業界推出最新AI工具Fawkes,幫你保護照片隱私數據
貝爽 / 何渝婷編譯
2020-08-06 13:25

社交媒體平台正在洩露你的個人隱私。

一張自拍照就能夠辨識出姓名、聯繫方式、家庭住址,這對於臉部辨識技術來說,可能已經不是什麼難事。換句話說,只要能夠獲取到照片數據,臉部辨識技術就能輕鬆獲取個人敏感資訊。

如今,我們在社交媒體上的大量曝光,獲取這些照片數據也變得很容易。此前,美國臉部辨識公司便創建了一個約有30億張圖像的超大容量人臉數據庫,而這些數據均從Facebook、Venmo、YouTube等社交媒體平台抓取而來。

無處不在的臉部辨識技術和未經授權的數據獲取,已經對個人隱私造成了嚴重威脅。面對這些威脅,芝加哥大學Sand Lab團隊,提出了一種新的解決思路:或許我們可以為照片添加一層「隱身衣」!

臉部辨識的剋星Fawkes

Fawkes,已經讓曠視、微軟、亞馬遜等公司的臉部辨識算法失靈。

來自芝加哥的調查團隊稱。Fawkes的正是為照片添加防辨識「隱身衣」的AI軟體,經檢測,它已經在最先進的臉部辨識技術中取得了百分百的勝利。

我們先來看一組圖片。

相信你很難看出兩組照片有任何差別。事實上,後者已經過了Fawkes處理,並能夠屏蔽任何臉部辨識算法。

研究人員介紹,Fawkes軟體對人臉圖像進行了像素級的細微更改,肉眼幾乎無法察覺到。而任何掃描這些圖像的算法都會將這些「高度失真」的圖片視為完全不同的人。

而且,Fawks的處理速度很快,單個圖像僅需要幾分鐘。

如此說來,經過Fawks快速處理的圖像,可以在不改變原貌的基礎上,隨意分享在各大社交媒體平台,而不用擔心照片被相關公司隨意抓取或用於非法途徑。

據瞭解,Fawkes的命名取自Guy Fawkes Mask。該面具形象是英國插圖畫家David Lloyd,以16世紀英國陰謀家Guy Fawkes的臉為原型而創造。最早出現在漫畫《V怪客》中。研究人員以此表示,通過AI技術巧妙地,不可察覺地更改照片以欺騙臉部辨識系統。

研究團隊表示,他們希望Fawkes能夠被廣泛部署和使用,以降低個人隱私洩露的風險。因此,Fawkes已經完全對外開放,任何人都可以下載和使用,Windows和Macs系統均可以支持。據統計,這款軟體已經被下載超過100,000次。

Fawkes「隱身衣」的實現過程

目前Fawkes軟體已經升級到V0.3版本。V0.3更新了目標選擇算法,比此前的V0.1、V0.2相比,可顯著降低偽裝後攝動偽像的可能性。目前,關於它的技術論文已經對外開放。據瞭解,該論文將在8月12日至14日舉行的USENIX安全研討會上正式發表。

論文中表明,在此項研究取得了以下幾個關鍵的發現。

•以肉眼無法察覺的擾動,對圖像的特徵空間表示進行更改。

•不管追蹤器(Tracker)如何訓練其模型,圖像偽裝都可為用戶辨識提供95%以上的保護。

•結果使用Microsoft(Azure Face API),Amazon(Rekognition)和Face ++的最新臉部辨識進行檢測,Fawkes模型可以100%成功。

對於以上的研究發現,論文中也給出了明確的說明。我們可以看到,整個系統分為用戶圖像和模型驗證兩個階段。

前者是基於Fawkes算法,來生成用戶圖像的偽裝版本,後者是通過追蹤器(Tracker),從網路資源中檢索偽裝的圖像,並使用它們來訓練未經授權的臉部辨識模型。最終可以發現模型輸出的圖像與原始圖像並不相同。

其中,Fawkes算法整個系統的關鍵。在這裡,研究人員利用特徵提取器Φ和目標圖像T,對原始圖像進行偽裝處理,這些目標圖像T均來自可公開獲得的數據集(均大於500K)。

為了確保偽裝圖像在視覺上與原始圖像基本相似,研究人員採用DSSIM來衡量二者的差異,實驗結果表示,DSSIM均小於0.007。(DSSIM是衡量用戶感知圖像失真程度的方法)。

此外,研究人員認為,通過提高用戶特徵提取器的魯棒性(Robustness)來實現可移植性。這一目標需要通過對抗訓練來完成。該訓練採用擾動數據訓練模型,可以使輸入的目標圖像不那麼敏感。具體來說,對於每個特徵提取器,使用PGD攻擊(一種廣泛用於對抗訓練的方法)來生成對抗示例,然後將更新後的特徵提取器,用於在PubFig和FaceScrub數據集上生成用戶偽裝圖像。

結果表明,每個健壯的特徵提取器都會產生隱身衣(Cloaks),而且這些隱身衣幾乎可以完美地轉移到追蹤器的模型中。可以看到,追蹤器使用其他特徵提取器時,其隱身衣的保護成功率均大於 95%。

最後為驗證圖像實際的偽裝效果,研究人員將經過Fawkes處理過的圖像洩露給了基於雲端平台的臉部辨識系統,包括Microsoft Azure Face ,Amazon Rekognition 和Face ++ 。 

這些是臉部辨識系統是全球最領先技術,被廣泛用於美國和亞洲的企業、警察、私人實體以及政府。結果來看,Fawkes對圖像的保護率達到了100%。

本文為雷鋒網授權刊登,原文標題為「給照片穿上「隱身衣」,最強人臉識別算法也失靈!業界推出最新AI工具Fawkes,幫你保護照片隱私數據