《信息技術(shù)+生物特征識別呈現(xiàn)攻擊檢測+第1部分：框架gbt+41815.1-2022》詳細(xì)解讀

《信息技術(shù)生物特征識別呈現(xiàn)攻擊檢測第1部分：框架gb/t41815.1-2022》詳細(xì)解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義4縮略語5呈現(xiàn)攻擊的特性描述5.1總則5.2呈現(xiàn)攻擊工具6呈現(xiàn)攻擊檢測方法框架contents目錄6.1呈現(xiàn)攻擊檢測類型6.2質(zhì)詢/響應(yīng)的作用6.3呈現(xiàn)攻擊檢測過程6.4生物特征識別系統(tǒng)架構(gòu)中的呈現(xiàn)攻擊檢測7生物特征識別系統(tǒng)中假冒呈現(xiàn)攻擊的阻止手段參考文獻(xiàn)011范圍生物特征識別系統(tǒng)包括但不限于指紋識別、人臉識別、虹膜識別、聲紋識別等基于生物特征進(jìn)行身份認(rèn)證的技術(shù)系統(tǒng)。呈現(xiàn)攻擊指通過偽造、篡改生物特征信息或利用生物特征識別系統(tǒng)的漏洞進(jìn)行非法訪問、欺詐等行為的總稱。標(biāo)準(zhǔn)化對象評估與測試方法規(guī)定對生物特征識別系統(tǒng)防范呈現(xiàn)攻擊能力的評估和測試方法，包括評估指標(biāo)、測試環(huán)境、測試數(shù)據(jù)等。呈現(xiàn)攻擊類型與特點(diǎn)對生物特征識別系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各類呈現(xiàn)攻擊進(jìn)行定義和描述，分析其特點(diǎn)和危害。檢測與防范技術(shù)要求提出針對各類呈現(xiàn)攻擊的檢測與防范技術(shù)方法和要求，包括但不限于算法設(shè)計(jì)、系統(tǒng)配置、操作流程等。涉及內(nèi)容適用范圍為生物特征識別系統(tǒng)的研發(fā)、集成提供技術(shù)指導(dǎo)和參考，確保系統(tǒng)具備防范呈現(xiàn)攻擊的能力。系統(tǒng)研發(fā)與集成為政府部門、企事業(yè)單位等提供生物特征識別系統(tǒng)安全管理、監(jiān)管的依據(jù)和手段，保障信息安全和公民個人隱私。安全管理與監(jiān)管作為制定和修訂相關(guān)生物特征識別技術(shù)、產(chǎn)品、服務(wù)等標(biāo)準(zhǔn)的參考和依據(jù)，推動行業(yè)健康發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)制定與修訂022規(guī)范性引用文件GB/T2260中華人民共和國行政區(qū)劃代碼，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了中華人民共和國縣級及縣級以上行政區(qū)劃的數(shù)字代碼和字母代碼，用于信息處理和交換。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19001質(zhì)量管理體系要求，該標(biāo)準(zhǔn)提供了質(zhì)量管理體系的要求，供組織需要證實(shí)其具有穩(wěn)定地提供滿足顧客要求和適用法律法規(guī)要求的產(chǎn)品的能力時應(yīng)用。GB/T20271信息安全技術(shù)信息系統(tǒng)通用安全技術(shù)要求，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了信息系統(tǒng)應(yīng)具備的基本安全技術(shù)要求，包括物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、主機(jī)安全、應(yīng)用安全和數(shù)據(jù)安全等方面。GA/TXXXX生物特征識別數(shù)據(jù)質(zhì)量技術(shù)要求（所有部分），該標(biāo)準(zhǔn)（待發(fā)布）規(guī)定了生物特征識別數(shù)據(jù)的質(zhì)量技術(shù)要求，包括數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸和處理等方面的要求，以確保生物特征識別系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC19794-X信息技術(shù)生物特征識別數(shù)據(jù)交換格式（所有部分），該系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了生物特征識別數(shù)據(jù)的交換格式，包括指紋、人臉、虹膜等不同類型的生物特征數(shù)據(jù)，以促進(jìn)不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和交換。ISO/IEC30107-X信息技術(shù)生物特征識別呈現(xiàn)攻擊檢測（所有部分），該系列標(biāo)準(zhǔn)（編制中）旨在定義針對生物特征識別系統(tǒng)的呈現(xiàn)攻擊（如使用假指紋、照片或視頻等欺騙手段）的檢測方法和要求，以提高系統(tǒng)的安全性。國際標(biāo)準(zhǔn)033術(shù)語和定義生物特征識別技術(shù)通過計(jì)算機(jī)與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等高科技手段密切結(jié)合，利用人體固有的生理特性（如指紋、臉像、虹膜等）和行為特征（如筆跡、聲音、步態(tài)等）來進(jìn)行個人身份的鑒定。生物特征數(shù)據(jù)通過生物特征識別技術(shù)采集的，用于身份認(rèn)證的生物特征信息，如指紋圖像、人臉圖像等。生物特征識別呈現(xiàn)攻擊呈現(xiàn)攻擊類型包括但不限于假指紋、假人臉、照片攻擊、視頻攻擊、3D模型攻擊等。呈現(xiàn)攻擊定義在生物特征識別系統(tǒng)中，故意提交偽造的、篡改的或非法獲取的生物特征數(shù)據(jù)，以欺騙系統(tǒng)并獲取非法訪問權(quán)限的行為。利用算法和技術(shù)手段，對生物特征數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，以識別和防范呈現(xiàn)攻擊的行為。呈現(xiàn)攻擊檢測包括但不限于使用多模態(tài)生物特征識別技術(shù)、活體檢測技術(shù)、加密技術(shù)等，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。防護(hù)措施檢測與防護(hù)044縮略語4.1通用縮略語BI生物識別信息，指通過生物特征識別技術(shù)獲取的個人生物特征數(shù)據(jù)。BIAS生物識別認(rèn)證系統(tǒng)，是一種利用生物特征識別技術(shù)進(jìn)行身份認(rèn)證的系統(tǒng)。PAD呈現(xiàn)攻擊檢測，是指在生物特征識別過程中，檢測并防止偽造或欺騙性生物特征樣本的技術(shù)。FAR錯誤接受率，是指在生物特征識別系統(tǒng)中，錯誤地接受非目標(biāo)用戶為目標(biāo)用戶的概率。SPA特定呈現(xiàn)攻擊，是指針對某一特定生物特征識別系統(tǒng)或技術(shù)的呈現(xiàn)攻擊方式。LBP局部二值模式，是一種用于紋理分類的特征提取方法，在人臉識別等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。CNN卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，是一種深度學(xué)習(xí)算法，常用于圖像識別和分類任務(wù)。ROC受試者工作特征曲線，是一種用于評估二分類模型性能的工具。4.2專用縮略語055呈現(xiàn)攻擊的特性描述定義呈現(xiàn)攻擊是指通過偽造或篡改生物特征數(shù)據(jù)，試圖欺騙生物特征識別系統(tǒng)，以達(dá)到非法訪問或操作的目的。特點(diǎn)5.1呈現(xiàn)攻擊的定義呈現(xiàn)攻擊通常具有較高的隱蔽性和欺騙性，不易被系統(tǒng)檢測和識別。0102假冒攻擊攻擊者使用他人的生物特征數(shù)據(jù)試圖通過驗(yàn)證，如使用他人的指紋或面部圖像。偽造攻擊篡改攻擊5.2呈現(xiàn)攻擊的類型攻擊者使用偽造的生物特征數(shù)據(jù)試圖通過驗(yàn)證，如使用硅膠指紋或3D打印的面部模型。攻擊者對真實(shí)的生物特征數(shù)據(jù)進(jìn)行篡改，以試圖欺騙系統(tǒng)，如在真實(shí)的指紋圖像上添加或刪除特征點(diǎn)。VS通過生物特征數(shù)據(jù)的真實(shí)性、完整性和一致性檢測，以及結(jié)合行為分析等技術(shù)手段，來識別并防范呈現(xiàn)攻擊。防范措施采用多模態(tài)生物特征識別技術(shù)、活體檢測技術(shù)、加密技術(shù)等，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性，降低呈現(xiàn)攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。同時，加強(qiáng)用戶教育和管理，提高用戶對生物特征識別技術(shù)的認(rèn)知和使用規(guī)范。識別方法5.3呈現(xiàn)攻擊的識別與防范065.1總則本部分旨在提供一個框架，以指導(dǎo)生物特征識別系統(tǒng)如何檢測和防范呈現(xiàn)攻擊。目的本總則適用于所有使用生物特征識別技術(shù)的系統(tǒng)，包括但不限于指紋、面部、虹膜和聲紋識別等。范圍5.1.1目的和范圍呈現(xiàn)攻擊指通過偽造或篡改生物特征數(shù)據(jù)，試圖欺騙生物特征識別系統(tǒng)的行為。檢測準(zhǔn)確率指系統(tǒng)正確檢測呈現(xiàn)攻擊的能力，通常以真陽性率（TPR）和假陽性率（FPR）來衡量。防范策略指為減少呈現(xiàn)攻擊風(fēng)險(xiǎn)而采取的一系列措施，包括技術(shù)和管理層面。0302015.1.2術(shù)語和定義5.1.3基本原則和要求安全性原則生物特征識別系統(tǒng)應(yīng)具備足夠的安全性，能夠抵御各種已知和未知的呈現(xiàn)攻擊。02040301隱私保護(hù)原則系統(tǒng)在處理生物特征數(shù)據(jù)時，應(yīng)遵循相關(guān)法律法規(guī)，確保用戶隱私安全?？捎眯栽瓌t系統(tǒng)在提高安全性的同時，應(yīng)確保用戶使用的便捷性和舒適性?？蓴U(kuò)展性原則系統(tǒng)應(yīng)具備良好的可擴(kuò)展性，以適應(yīng)未來可能出現(xiàn)的新型呈現(xiàn)攻擊方式。075.2呈現(xiàn)攻擊工具照片類工具使用照片來模擬真人面部特征，試圖欺騙生物特征識別系統(tǒng)。這些照片可能是打印的，也可能是數(shù)字形式的。視頻類工具使用錄制好的視頻來模擬真人動態(tài)面部特征，以期騙過生物特征識別系統(tǒng)。面具類工具特制的3D面具或模型，用于模擬真人面部結(jié)構(gòu)，試圖通過生物特征識別系統(tǒng)的檢測。5.2.1偽造類工具5.2.2變形類工具面部飾物佩戴面部飾物，如眼鏡、帽子等，以改變面部特征，干擾識別系統(tǒng)的判斷?；瘖y技巧通過化妝技巧改變面部特征，試圖讓識別系統(tǒng)無法準(zhǔn)確識別或誤識別。使用紅外光源干擾識別系統(tǒng)的紅外傳感器，使其無法正常工作。紅外干擾通過產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁場干擾識別系統(tǒng)的電子設(shè)備，導(dǎo)致其無法正常工作或產(chǎn)生誤判。電磁干擾5.2.3干擾類工具3D打印技術(shù)利用3D打印技術(shù)制作高精度的面部模型，用于測試和攻擊生物特征識別系統(tǒng)。深度學(xué)習(xí)技術(shù)利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)生成對抗樣本，試圖欺騙和繞過生物特征識別系統(tǒng)的檢測。5.2.4其他工具086呈現(xiàn)攻擊檢測方法框架01數(shù)據(jù)采集收集生物特征樣本，包括正常樣本和攻擊樣本。6.1攻擊檢測流程預(yù)處理對收集到的生物特征樣本進(jìn)行預(yù)處理，如去噪、歸一化等，以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。特征提取從預(yù)處理后的樣本中提取出關(guān)鍵特征，用于后續(xù)的分類和識別。模型訓(xùn)練利用正常樣本和攻擊樣本訓(xùn)練分類器，使其能夠準(zhǔn)確識別出呈現(xiàn)攻擊。攻擊檢測將待檢測的生物特征輸入到訓(xùn)練好的分類器中，判斷其是否為呈現(xiàn)攻擊。020304056.2攻擊檢測性能指標(biāo)分類器正確識別正常樣本和攻擊樣本的比例。準(zhǔn)確率分類器正確識別出攻擊樣本的比例。通過繪制ROC曲線并計(jì)算AUC值，可以進(jìn)一步評估分類器在不同閾值下的性能表現(xiàn)。召回率綜合考慮準(zhǔn)確率和召回率的指標(biāo)，用于評估分類器的整體性能。F1分?jǐn)?shù)01020403ROC曲線和AUC值假冒攻擊通過偽造或盜用他人的生物特征信息進(jìn)行攻擊，如使用假指紋、假人臉等。這類攻擊通常具有較高的隱蔽性，但一旦被發(fā)現(xiàn)，可以很容易地被識別出來。注入攻擊在生物特征采集設(shè)備或傳輸過程中注入惡意數(shù)據(jù)，以干擾或欺騙系統(tǒng)。這類攻擊需要對系統(tǒng)有一定的了解，并且需要具備一定的技術(shù)手段才能實(shí)現(xiàn)。變形攻擊通過對生物特征進(jìn)行一定的變形或處理，以使其能夠通過系統(tǒng)的驗(yàn)證。例如，通過改變聲音的音調(diào)或節(jié)奏來欺騙語音識別系統(tǒng)。這類攻擊通常需要針對特定的系統(tǒng)或算法進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且需要具備一定的專業(yè)知識和技能。6.3常見呈現(xiàn)攻擊類型及特點(diǎn)協(xié)同攻擊多個攻擊者協(xié)同作戰(zhàn)，共同對目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行攻擊。這類攻擊通常具有較高的組織性和復(fù)雜性，需要攻擊者之間進(jìn)行密切的協(xié)作和配合才能實(shí)現(xiàn)。6.3常見呈現(xiàn)攻擊類型及特點(diǎn)6.4防御策略與建議加強(qiáng)數(shù)據(jù)采集和存儲的安全性：采用加密、訪問控制等手段保護(hù)生物特征數(shù)據(jù)的安全性和隱私性，防止數(shù)據(jù)被泄露或?yàn)E用。提高預(yù)處理和特征提取的準(zhǔn)確性：優(yōu)化預(yù)處理算法和特征提取方法，以提高數(shù)據(jù)的可用性和分類器的性能表現(xiàn)。采用多種分類器進(jìn)行融合：結(jié)合多個分類器的輸出結(jié)果進(jìn)行綜合判斷，以提高攻擊檢測的準(zhǔn)確性和魯棒性。同時，定期對分類器進(jìn)行更新和優(yōu)化，以適應(yīng)不斷變化的攻擊手段和環(huán)境需求。建立完善的監(jiān)控和應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制：實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和異常行為，及時發(fā)現(xiàn)并應(yīng)對潛在的呈現(xiàn)攻擊威脅。同時，建立完善的應(yīng)急響應(yīng)流程和預(yù)案，確保在發(fā)生安全事件時能夠迅速響應(yīng)并有效處置。096.1呈現(xiàn)攻擊檢測類型01假冒攻擊定義指攻擊者使用仿造或復(fù)制的生物特征信息進(jìn)行身份驗(yàn)證的嘗試。6.1.1假冒攻擊檢測02檢測方式通過比對提交的生物特征信息與預(yù)先存儲的模板之間的差異，識別出假冒攻擊。03防范措施采用多模態(tài)生物特征識別技術(shù)，結(jié)合多種生物特征信息進(jìn)行身份驗(yàn)證，提高安全性。指攻擊者使用照片中的生物特征信息進(jìn)行身份驗(yàn)證的嘗試。照片攻擊定義利用圖像處理技術(shù)分析提交的生物特征信息是否為照片，如檢測圖像中的摩爾紋、光線反射等特征。檢測方式采用活體檢測技術(shù)，要求用戶在身份驗(yàn)證過程中進(jìn)行特定動作或表情，以確保提交的是真實(shí)的生物特征信息。防范措施6.1.2照片攻擊檢測檢測方式通過分析視頻流中的連續(xù)性、幀率等特征，判斷提交的生物特征信息是否為視頻。防范措施結(jié)合挑戰(zhàn)響應(yīng)機(jī)制，要求用戶在身份驗(yàn)證過程中響應(yīng)隨機(jī)生成的挑戰(zhàn)，如讀出隨機(jī)數(shù)字或做出特定手勢。視頻攻擊定義指攻擊者使用視頻中的生物特征信息進(jìn)行身份驗(yàn)證的嘗試。6.1.3視頻攻擊檢測硅膠面具攻擊定義指攻擊者使用硅膠制作的面具進(jìn)行身份驗(yàn)證的嘗試。檢測方式利用3D攝像頭或紅外傳感器等設(shè)備，檢測提交的生物特征信息的三維結(jié)構(gòu)和表面材質(zhì)。防范措施采用多光譜成像技術(shù)，結(jié)合不同光譜下的圖像特征進(jìn)行身份驗(yàn)證，提高對硅膠面具等偽造手段的識別能力。6.1.4硅膠面具攻擊檢測106.2質(zhì)詢/響應(yīng)的作用防止偽造和篡改通過質(zhì)詢/響應(yīng)機(jī)制，系統(tǒng)可以驗(yàn)證生物特征信息的真實(shí)性和完整性，防止偽造和篡改，從而提高系統(tǒng)的安全性。01提高安全性防止重放攻擊質(zhì)詢/響應(yīng)機(jī)制可以防止攻擊者通過錄制和重放生物特征信息來欺騙系統(tǒng)，因?yàn)槊看钨|(zhì)詢都是隨機(jī)的，攻擊者無法提前預(yù)知并準(zhǔn)備響應(yīng)。02減少誤拒率通過質(zhì)詢/響應(yīng)機(jī)制，系統(tǒng)可以在多次驗(yàn)證中逐漸學(xué)習(xí)并優(yōu)化模型，從而減少誤拒率，提高用戶體驗(yàn)?？焖夙憫?yīng)質(zhì)詢/響應(yīng)機(jī)制通常設(shè)計(jì)為輕量級協(xié)議，可以在短時間內(nèi)完成驗(yàn)證過程，避免用戶長時間等待。增強(qiáng)用戶體驗(yàn)避免生物特征信息泄露質(zhì)詢/響應(yīng)機(jī)制中，用戶的原始生物特征信息不需要直接存儲在系統(tǒng)中，從而避免了用戶生物特征信息的泄露風(fēng)險(xiǎn)。匿名性保護(hù)在某些實(shí)現(xiàn)中，質(zhì)詢/響應(yīng)機(jī)制還可以提供匿名性保護(hù)，使得用戶的身份不會被泄露給未經(jīng)授權(quán)的第三方。保護(hù)用戶隱私116.3呈現(xiàn)攻擊檢測過程在生物特征識別過程中，對可能存在的偽造或欺騙行為進(jìn)行自動檢測。呈現(xiàn)攻擊檢測結(jié)合多種生物特征進(jìn)行識別，提高準(zhǔn)確性和可靠性。多模態(tài)融合技術(shù)通過分析生物特征數(shù)據(jù)，如人臉、指紋、虹膜等，來驗(yàn)證個人身份?；谏锾卣髯R別技術(shù)6.3.1檢測原理01040205036.3.2檢測流程數(shù)據(jù)采集預(yù)處理特征提取從預(yù)處理后的數(shù)據(jù)中提取出關(guān)鍵特征，用于后續(xù)的比對和識別。呈現(xiàn)攻擊檢測利用算法和模型對提取的特征進(jìn)行分析，判斷是否存在偽造或欺騙行為。結(jié)果輸出根據(jù)檢測結(jié)果，輸出相應(yīng)的提示信息或進(jìn)行后續(xù)處理。對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、去噪、增強(qiáng)等操作，以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。收集生物特征數(shù)據(jù)，如人臉圖像、指紋信息等。030201深度學(xué)習(xí)技術(shù)利用深度學(xué)習(xí)模型對生物特征數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，提高檢測的準(zhǔn)確性和效率?；铙w檢測技術(shù)通過判斷生物特征是否來自真實(shí)的活體，來防止使用照片、視頻等偽造手段進(jìn)行攻擊。多模態(tài)融合算法將多種生物特征進(jìn)行融合處理，提高識別的準(zhǔn)確性和可靠性。6.3.3關(guān)鍵技術(shù)身份驗(yàn)證在金融、政府、企業(yè)等領(lǐng)域進(jìn)行身份驗(yàn)證時，防止偽造和欺騙行為。6.3.4應(yīng)用場景安全監(jiān)控在公共安全領(lǐng)域，對重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行人員身份驗(yàn)證和監(jiān)控，確保安全。智能門禁在住宅小區(qū)、寫字樓等場所，利用生物特征識別技術(shù)進(jìn)行門禁控制和管理。126.4生物特征識別系統(tǒng)架構(gòu)中的呈現(xiàn)攻擊檢測提高系統(tǒng)安全性通過檢測并阻止偽造或假冒的生物特征數(shù)據(jù)，可以顯著提高系統(tǒng)的安全性。保護(hù)個人隱私通過阻止非法獲取的個人生物特征數(shù)據(jù)被用于非法目的，從而保護(hù)個人隱私。防止欺詐行為呈現(xiàn)攻擊檢測可以有效識別并防止利用偽造生物特征進(jìn)行的欺詐行為。呈現(xiàn)攻擊檢測的重要性活體檢測通過判斷生物特征是否來自真實(shí)的活體，而非照片、視頻或模型等偽造手段。多模態(tài)融合結(jié)合多種生物特征進(jìn)行識別，提高識別的準(zhǔn)確性和可靠性。質(zhì)量評估對生物特征數(shù)據(jù)的質(zhì)量進(jìn)行評估，以識別低質(zhì)量或偽造的數(shù)據(jù)。呈現(xiàn)攻擊檢測的技術(shù)手段位于數(shù)據(jù)采集層之后在數(shù)據(jù)采集完成后，立即進(jìn)行呈現(xiàn)攻擊檢測，以確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性。與特征提取和匹配模塊交互檢測完成后，將真實(shí)有效的數(shù)據(jù)傳遞給特征提取和匹配模塊進(jìn)行后續(xù)處理。呈現(xiàn)攻擊檢測在系統(tǒng)架構(gòu)中的位置呈現(xiàn)攻擊檢測的挑戰(zhàn)與未來發(fā)展挑戰(zhàn)不斷提高的偽造技術(shù)、不同生物特征類型的檢測難度差異等。未來發(fā)展研究更先進(jìn)的檢測技術(shù)、建立更完善的生物特征數(shù)據(jù)庫、推動相關(guān)法律法規(guī)的制定和完善等。137生物特征識別系統(tǒng)中假冒呈現(xiàn)攻擊的阻止手段利用兩種或多種生物特征進(jìn)行身份認(rèn)證，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。定義不同生物特征之間具有互補(bǔ)性，可以提高識別準(zhǔn)確率，降低假冒