Nhận diện khuôn mặt hoạt động qua ba bước: phát hiện có khuôn mặt trong ảnh, đo các đặc trưng của khuôn mặt và chuyển chúng thành một dãy số (vector), rồi so dãy số này với dãy số đã lưu để quyết định có phải cùng một người hay không. Hệ thống không lưu và so từng tấm ảnh như mắt người nhìn, mà so khoảng cách giữa các vector: càng gần thì càng có khả năng là cùng một người.
Độ an toàn khác nhau rất nhiều tuỳ phần cứng. Điện thoại chỉ dùng camera trước thông thường (2D) có thể bị đánh lừa bằng ảnh chụp hoặc video ở một số mẫu rẻ, nên nhà sản xuất thường không cho dùng loại này để thanh toán. Điện thoại có cảm biến chiều sâu 3D chiếu hàng nghìn điểm hồng ngoại lên mặt để dựng bản đồ độ sâu, khó lừa hơn nhiều. Bài này giải thích từng bước, các nguồn sai số và cách bảo vệ dữ liệu khuôn mặt của bạn.
Ba bước của một hệ thống nhận diện khuôn mặt
Dù là mở khoá điện thoại, cổng soát vé hay camera chấm công, quy trình cốt lõi đều giống nhau:
- Phát hiện khuôn mặt. Phần mềm quét ảnh để tìm vùng có khuôn mặt và khoanh một khung quanh đó. Đây là việc camera điện thoại vẫn làm khi bạn chụp ảnh và thấy ô vuông bám theo mặt. Phát hiện chỉ trả lời "có mặt người ở đây", chưa biết là ai.
- Căn chỉnh. Hệ thống tìm các điểm mốc như hai khoé mắt, chóp mũi, khoé miệng, rồi xoay và co giãn khuôn mặt về tư thế chuẩn, nhìn thẳng, cùng kích thước. Bước này giúp so sánh công bằng giữa ảnh chụp nghiêng và ảnh chụp thẳng.
- Trích đặc trưng thành vector. Một mạng nơ-ron đã được huấn luyện trên rất nhiều khuôn mặt biến ảnh đã căn chỉnh thành một dãy vài trăm con số. Các con số này không tương ứng trực tiếp với "khoảng cách hai mắt" hay "độ cao gò má" như cách ta hình dung, mà là các đặc trưng trừu tượng do mạng tự học, với tính chất: ảnh của cùng một người cho ra các vector gần nhau, của hai người khác nhau thì xa nhau.
- So khớp. Vector mới được so với vector đã lưu. Nếu khoảng cách nhỏ hơn một ngưỡng, hệ thống kết luận khớp. Ngưỡng chặt thì ít nhận nhầm người lạ nhưng hay từ chối chính chủ; ngưỡng lỏng thì ngược lại.
Cần phân biệt hai kiểu dùng. Xác minh 1:1 trả lời câu "người này có đúng là chủ máy không", như mở khoá điện thoại hay xác thực ngân hàng. Nhận dạng 1:N trả lời câu "người này là ai trong danh sách N người", như camera chấm công hay hệ thống an ninh. Nhận dạng 1:N khó hơn và dễ nhầm hơn khi danh sách càng dài.
Mở khoá bằng camera 2D và cảm biến 3D khác nhau thế nào
Cùng gọi là "mở khoá bằng khuôn mặt" nhưng phần cứng bên dưới quyết định mức an toàn. Tên tính năng trong phần Cài đặt khác nhau theo hãng và phiên bản.
| Tiêu chí | Camera 2D thông thường | Cảm biến chiều sâu 3D |
|---|---|---|
| Phần cứng | Chỉ dùng camera trước để chụp ảnh | Máy chiếu điểm hồng ngoại, camera hồng ngoại, đèn chiếu sáng hồng ngoại |
| Thông tin thu được | Ảnh phẳng, màu sắc | Bản đồ độ sâu của khuôn mặt và ảnh hồng ngoại |
| Hoạt động trong tối | Kém, cần ánh sáng hoặc màn hình sáng lên rọi vào mặt | Tốt, vì tự phát ánh sáng hồng ngoại |
| Bị ảnh chụp lừa | Một số mẫu rẻ có thể bị, dù nhiều máy đã thêm phát hiện người thật bằng phần mềm | Khó, vì ảnh phẳng không có độ sâu |
| Dùng để thanh toán | Thường không được ứng dụng ngân hàng, ví điện tử chấp nhận làm xác thực mạnh | Thường được chấp nhận |
| Giá thành | Gần như không tốn thêm | Tốn linh kiện và chỗ trên mặt trước |
Cách kiểm tra máy bạn thuộc loại nào: xem trong phần cài đặt bảo mật có dòng cảnh báo kiểu "kém an toàn hơn mật khẩu, có thể bị mở bằng ảnh hoặc người giống bạn" hay không. Nếu có, máy đang dùng 2D; nên giữ mã PIN dài hoặc vân tay cho ứng dụng tài chính.
Vì sao nhận diện khuôn mặt có lúc sai
Ánh sáng. Ngược sáng, ánh đèn vàng gắt, bóng đổ nửa mặt làm camera 2D mất chi tiết. Cảm biến 3D ít bị ảnh hưởng hơn nhưng nắng trưa gay gắt ngoài trời có thể lấn át ánh sáng hồng ngoại.
Che một phần khuôn mặt. Khẩu trang che mũi miệng, tức gần nửa số đặc trưng. Một số điện thoại có tuỳ chọn mở khoá khi đeo khẩu trang bằng cách tập trung vào vùng mắt, đổi lại độ an toàn giảm; kính râm chặn hồng ngoại cũng gây lỗi.
Góc nghiêng và khoảng cách. Camera an ninh gắn trên cao nhìn từ trên xuống, người đi nhanh, ảnh mờ, mặt nhỏ chỉ vài chục điểm ảnh làm độ chính xác giảm mạnh so với điện thoại cầm sát mặt.
Thay đổi theo thời gian. Để râu, tăng giảm cân, trang điểm đậm, sau phẫu thuật. Điện thoại thường tự cập nhật dữ liệu khuôn mặt mỗi khi bạn mở khoá thành công bằng mã PIN ngay sau một lần nhận diện thất bại.
Người giống nhau. Anh chị em ruột, đặc biệt sinh đôi cùng trứng, có thể mở khoá máy của nhau. Đây là giới hạn đã được chính các nhà sản xuất nêu trong tài liệu bảo mật.
Thiên lệch dữ liệu. Các nghiên cứu đánh giá độc lập từng ghi nhận nhiều thuật toán có tỷ lệ lỗi khác nhau giữa các nhóm tuổi, giới và màu da, do dữ liệu huấn luyện không cân bằng. Thuật toán tốt đã giảm khoảng cách này, nhưng đây là lý do không nên để máy quyết định một mình trong việc hệ trọng.
Chống giả mạo: hệ thống phân biệt mặt thật với ảnh, video, mặt nạ thế nào
Kỹ thuật phát hiện người thật (liveness detection) nhằm chặn các kiểu tấn công như giơ ảnh in, phát video trên màn hình khác, đeo mặt nạ silicon. Có hai hướng. Hướng chủ động yêu cầu người dùng làm gì đó: chớp mắt, quay đầu sang trái phải, nhìn theo chấm sáng. Bạn đã gặp điều này khi làm xác thực khuôn mặt trên ứng dụng ngân hàng. Hướng thụ động phân tích một khung hình hoặc chuỗi ngắn để tìm dấu hiệu bất thường: viền màn hình, vân moiré khi chụp lại màn hình, da không có kết cấu tự nhiên, độ sâu phẳng.
Cảm biến 3D có lợi thế tự nhiên ở đây vì ảnh và màn hình đều phẳng. Một số hệ thống còn kiểm tra cách da phản xạ ánh sáng hồng ngoại, khác với giấy hay nhựa. Tuy vậy, kẻ gian đang dùng deepfake để tạo video khuôn mặt giả đưa thẳng vào luồng camera, nên các bên cung cấp giải pháp phải liên tục cập nhật. Điểm yếu thường nằm ở thói quen người dùng hơn là thuật toán: đừng làm xác thực khuôn mặt theo yêu cầu của người lạ qua cuộc gọi video, và đừng gửi video quay mặt mình cho ai tự xưng là nhân viên ngân hàng hay cơ quan chức năng.
Dữ liệu sinh trắc học khuôn mặt cần được bảo vệ ra sao
Mật khẩu lộ thì đổi được, khuôn mặt thì không. Vì vậy dữ liệu khuôn mặt thuộc nhóm dữ liệu cá nhân nhạy cảm theo quy định về bảo vệ dữ liệu cá nhân của Việt Nam; quy định có thể được cập nhật, hãy xem văn bản chính thức khi cần. Vài điều nên biết và nên làm:
- Trên điện thoại, dữ liệu khuôn mặt dùng để mở khoá thường được mã hoá và giữ trong vùng bảo mật của chip, không gửi lên máy chủ và không được ứng dụng khác đọc. Ứng dụng ngân hàng chỉ nhận kết quả "khớp" hoặc "không khớp".
- Xác thực sinh trắc học khi chuyển tiền: theo quy định của Ngân hàng Nhà nước áp dụng với cá nhân từ 1/7/2024, giao dịch chuyển tiền trực tuyến trên 10 triệu đồng một lần hoặc tổng trên 20 triệu đồng một ngày phải xác thực bằng khuôn mặt, đối chiếu với dữ liệu sinh trắc học trong chip của thẻ căn cước. Yêu cầu này sau đó được đưa vào thông tư về an toàn dịch vụ ngân hàng trực tuyến và mở rộng dần sang hộ kinh doanh, doanh nghiệp. Ngưỡng và đối tượng có thể thay đổi, hãy kiểm thông báo của ngân hàng bạn dùng.
- Khi một nơi đề nghị chụp mặt để chấm công, vào cổng toà nhà, check-in, bạn có quyền hỏi dữ liệu được lưu ở đâu, bao lâu, ai được xem, và có cách khác thay thế không.
- Cẩn thận với ứng dụng biến đổi khuôn mặt, ghép mặt vào video, đoán tuổi vui vẻ: đọc chính sách quyền riêng tư trước khi tải ảnh mặt rõ nét lên.
- Không gửi ảnh chụp căn cước kèm ảnh selfie cầm căn cước qua mạng xã hội hay tin nhắn cho người lạ; bộ đôi này đủ để kẻ gian thử mở tài khoản mạo danh.
- Với trẻ em, hạn chế đăng ảnh mặt rõ nét ở chế độ công khai.
Câu hỏi thường gặp
Mở khoá bằng khuôn mặt hay vân tay an toàn hơn?
Với cảm biến 3D, mở khoá bằng khuôn mặt có độ an toàn tương đương hoặc cao hơn vân tay theo công bố của các nhà sản xuất. Với camera 2D, vân tay thường an toàn hơn. Dù dùng gì, mã PIN hoặc mật khẩu dài vẫn là lớp bảo vệ gốc và nên đặt đủ mạnh.
Người khác cầm điện thoại giơ lên mặt mình lúc ngủ có mở được không?
Nhiều điện thoại có tuỳ chọn yêu cầu mắt mở và nhìn vào màn hình mới mở khoá, nên khi bạn nhắm mắt sẽ không mở. Hãy kiểm tra trong cài đặt khuôn mặt xem tuỳ chọn này đã bật chưa; tên mục khác nhau theo hãng.
Ảnh khuôn mặt có bị gửi lên mạng khi mở khoá điện thoại không?
Với cơ chế mở khoá có sẵn trên điện thoại của các hãng lớn, dữ liệu khuôn mặt được xử lý và lưu ngay trên máy, không gửi lên máy chủ. Riêng ứng dụng bên thứ ba yêu cầu chụp mặt thì khác, cần đọc chính sách của ứng dụng đó.
Thay đổi kiểu tóc, đeo kính có phải đăng ký lại khuôn mặt không?
Thường không cần. Hệ thống tập trung vào vùng mắt, mũi, miệng và tự cập nhật dần. Nếu đeo kính mới mà mở hay lỗi, có thể thêm một diện mạo thay thế trong cài đặt khuôn mặt hoặc đăng ký lại.
Camera nhận diện khuôn mặt ngoài đường có biết tên mình không?
Camera chỉ biết bạn là ai nếu hệ thống phía sau có cơ sở dữ liệu chứa khuôn mặt và danh tính của bạn để so khớp. Phần lớn camera an ninh thông thường chỉ ghi hình. Việc thu thập và dùng dữ liệu khuôn mặt phải tuân thủ quy định về bảo vệ dữ liệu cá nhân.
Xác thực khuôn mặt ngân hàng báo lỗi liên tục phải làm sao?
Đứng nơi đủ sáng, không ngược sáng, bỏ kính và khẩu trang, giữ điện thoại ngang tầm mắt và làm đúng hướng dẫn chớp mắt hay quay đầu. Nếu vẫn lỗi, có thể dữ liệu căn cước chưa đồng bộ; liên hệ ngân hàng qua kênh chính thức hoặc ra quầy giao dịch.
