下的PAD;b)支持多模態(tài)或多因子生物特征識別場景下的PAD;c)支持對PAD性能指標的設(shè)定。PAD管理功能要求如下(但不限于):a)應(yīng)具備異常情況處理能力，包括但不限于PAD采集失敗、檢測失敗后的處理機制；b)宜具備日志管理功能，記錄檢測到的呈現(xiàn)攻擊(記錄信息如發(fā)生的時間、時長、被攻擊的設(shè)備信息、呈現(xiàn)攻擊配置參數(shù)等)。PAD數(shù)據(jù)采集模塊的要求如下(但不限于):a)應(yīng)采集用于PAD的用戶生物特征數(shù)據(jù)和/或場景數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)化為適合PAD處理的數(shù)據(jù)格式；b)應(yīng)具備異常情況判定及處理能力。PAD數(shù)據(jù)處理模塊的要求如下(但不限于):a)應(yīng)能從PAD數(shù)據(jù)中提取相應(yīng)特征，用于后續(xù)的呈現(xiàn)攻擊判斷；b)應(yīng)能將提取出的特征傳輸?shù)絇AD決策模塊；c)應(yīng)具備異常情況判定及處理能力。6PAD準則存儲模塊應(yīng)具備存儲PAD的判斷準則，具體要求如下(但不限于):a)在生物特征識別的注冊過程中，宜提升PAD系統(tǒng)的檢測能力，包括但不限于提高質(zhì)量要求、要求多次重復(fù)呈現(xiàn)、調(diào)整準則和模型等；b)應(yīng)具備異常情況判定及處理能力。檢測出攻擊時應(yīng)具備相應(yīng)的反饋處理機制，防止PAD造成損失。7PAD測試報告及評估7.1總體要求相較于通用的PAD測試和報告，移動設(shè)備上的生物特征識別PAD在不同環(huán)節(jié)有不同的要求。針對移動設(shè)備PAD要求如下：a)移動設(shè)備產(chǎn)品的開發(fā)周期較短，因此PAD測試消耗的時間和資源需要在合理可控的范圍內(nèi)；b)多種型號的移動設(shè)備可能會集成使用同一套PAD模組，因此一個測試往往應(yīng)用于多種移動設(shè)備；c)移動設(shè)備PAD中應(yīng)是全系統(tǒng)(包括PAD全部流程)的測試。7.2攻擊者類型通用PAD的評估及測試報告中，要求明確攻擊者的類型，包括：a)生物特征識別假冒者；b)生物特征識別掩飾者。注：移動設(shè)備PAD的評估及測試報告中，攻擊者一般為生物特征識別假冒者。7.3PAD的評估類型通用PAD的評估及測試報告中，應(yīng)明確PAD的評估類型，包括：a)通用的評估；b)針對特定應(yīng)用的評估；c)針對特定產(chǎn)品的評估。7.3.2移動設(shè)備PAD機制的評估移動設(shè)備PAD的評估及測試報告中，應(yīng)明確PAD的評估類型，包括：a)針對特定應(yīng)用的評估；b)針對特定產(chǎn)品的評估。7.4PAD機制的評估對象通用PAD的評估及測試報告中，應(yīng)在IUT描述信息中包括：a)配置信息；7b)設(shè)置信息；c)評估者所能了解到的采用的PAD相關(guān)的信息。移動設(shè)備PAD的評估及測試報告中，應(yīng)在IUT描述信息中包括：a)配置信息；b)設(shè)置信息；c)移動設(shè)備型號、操作系統(tǒng)、操作系統(tǒng)版本；e)交互方式，如左手食指觸摸等；f)評估者所能了解到的采用的PAD機制相關(guān)的信息。7.4.3防范攻擊類型通用PAD機制的評估及測試報告中，測試應(yīng)覆蓋代表性的PAI,并使用代表性的善意樣本。移動設(shè)備的PAD機制的評估及測試報告中，測試覆蓋的呈現(xiàn)攻擊類型由評估者自行決定。7.4.4防范攻擊值守情況通用PAD機制的評估及測試報告中，應(yīng)描述呈現(xiàn)攻擊應(yīng)用的值守情況。移動設(shè)備的PAD機制的評估及測試報告中，呈現(xiàn)攻擊應(yīng)用于無人值守場景。7.5業(yè)務(wù)流程相關(guān)性移動設(shè)備PAD機制的評估及測試報告中，宜考慮以下業(yè)務(wù)流程：a)注冊；b)驗證；c)辨識。8(資料性)移動設(shè)備上的呈現(xiàn)攻擊A.1呈現(xiàn)攻擊流程移動設(shè)備呈現(xiàn)攻擊者一般屬于生物特征識別假冒者，且是以特定對象為目標的生物特征識別假冒者。移動設(shè)備呈現(xiàn)攻擊一般完成：a)構(gòu)建特定攻擊對象的生物特征及PAI;b)通過PAD;c)通過生物特征識別質(zhì)量判斷；d)通過生物特征提??；e)通過生物特征比對，被系統(tǒng)識別為目標攻擊對象。A.2PAI分類移動設(shè)備PAI見圖A.1,是呈現(xiàn)攻擊手段的核心。應(yīng)用于移動設(shè)備生物特征識別的PAI一般為假移動設(shè)備移動設(shè)備PAI活體檢測針對的范圍假休攻擊假體非活人體被算改人體被脅迫人體其他復(fù)制假體合成假體殘體無生命體征肢體A.3呈現(xiàn)攻擊手段A.3.1呈現(xiàn)攻擊手段劃分維度呈現(xiàn)攻擊手段多種多樣，進行劃分和特征描述的維度包括：a)不同制備要素，包括目標生物特征的獲取、制作難度、攻擊使用方法、成本等；A.3.2PAI制備要素制備要素反映了PAI的攻擊潛能。根據(jù)PAI的生命周期，分為PAI的設(shè)計階段、制備階段、使用階段三個部分。如圖A.2所示。9解剖學(xué)的解剖學(xué)的被動的基于主體的生理的主動的基于場景的呈現(xiàn)攻擊檢測圖A.2PAI制備要素注：制作材料與制作工具，描述了獲取制造假體攻擊工具的材料，以及制備攻擊工具的難度；耗時是制作者完成假體攻擊工具整個制作過程所消耗的時間；成本覆蓋購置材料、生產(chǎn)成本、購置設(shè)備成本以及所有其他開銷。在PAI的設(shè)計階段，應(yīng)找出有效攻擊PAD系統(tǒng)的方法，定義可行的流程，展示其可行性和實際可用性。本階段制備要素所涉及的模型因子包括：專業(yè)技能、所需知識、耗時。專業(yè)技能指要求PAI設(shè)計者所具有的技能。在PAI的制備階段，應(yīng)真正制造出一個PAI,并且完成所有可能需要的準備工作，直到該PAI可以攻擊PAD系統(tǒng)。本階段制備要素所涉及的模型因子包括：專業(yè)技能與制造技能、源特征的獲取、制作在PAI的使用階段，對PAD子系統(tǒng)發(fā)起攻擊。本階段制備要素所涉及的模型因子包括：使用技a)使用技能指攻擊者正確使用PAI發(fā)起攻擊所需要的培訓(xùn)和技術(shù)；b)使用環(huán)境指攻擊執(zhí)行的環(huán)境條件，例如有人值守；c)工具指用PAI執(zhí)行向活體檢測系統(tǒng)攻擊時所使用的工具，如計算機、相機、移動通信終端等；d)調(diào)試指對PAD子系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)上的調(diào)整，以及生物特征識別假冒者的攻擊嘗試是否受到限制。由于移動設(shè)備的呈現(xiàn)攻擊者是生物特征識別假冒者，因此應(yīng)針對特定對象獲取源特征。源特征的獲取指擬模仿的真實生物特征的獲取，與不同的生物特征識別模態(tài)緊密相關(guān)，并且依賴于技術(shù)的演進。移動設(shè)備中典型的源特征來源如表A.1所示。表A.1PAI源特征的獲取目標特征的獲取方式描述典型例子基于假體復(fù)制假體目標主動配合，直接采集在目標對象的主觀配合下，直接從目標對象采集生物特征直接制作指模目標無意識，間接采集間接采集到目標無意識遺留下的生物特征杯子上留下的指紋媒體翻錄，間接采集直接翻錄媒體上記錄的目標對象的生物特征照片，視頻合成假體再生成根據(jù)模板中的信息，合成PAI指紋合成基于人體殘體從真人活體中獲取手指殘體無生命體征肢體直接使用無生命體征肢體無生命體征人的手指A.3.3攻擊強度攻擊強度一般由以下因素決定：b)PAI仿真度，如對人造手指模型的汗腺模擬逼真程度；c)PAI持久性，即PAI保持有效性的時間。持久性差的PAI,在使用一次或多次后，攻擊效果明d)PAI一致性，即不同批次制作的假體攻擊工具，攻擊效果是否一致；e)PAI依賴性，包括對特定目標的依賴性，以及對特定系統(tǒng)的依賴性。如果PAI僅能適用于某個特定對象，比如只在模仿某固定人的時候才奏效，則依賴性強。(資料性)PAD分類和模式B.1檢測分類PAD的目標是自動化地準確檢測出呈現(xiàn)攻擊，防止對生物特征識別系統(tǒng)造成威脅和干擾。PAD機制可以通過采集、分析不同的特征來實現(xiàn)，即依賴于不同的