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FH OÖ Forschungs & Entwicklungs GmbH
NFC Research Lab Hagenberg
Ansprechpartner: Michael Roland
Softwarepark 11
4232 Hagenberg/Austria
3D-Gesichtsrekonstruktion
Phone: +43 (0)50804-27149
Fax: +43 (0)50804-27199
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www.nfc-research.at • www.fh-ooe.at
Ausgangspunkt
Angesichts der zunehmenden Verbreitung von Gesichtserkennung in CE-Geräten (z.B. Smartphones,
Tablets, …) wird auch die Betrachtung von Angriffsszenarien immer interessanter. Einfache 2D-Gesichtserkennung kann oft schon durch einzelne Portraitfotos ausgetrickst werden. Um solchen primitiven Angriffen entgegen zu steuern, werden immer neue Gesichtserkennungsverfahren entwickelt. Ein solcher
neuer Ansatz ist beispielsweise die 3D-Gesichtserkennung mit Hilfe eines „Pan-Shots“ (Schwenkaufnahme) mit einer 2D-Kamera (gerade Smartphones sind derzeit üblicherweise nur mit 2D-Kameras ausgestattet) [1, 2, 3]. Bei diesem Verfahren werden im Zuge einer Bewegung des Smartphones im Halbkreis um
den Kopf des Benutzers viele einzelne Momentaufnahmen des Gesichts aus mehreren Perspektiven aufgenommen. Aus diesen Momentaufnahmen wird dann ermittelt ob das Gesicht (der Kopf) des Benutzers
tatsächlich als 3-dimensionales Objekt für die Momentaufnahmen genutzt wurde.
Aufgabenstellung
Nun wäre es interessant, herauszufinden, wie aufwändig es ist ein solches 3D-Gesichtserkennungsverfahren zu brechen. Ein vorstellbarer Angriff gegen die 3D-Gesichtserkennung mittels Pan-Shot-Verfahren
könnte daher sein, für jede Momentaufnahme ein Foto mit der passenden Perspektive vor die Kamera zu
halten – z.B. mit Hilfe eines zweiten Smartphones, das vor die Kamera gehalten wird, mit der Kamera mit
gedreht wird und für jede Position/Drehwinkel ein passendes Bild am Bildschirm anzeigt.
Bildmaterial einzelner Personen aus unterschiedlichsten Perspektiven ist oft in öffentlich (bzw. begrenzt
öffentlich) zugänglichen Fotoalben (z.B. auf Facebook) vorhanden. Daher wäre es naheliegend, zu analysieren, ob aus solchem öffentlich zugänglichen Bildmaterial ein 3D-Gesichtsmodell rekonstruiert werden
kann, dass sich dann in Kombination mit einem Smartphone zum Austricksen der Gesichtserkennung
nutzen lässt. Aber auch schon ohne öffentliche Fotoalben könnte ein Angreifer an passendes Bildmaterial
kommen: Zum Beispiel mit einem durch ein Smartphone gezielt von einer Person aufgezeichneten PanShot.
Literatur
[1] R. D. Findling and R. Mayrhofer, “Towards Face Unlock: On the Difficulty of Reliably Detecting Faces on Mobile Phones”, in Proc. MoMM 2012: 10th International Conference on Advances in Mobile Computing and Multimedia, Bali, Indonesia, pp. 275-280, 2012
[2] R. D. Findling and R. Mayrhofer, “Towards Secure Personal Device Unlock using Stereo Camera Pan Shots”, in
Second International Workshop on Mobile Computing Platforms and Technologies (MCPT 2013), colocated
with Eurocast 2013, Las Palmas, Gran Canaria, 2013
[3] R. D. Findling and R. Mayrhofer, “Towards Pan Shot Face Unlock: Using Biometric Face Information from
Different Perspectives to Unlock Mobile Devices”, International Journal of Pervasive Computing and Communications, vol. 9, no. 3, pp. 190-208, 2013