被中国银行拒绝登陆，三星“指纹门”是偶然事件还是必然事件，生物识别真的安全吗？

来源 ：cnbeta、知乎、科技观潮、腾讯安全联合实验室

10月22日，中国银行手机APP近日推送通知《关于临时关闭三星部分手机型号手机银行指纹服务的公告》。公告称，三星公司承认了其GalaxyS10和Galaxy Note 10两款手机和Tab S6平板指纹识别存在漏洞。为保障用户登录安全，中国银行手机银行APP已暂时关闭该型号手机的指纹登录功能。其他品牌型号手机、平板指纹登录不受影响。

针对中国银行的这份通知， 三星Galaxy S10的“指纹门”在国外引发了轩然大波，三星在今年的Galaxy S10及Note 10系列手机上使用了高通三代超声波屏幕指纹识别技术，相比光学屏幕指纹识别更有技术优势，这本来是Galaxy S10及Note 10系列手机的一大亮点，但是现在出现了一个安全漏洞。

更让人惊讶的是这次的指纹识别安全漏洞实在是太简单了，使用硅胶保护壳之后指纹识别就乱了，没有在本机注册的指纹也能解锁手机，这样就毫无安全性可言了。

对安全性要求较高的金融机构首先采取了安全措施，近日，据外媒报道，两家英国银行NatWest和Nationwide Building Society已经率先对三星Galaxy S10用户下架了自家APP，直到三星解决安全问题为止。

根据三星官方的最新声明，他们建议Galaxy S10及Note 10系列手机用户拆掉保护套，删除所有旧指纹，重新注册指纹。如果用户现在有使用屏幕保护套，那也要停止使用，直到补丁修复为止。

三星表示最快下周发布修复补丁，解决这个安全漏洞。补丁发布之后，三星建议用户完整扫描指纹，确保指纹所有部分（中心及边缘）都被完全扫描。

手机如今所承载的功能属性实在太多，我们的通讯录、照片、工作文件、银行卡等等重要的个人资料和财产信息，全部都绑定在一部只有手掌大小的手机里。如果手机弄丢了又碰巧被坏人拿去解了锁，后果简直不堪设想。

对于如何保护好我们手机里的个人隐私，各家手机厂商也一直在寻找更安全和高效的解锁方式。今天我们就来给大家盘点一下目前几种主流的手机解锁方式，看看对你来讲哪种方式最好用，哪种方式最安全。

手机五花八门的解锁方式有哪些？

手机解锁无非这几种：指纹、人脸、虹膜、声音：不论是指纹识别、面部识别、虹膜识别还是骨声纹识别，它们都有各自的优缺点。

目前来看，安全性最高的是虹膜识别；易用性最高的是指纹识别；稳定性最高的是面部识别；而可玩性和扩展性最高的则是骨声纹识别。

• 指纹识别

没记错的话，指纹识别应该是从iPhone 5s开始流行起来的，并且从此便一发不可收拾。即使现在的主流旗舰手机已经用上了3D面部识别、虹膜识别等更为高科技的解锁方式，但是指纹识别如今依然是很多手机上的标配。

成本低，使用简单快捷，安全性也比较有保障，指纹识别很自然的被保留在了大部分千元机以及一些旗舰机型上。除了经典的正面指纹识别（缺点是会压缩屏占比），背面指纹识别、侧面指纹识别以及近两年比较流行的屏下指纹识别技术，也都是比较好用且方便的指纹解锁方式。

• 面部识别

面部识别技术目前分为2D和3D结构光两种，目前主流旗舰机使用的方案通常属于相对比较安全的3D结构光识别技术。这种解锁方式的安全性很高，据研究统计，基于3D结构光识别技术的面部解锁方式，误识率仅为1:1000000，相比传统指纹识别的1:50000要安全得多。

有了3D面部识别认证后，用户不仅可以安全的使用刷脸解锁，还可体验更高安全级别的刷脸支付功能。相较传统的密码支付和指纹支付，面部识别支付更加安全和快捷。

2D识别技术就相对简单多了，通过直接调用红外传感器和前置摄像头扫描人脸，而真实人脸的2D图像和照片的区别很小，即使存在一些细微的差别也可以用算法填补，导致被他人利用相片也可能蒙混过关，因此整体安全性较低。

• 虹膜识别

虹膜识别技术目前对于很多人来说可能还比较陌生，没记错的话应该只有三星的旗舰手机上采用了该技术。相较指纹识别和面部识别，虹膜识别的技术难度及成本更高；像我们平时在科幻片里看到的通过眼球识别解锁等炫酷场景，都是基于虹膜识别技术实现的。

由于虹膜比指纹还具有唯一性，因此能够达到非常高的安全解锁等级。然而虹膜识别由于在识别速度上要低于指纹识别和面部识别，加上解锁时需要把手机放在与眼球固定的距离范围内，一定程度上增加了用户的操作难度，导致虹膜识别技术目前还没能得到普及。

• 骨声纹识别

除了以上提到的几种解锁方式，还有一种全新的解锁方式值得关注，它就是骨声纹识别技术。所谓骨声纹指的就是骨传导技术，这项技术目前应用在手机解锁等相关操作上，并不是直接通过手机来实现的，而是通过耳机来实现的。

看到这里你可能会有点懵，解锁手机为什么需要用耳机？关于这个问题，在这里必须引出华为FreeBuds 2 Pro这款无线耳机，才能给大家解释清楚了。

我们都知道，声音可以通过空气传播，还能够通过骨传导传播。打个不太严谨的比方：我们平时听到自己的声音，主要就是来自于骨传导。华为FreeBuds 2 Pro内置骨声纹传感器，可以准确获取机主说话时的骨声纹信息；配合AI识别技术，可随时响应机主的语音命令。由于骨声纹信息的唯一性较高，因此在安全性方面也比较可靠。

华为FreeBuds 2 Pro带来的解锁方式是我以前没有体验过的，比如它可以让你在手机锁屏状态下，直接通过语音短命令（如：“微信支付”）解锁手机的同时打开微信的支付二维码！机主只需佩戴耳机并在手机设置里录入自己的声纹信息（需要支持该功能的华为手机，如：华为P30 Pro、华为Mate 20 Pro等），即可完成设置。

此外，在使用华为FreeBuds 2 Pro听歌的时候，你也可以直接通过语音短命令控制音乐播放或切换曲目。实测下，这款耳机在较为安静的环境下，声纹识别触发率还是比较高的；不过到了户外较为嘈杂的地方，触发率还是会降低。此时更适合使用指纹、面部识别等方式来解锁。

关于骨声纹识别技术，这在手机解锁上因该说是一项全新的尝试。它的优势是极大简化了用户的操作步骤，无需掏出手机也能解锁甚至一句话直达手机支付界面。当然该技术也有它的不足，比如受周围声音环境的影响比较大，户外使用的触发率没有室内环境高。

骨声纹识别技术我认为并不是要取代当前哪一种解锁方式，相反，它更像是一种传统解锁方式的补充。当我们在使用无线耳机时，发现除了听歌以外还能简单、快捷的解锁手机上的其他功能，这件事本身就很酷，并且这项技术未来也具有很强的扩展性。

人脸、指纹、声音均可被模仿，生物识别真的安全吗？

1996年，一部汤姆·克鲁斯主演的电影《碟中谍》在美国上映，自此开启了系列电影的华丽篇章。电影中的经典场景至今记忆犹新——阿汤哥通过隐形眼镜骗过虹膜识别、绑架大亨模拟声音片段、3D打印人脸面具通过人脸认证、窃取反派的残余指纹来解锁保险柜。

（《碟中谍》电影片段）

随着产业互联网时代的来临，这些当时看来异想天开的高科技，在23年后的今天已经被广泛应用，藏在每个人的手机里。互联网科技和生活场景的高度融合，给人们的生活带来极大的便利，生物识别技术也已经作为一种普遍的底层技术应用于各行各业。

机场安检，通过采用人脸识别技术，高达99.7%的识别准确率，在一秒的时间内就能完成乘客的认证核验；社区自助服务终端，集成指纹仪、指静脉以及虹膜摄像头，让市民快速准确地完成身份认证，快捷办理金融和生活服务；手机端，通过生物识别完成解锁、登录、支付已经成为很多手机厂商和APP厂商频繁采用的技术手段。

然而，一旦这些底层技术被不法分子破解，产业互联网的发展将会严重受阻。

当指纹、面部、声纹等生物识别技术开始接管传统的密码和身份验证方式，人们开始思考新的问题：生物识别安全吗？

腾讯安全玄武实验室的研究成果告诉我们：不完全安全。

安全是一个相对的概念，世界上没有绝对的安全。——这是安全圈共识已久的定论。但是，想要证明一个系统不安全，首先要发现漏洞。

屏下指纹验证技术的 “残迹重用”漏洞发现、iPhone 的Face ID技术漏洞发现、手机支付的声纹验证漏洞发现，皆出自玄武之手。

攻破Face ID：一次偶然的发现

前段时间热播的电视剧《亲爱的，热爱的》，讲述的是网络安全攻防赛的故事。剧中有一个桥段让马彬印象深刻。男主为了解锁女主的手机，趁女主熟睡时用一个简单粗暴的手段——扒开眼皮，进行Face ID验证。

（《亲爱的热爱的》电影片段）

“男主作为一个网络安全从业者，居然用这种没有技术含量的手段？”陈昱调侃道。

马彬和陈昱是玄武实验室的安全研究员，专攻生物识别。前者擅长软件，后者擅长硬件，两位搭档相辅相成。

研究Face ID的缘起，是从一个2D人脸识别产品的安全测试任务开始的。他们最初使用打印出来的高清照片一直破解失败，于是马彬通过一系列逆向分析去寻找原因，发现识别算法中存在一些有关识别矩形边框的逻辑。于是，灵机一动的陈昱把打印出来的高清照片的直角边剪成锯齿状，放到三脚架上用手机对着识别，顺利通过了这套人脸识别系统。这一次小测试给了他们俩很大的信心。

Face ID的破解远不止这场测试任务简单。当陈昱和马彬在尝试软硬件研究一直没有突破性进展的时候，他们将目标瞄准了“活体检测”。

生物识别技术背后的“活体检测”功能，是筛选人们“真假”特征认证过程中的一部分。不仅能够防御伪造攻击，还可以防止用户在非知情状态下的解锁行为。苹果公司在iPhone的Face ID人脸识别系统中，使用了注视检测这一活体检测功能，该功能要求用户眼睛睁开而且正视手机时才允许解锁。

他们发现，平时戴着眼镜也能通过Face ID解锁手机。而当 Face ID 识别到用户戴着眼镜时，就会自动跳过对眼部区域 3D 信息的提取，所以只需要找到Face ID如何扫描用户眼睛进行活体检测，就能完成破解。

于是，他们制作了一副眼镜原型——X-Glasses以模仿眼睛的构造，并将这款特殊的眼镜戴在模拟者脸上，成功“欺骗” Face ID，解锁手机。

“如果《亲爱的，热爱的》男主韩商言有这款X眼镜，就不用扒开女主角的眼皮解锁了。”陈昱笑着说。

（在Black Hat 2019上演示Face ID研究成果）

受到X-Glasses的鼓舞，他们对活体检测的通用攻击方法进行了深入研究，研究面覆盖了2D/3D人脸识别、声纹数字锁、指纹锁等常见的生物认证手段，首次提出了软件无感知生物特征注入、远程生物认证登录攻击等新的攻击方法和攻击面。在今年举办的Black Hat USA上，腾讯安全玄武实验室公布了这项研究成果。

破解声纹识别：一场自导自演的攻击试验

近日《华尔街日报》报道，有犯罪分子成功模仿了英国某能源公司在德国母公司CEO的声音，诈骗了220000欧元巨款。声音模拟技术和声纹识别，再次受到行业的关注。

人们说话过程中所蕴含的语音特征和发音习惯几乎是独一无二的，而声纹识别正是根据待识别语音的声纹特征，来识别该段语音所对应的说话人的过程。声纹识别，已经广泛应用在手机支付上。

关于声纹识别的破解，陈昱和马彬有一段有趣的故事——他们自编自导自演了一场试验，证明破解声纹识别只需要三步。

（手机支付声音锁）

第一步，设计语料。利用汉语的谐音和声纹产品对鲁棒性的要求，设计一个数字对应表，例如我代替5，是代替4，等汉语常见字映射到数字，同时还能利用汉语声母和韵母可进行音素级别的拼接。第二步，设计剧本。陈昱伪装成快递员，打电话给马彬，通过核实地址、确认收货等常见语句，让对方触碰上述语料，搜集声音素材。第三步，语料拼接。如果说前两步还属于社会工程学，难度系数较低，那第三步才是真正地考验技术能力。简单地拼接语料，并不能通过声纹识别，因为声纹识别的关键技术在于活体检测。

如何通过活体检测呢？他们借鉴了X-Glasses的经验，探索系统在哪种场景下会降低活体检测的阈值？——环境嘈杂的时候。只需要在原来拼接好的声波上叠加一个强度合适的随机噪音轨，即可完成声纹识别。

通过这场有趣的试验，陈昱成功破解了马彬的手机支付声纹锁。

这一项安全研究发现在GeekPwn国际安全极客大赛上得以展示。安全研究员根据声音样本，模拟声纹特征，合成一段“攻击”语音，对现场提供的四个具有声纹识别功能的设备发起攻击，欺骗并通过了“声纹锁”的验证。

破解指纹识别：一张纸，一秒钟，解锁屏下指纹

不止Face ID、声音锁，指纹识别也是近年颇受关注的生物识别技术之一。随着指纹技术广泛应用在各类移动设备上，作为身份识别的重要象征，对生物指纹的研究也逐渐受到安全行业的关注。

“指纹识别应用最多的是在手机的解锁和支付方面，尤其是在手机锁屏。”陈昱说。玄武对于指纹研究的一个重大发现，就是针对安卓手机广泛应用的屏下指纹技术。

上一代手机指纹解锁功能大多使用电容原理，利用人体导电的特性获得指纹的凹凸信息。而屏下指纹解锁功能则是利用光学技术捕捉用户的指纹影像。玄武实验室在研究中发现，通过反射体欺骗的方法，可以利用屏幕上残存的指纹痕迹，让屏下指纹传感器认为手机的主人正在使用指纹验证。利用这种攻击方式，只要用一张纸，一秒钟，即可解锁手机。

在GeekPwn2018国际安全极客大赛上，玄武实验室首次披露了该漏洞，并命名为“残迹重用”漏洞。

（TK与蒋昌建在GeekPwn2018国际安全极客大赛上）

没有绝对的安全，以攻为守方能构筑安全

相比传统密码，生物识别给人们的生活带来极大的便利，同时也带来新的安全隐患。没有绝对的安全，只有“更安全”。以攻为守，挖掘漏洞、提交漏洞给厂商并协同修复，是近年来国内外厂商开始主动选择的一种方式。攻击和防御，是网络安全必不可缺的一体两面。

“这是一个正常但缓慢的转变过程”，腾讯安全玄武实验室掌门人于旸说，“就像我指出某人的缺点，人们正常的第一反应是‘你在挑我毛病’，而‘君子闻过则喜’的道理是需要经过一番修炼后才能明白的。”

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