2020-01-24
【安全成疑】人臉辨識好用嗎？演算法存種族偏見又易欺騙，手掌辨識更可靠
歐盟有意立法禁止在公共場所使用人臉辨識技術，甚至連Google母公司Alphabet執行長皮查伊（Sundar Pichai）也公開表態支持，引起外界極大迴響。近年廣泛應用於手機解鎖、機場過關，甚至金融服務的人臉辨識，究竟出了甚麼問題呢？
路透社報道指，歐盟正在考慮禁止在公共場所使用人臉辨識，禁令期限將會是3至5年；在此期間內，歐盟擬開發一套全面的研究機制，評估人臉辨識對社會帶來的衝擊，並制定可行的風險管理應對措施，以加強保護歐洲民眾的私隱權；用於安保或研究的人臉辨識系統，則可獲豁免。但在作出最終決定前，歐盟委員會將尋求外界看法，預計歐盟數碼及反壟斷專員維斯塔格（Margrethe Vestager）於2020年2月正式發表相關提案。
事實上，立法禁用人臉辨識絕非甚麼新鮮事，美國有4個城市早已對此實施禁制令。2019年5月，三藩市市議會通過了《Stop Secret Surveillance Ordinance》法案，嚴禁警察及其他政府機關在公共場所使用人臉識別進行監控。2019年6月，麻省薩默維爾市議會，全票通過不准使用人臉辨識系統的法案。2019年7月，奧克蘭市立法禁止警察與市政府部門取得或利用人臉辨識技術。2019年10月，加州柏克萊市通過一項新法例，禁止市政府所有部門採用人臉辨識技術。
為甚麼歐美國家開始對人臉辨識敬而遠之呢？美國國家標準暨技術研究所（National Institute of Standards and Technology，NIST）全面分析了189種人臉辨識演算法，證實人臉識別系統對不同種族的識別存有極大誤差。
NIST研究團隊使用了1,827萬張由美國國務院、國土安全部、聯邦調查局提供的人像照片，對受測演算法進行測試。結果發現，在一對一配對中，亞洲人、非裔美國人與少數族裔人士的誤判率，高於白人10至100倍，當中尤以印第安人的誤判情況最嚴重，很容易將兩個不同的人誤認為同一個人。在一對多配對上，非裔美國女性的誤判率亦特別高，人臉辨識演算無法從數據庫中找出正確的目標人物。NIST敦促相關開發者應針對誤判情況進行研究，以消除演算法潛在的種族偏見。
由此可見，人臉辨識系統的準確度仍有待改善，因此現存部分用途的合理性，確實叫人存疑。譬如說，人臉辨識只用作手機解鎖，就算因誤判而失敗，通常試了第二次、第三次就能成功。但採用人臉識別於出入境過關或安保檢查，卻有機會因誤判而造成無辜民眾被拒入境，甚或被捕入獄。
令人意想不到的是，建基於人臉識別的身份驗證系統，原來是很容易瞞騙的！美國加州一家名叫Kneron的人工智能科企，利用由日本面具公司特製的3D面具，成功欺騙支付寶和微信支付的人臉辨識機制，完成支付購物。不過，Kneron指出，此3D面具的製作成本與難度俱高，所以這種詐騙方式不太容易普及。
Kneron表示，為了解人臉辨識技術的局限性，故使用3D面具考驗支付寶和微信支付的人臉辨識功能，最終成功瞞騙系統。惟各位iPhone用戶請放心，Kneron稱同一款3D面具無法騙過Face ID功能。（圖片來源：KNERON公司）
日本一家專業的3D面具製造商Real-f表示，這種高像真度3D面具的製作費用高達30萬日圓（約2.1萬港元），製作過程亦相當複雜：要先對複製對象的臉孔作多角度拍攝，再在電腦上進行立體圖像合成，然後利用樹脂材料製作面具，整個過程需時約兩個星期。
日本3D面具製造商Real-f表示，製作一個3D面具的收費為30萬日圓（約2.1萬港元）；如要另製一個副本，額外費用為6萬日圓（約4,300港元）。（圖片來源：Real-f官網）
現時全球各地積極引入人臉辨識作身份驗證機制，以提升營運效率，Kneron的實驗結果卻證實，此技術的可靠性未必有預想般高；如被不法分子騙過識別系統，小則有機會令民眾被詐騙錢財，大則有可能會引發恐怖襲擊，難免令人心存疑慮。
正因為人臉辨識問題多多，所以亞馬遜（Amazon）遂另闢蹊徑，研發手掌辨識（Palm Recognition）技術。2018 年，亞馬遜開設了無人商店「Amazon Go」，強調「拿了就走」，無需排隊結帳。不過，消費者首次進店，要先下載專屬APP，再登入Amazon帳戶，然後要掃描QR Code。亞馬遜認為，這樣的購物流程仍是不夠理想，如果顧客可以連手機都不用拿出來，在門店前揮一揮手就可進入，離店前再揮一揮手即可完成結帳，才是更理想的購物體驗。
亞馬遜本身也擁有人臉辨識系統「Amazon Rekognition」，但仍積極開發手掌辨識技術。（圖片來源：Amazon官網）
2019年12月，美國專利及商標局（US Patent and Trademark Office）公布了亞馬遜手掌辨識技術的專利文件。根據文件所述，用戶只要將信用卡與手掌數據綁定，在結帳時只要向着掃描器揮一下手，0.3 秒內便可完成支付。據悉，亞馬遜於一年前已展開內部測試，在辦公室的自動販賣機加裝手掌辨識系統，讓員工可以刷手買汽水、薯片等小食。
相比起人臉辨識，手掌辨識不但沒有潛在的種族偏見問題，亦不容易被3D製模技術所欺騙。手掌辨識掃描器會拍攝手掌的表面特徵（如褶皺、紋路）與皮下脈絡（如靜脈血管結構），以供識別系統進行驗證。即使有人製作出一對仿如真手的3D手套，也只能翻模做出一模一樣的手掌紋路，但卻無法複製出皮下的靜脈血管來瞞騙系統。
根據專利文件所示，亞馬遜早於2018年6月便已提出手掌辨識技術的專利申請，及至2019年12月，始獲美國專利及商標局批出專利權。（圖片來源：美國專利及商標局官網）
當用戶在手掌辨識掃描器前揮一下手，掃描器內的紅外線鏡頭便會拍攝2張相片：第一張顯示手掌表面的褶皺與紋路，第二張則記錄手掌內部的靜脈血管結構。（圖片來源：美國專利及商標局官網）
除此以外，手掌辨識對民眾的私隱侵犯亦相對較少。大家只要把雙手插入外衣口袋，或是戴上手套，便不用怕被認出身份和記錄個人資料。這樣總勝過在人臉辨識鏡頭下，被無差別地進行臉孔配對和身份驗證。
現時人臉辨識能辨到的，理論上手掌辨識也統統辦得到，所以大家無謂再糾纏於對人臉辨識的爭議，索性擁抱更先進的手掌辨識技術——科技問題還是用科技方法來解決吧！
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