圖片來(lái)自“Pixabay”

不久之前，機(jī)器之心報(bào)道了亞馬遜正在測(cè)試「人手支付」技術(shù)的新聞。近日，海外媒體曝光了亞馬遜刷手支付技術(shù)專利，不久的將來(lái)亞馬遜將開(kāi)始推廣這項(xiàng)技術(shù)的使用。

使用生物信息進(jìn)行身份驗(yàn)證是這幾年來(lái)已逐漸成熟的技術(shù)應(yīng)用了。但是，其中一些技術(shù)，如我們所熟知的人臉識(shí)別，由于對(duì)個(gè)人隱私可能造成的影響而受到質(zhì)疑。電商巨頭亞馬遜在這一領(lǐng)域進(jìn)行了投入，希望能夠推廣一種對(duì)隱私「侵害更小」的技術(shù)。

而人手，似乎是不錯(cuò)的選擇。

在身份驗(yàn)證中，如果一個(gè)人要證明自己是自己這個(gè)人，他必須提供自己獨(dú)一無(wú)二的信息。像人類的指紋、虹膜一樣，人類的手部信息也是獨(dú)特的。這些信息包括：手掌紋(類似指紋)以及內(nèi)部的血管排列情況。

亞馬遜就看重了這一點(diǎn)，在他們的技術(shù)中，被識(shí)別者不需要像指紋識(shí)別那樣把手按在某個(gè)面板上。在需要驗(yàn)證的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)使用紅外線拍攝兩張手部照片，一張是手掌表面的照片，另一張則是更深的照片，用于捕捉血管等手掌內(nèi)部的信息。然后，系統(tǒng)使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)和深度(depth)幾何技術(shù)，包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，進(jìn)行信息的處理。

而使用兩張照片的好處在于：能夠掃描到手掌內(nèi)較難造假的血管信息等，避免有人偽造手掌紋騙過(guò)系統(tǒng)。

目前，這項(xiàng)技術(shù)已申請(qǐng)專利，亞馬遜正在測(cè)試和推廣。

專利細(xì)節(jié)

在今年早些時(shí)候的報(bào)道中，亞馬遜正在將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在旗下全食超市的支付場(chǎng)景中。目前，該技術(shù)已申請(qǐng)了專利。從文檔來(lái)看，亞馬遜是在 2018 年 6 月份申請(qǐng)的。

根據(jù)描述，這是一個(gè)能夠進(jìn)行手掌信息識(shí)別的系統(tǒng)。被識(shí)別者的手掌照片會(huì)被分割為更小的照片，并使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行處理，提取特征向量。在驗(yàn)證時(shí)，將過(guò)去該用戶的手掌特征向量和掃描到的特征向量進(jìn)行比較，從而確定被驗(yàn)證者是否是同一位客戶。

在實(shí)際的應(yīng)用中，消費(fèi)者可以將自己的信用卡和手部信息綁定。在結(jié)賬的時(shí)候，只需要通過(guò)一個(gè)系統(tǒng)就可以完成從信用卡扣款的操作，甚至不需要攜帶手機(jī)。

以下為專利文件中描述這一系統(tǒng)的示意圖。下圖 1 展示了某位被識(shí)別者錄入手掌的狀態(tài)。當(dāng)需要進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，被識(shí)別對(duì)象需要通過(guò)一個(gè)閘機(jī)(類似于地鐵站的那種)。他/她需要將手經(jīng)過(guò)掃描裝置，掃描裝置會(huì)抓拍兩張照片，并傳回系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。

圖 1：識(shí)別手掌的整體流程。

下圖 2 則展示了掃描裝置具體怎樣抓拍手掌照片的示意圖。這一掃描裝置類似于超市掃描商品條形碼的機(jī)器，通過(guò)紅外線和照相機(jī)捕捉圖像，上下兩圖分別為兩種技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案。

圖 2：手掌掃描裝置的示意圖。

下圖 3 則展示了對(duì)手掌圖像進(jìn)行處理的過(guò)程，當(dāng)信息被傳回系統(tǒng)后，圖像會(huì)被分割為多個(gè)小圖像。

圖 3：分別對(duì)手掌表面和手掌深層圖像進(jìn)行分割的示意圖。

據(jù)先前報(bào)道，該系統(tǒng)的識(shí)別錯(cuò)誤率在百萬(wàn)分之一以內(nèi)，而亞馬遜的工程師正努力將其提高到一億分之一以內(nèi)。該技術(shù)的響應(yīng)速度也非?？欤胀ǖ你y行卡交易需要 3 到 4 秒，但亞馬遜的這一系統(tǒng)只需要 0.3 秒，大大加快了結(jié)賬速度。

在專利文件中，亞馬遜這樣描述該技術(shù)：「這項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)精確且快速的用戶認(rèn)證，并使用在多個(gè)場(chǎng)景之中。例如，進(jìn)入一些場(chǎng)所、辦公室、交通設(shè)施及其他需要基于用戶身份進(jìn)行控制的地點(diǎn)?！?/p>

除了介紹了手掌支付系統(tǒng)外，亞馬遜也介紹了如何在門(mén)店中使用無(wú)線傳感技術(shù)檢測(cè)用戶將商品放入購(gòu)物車，以及將商品帶出商店時(shí)，在不需要收銀員的情況下進(jìn)行結(jié)算，最終從用戶賬戶中無(wú)縫扣款的方法。

圖 4：檢測(cè)商品從貨架移到購(gòu)物車，以及將購(gòu)物車移動(dòng)到掃描區(qū)域進(jìn)行結(jié)算，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)縫扣款的流程圖。

根據(jù)亞馬遜的說(shuō)法，這種驗(yàn)證技術(shù)可以推廣到很多需要身份識(shí)別的場(chǎng)景。如果這項(xiàng)技術(shù)能夠大規(guī)模應(yīng)用，我們見(jiàn)到的可能不止是門(mén)店之類的了，甚至在地鐵站、辦公室打卡等場(chǎng)景中都會(huì)使用。

人臉識(shí)別的潛在隱患

使用手而非人臉進(jìn)行識(shí)別和支付，無(wú)疑和面部識(shí)別遇到的問(wèn)題有關(guān)。

首先，很多消費(fèi)者并不喜歡人臉識(shí)別。不論是隱私問(wèn)題，還是觀感上，人臉識(shí)別都受到了一定的阻礙。

而隨著人臉技術(shù)的普及，關(guān)于禁用這一技術(shù)的呼聲也越來(lái)越高，部分地區(qū)甚至已采取了實(shí)際行動(dòng)來(lái)禁用人臉識(shí)別。今年 5 月份，舊金山城市監(jiān)督委員會(huì)通過(guò)了一項(xiàng)法令，禁止政府機(jī)構(gòu)購(gòu)買和使用人臉識(shí)別技術(shù)。這一事件也標(biāo)志著，舊金山成為全球首個(gè)禁用人臉識(shí)別的城市。

2019 年 7 月，美國(guó)馬薩諸塞州薩默維爾市議會(huì)也通過(guò)投票禁止在公共場(chǎng)所使用人臉識(shí)別軟件。新政策生效后，當(dāng)?shù)鼐胶透魇姓块T(mén)均不得在公共場(chǎng)所使用人臉識(shí)別技術(shù)，從而成為繼舊金山后全美第二個(gè)禁用人臉識(shí)別的城市。

而不久之前，發(fā)表在《Nature》上的一篇文章更是直接指出：在適當(dāng)?shù)谋Ｕ洗胧┥е埃覀冃枰獣和Ｊ褂蒙镒R(shí)別技術(shù)來(lái)識(shí)別個(gè)體。

作者指出，人臉識(shí)別存在種族歧視等問(wèn)題，還有可能被海關(guān)用來(lái)定位和驅(qū)逐非法移民。

劍橋麻省理工學(xué)院的 Joy Buolamwini 研究員和紐約市微軟研究院的 Timnit Gebru 表示，一些最先進(jìn)的人臉識(shí)別軟件有 35%的時(shí)間未能準(zhǔn)確識(shí)別黑皮膚女性，而白人的錯(cuò)誤率僅為 1%。

在人臉識(shí)別遭受種種質(zhì)疑和禁止的情況下，如果使用手部信息，上述問(wèn)題就有可能被避免。

更重要的是，即使是面部識(shí)別也可能被攻破。華為莫斯科研究院使用過(guò)對(duì)抗樣本貼紙擾亂 FaceID，AI 公司 Kneron(耐能)利用 3D 面具攻破刷臉支付和火車站的人臉識(shí)別閘機(jī)。還有一位浙江嘉興小學(xué)生僅用手中的照片就騙過(guò)了豐巢快遞柜的人臉識(shí)別系統(tǒng)。而使用手掌表面+內(nèi)部血管、骨骼等更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)信息，這無(wú)疑會(huì)極大地增加偽造者的成本。