Как работает Face ID в iPhone. Простыми словами
Представленный в сентябре 2017 года iPhone X стал, пожалуй, самым инновационным смартфоном Apple. Купертиновцы решились на изменения в флагманском устройстве сразу по нескольким направлениям, а самым заметным отличием стал безрамочный дисплей на всю лицевую поверхность смартфона.
Отсутствие привычной и каноничной для iPhone кнопки Домой ознаменовало переход на более совершенный способ идентификации пользователя. К счастью, в Apple не стали размещать сканер Touch ID на задней панели смартфона, а готового и надежного решения с датчиком под дисплеем на тот момент просто не существовало.
В тему: как работает Touch ID
В итоге инженеры из Купертино разработали одну из самых безопасных и инновационных систем идентификации пользователей в области потребительской электроники. Сейчас разберемся, как работает распознавание пользователя по лицу, насколько это надежно и в чем ключевые преимущества этой технологии.
Как устроен Face ID
Face ID в вашем iPhone — это объемно-пространственный сканер лица человека. Модуль из камер и сенсоров работает по принципу Time-of-flight (от англ. время полета), распознавая не просто плоский портрет человека, а его объемную модель.
Для каждого полученного пикселя сенсор фиксирует его удаленность, формируя глубину изображения. Расчет расстояния до каждой точки происходит при помощи фиксации времени полета луча. По такому же принципы построено большинство военных и гражданских радаров. Главное отличие — использование светового импульса в Face ID и радиочастотного сигнала в радаре.
Face ID является ответвлением технологии LiDAR, которая с недавнего времени появилась в профессиональных линейках iPad и iPhone.
Камера для захвата движения пользователя Kinect стала прародителем Face ID
Технология Face ID основана на разработках компании PrimeSense. Это израильское предприятие работает в сфере 3D-зондировнаия с 2005 года, а в 2013 компанию и все права на разрабатываемые технологии приобрела Apple.
Удивительно, что в Купертино задумались над более перспективным способом идентификации пользователей одновременно с презентацией Touch ID в iPhone 5s. Вот так нужно строить долгосрочную стратегию развития своих гаджетов.
Face ID базируется на инфракрасных измерителях глубины, которые легли в основу датчика движения Kinect для консолей Xbox. Интерес к технологии у Apple практически совпал с отказом использования Kinect в Microsoft.
Сканер Face ID состоит из двух принципиально отличающихся блоков: точечного проектора, который проецирует более 30 000 ИК-точек на лицо пользователя и соответствующей ИК-камеры, которая считывает полученный рисунок.
Полученное объемное изображение сравнивается с созданным при настройке Face ID «отпечатком» и производит идентификацию пользователя.
Сложности конструкции придают остальные уже привычные для фронтальной поверхности iPhone элементы: динамик, микрофон, датчик освещенности, датчик приближения и фронтальная камера. Все это делает «челку» iPhone очень технологичной и сложной в устройстве.
В каких гаджетах Apple применяется Face ID
Face ID присутствует в следующих моделях техники Apple:
► iPhone X
► iPhone XS/XS Max
► iPhone XR
► iPhone 11
► iPhone 11 Pro/11 Pro Max
► iPhone 12/12 mini
► iPhone 12 Pro/12 Pro Max
► iPad Pro 2018 (3-го поколения)
► iPad Pro 2020 (4-го поколения)
► iPad Pro 2021 (5-го поколения)
Производитель не заявляет о наличии нескольких поколений датчика Face ID. Несмотря на это, в работе разных гаджетов присутствуют отличия в работе данной фишки.
Так второе поколение iPhone с Face ID (модели iPhone XS/XS Max и iPhone XR) обладает более высокой скоростью срабатывания благодаря системе Neural Engine 2‑го поколения. С выходом iOS 13 купертиновцы заявили, что Face ID во всех смартфонах начал работать на 30% быстрее.
В моделях iPad сканер Face ID умеет работать не только в портретной ориентации, но и в ландшафтной. iPhone лишен такой возможности.
Что инновационного в датчиках Face ID
Об инновационности технологии говорит и тот факт, что ни один из конкурентов до сих пор не представил аналогичное по надежности и точности срабатывания решение. Все технологии распознания пользователя по лицу в моделях других производителей являются альтернативными и дополняют имеющиеся сканеры отпечатка пальцев, сканеры радужной оболочки глаза или другие сенсоры.
Другим компаниям проще и дешевле развивать аналоги Touch ID и встраивать сканер отпечатка пальцев под дисплей или в тонкую боковую кнопку смартфона, чем создавать аналог технологии Face ID.
При этом технология Face ID является самообучаемой, нейронные сети в процессоре iPhone со временем лучше запоминают лицо пользователя и начинают срабатывать в более сложных условиях.
Кроме этого с обновлением iOS добавили возможность сохранить альтернативный внешний вид. Некоторые пользователи добавляют свое лицо с носимыми аксессуарами (головные уборы или очки), а другие сохраняют «отпечаток» близкого родственника, чтобы он тоже мог пользоваться смартфоном без пароля. Эта фишка позволяет обучить сканер для срабатывания в маске.
Насколько безопасно использовать Face ID
Как и в случае с Touch ID, сохраненные изображения пользователей не хранятся в открытом виде на смартфоне и не передаются по сети. Во время настройки объемное изображение превращается в математическую модель и помещается в защищенное хранилище Secure Enclave. Это специальная область процессора, которая тесно интегрирована с чипом iPhone.
Для повышения уровня защиты купертиновцы связывают сканер Face ID с материнской платой и процессором на аппаратном уровне. Такая привязка есть в каждой модели iPhone или iPad, что делает невозможным подмену Secure Enclave при замене одного из компонентов гаджета.
Обратной стороной такой защиты является сложность при ремонте. В случае возникновения проблем с Face ID, придется менять связку из модуля камер и привязанную к нему материнскую плату. Как вы понимаете, подобный ремонт будет стоить львиную долю стоимости устройства.
Это вероятность того, что кто-то сможет разблокировать ваш iPhone с Face ID своим лицом
Чтобы избежать непроизвольной аутентификации, система требует сканировать лицо с открытыми глазами, обратив взгляд в сторону камеры. Пользователю доступно отключения этой особенности. Достаточно выключить опцию Требовать внимание для Face ID по пути Настройки — Face ID и код-пароль. После отключения фишки iPhone получится разблокировать даже с закрытыми глазами, что серьезно снижает безопасность защиты. С другой стороны опция позволяет снимать блокировку смартфона очень быстро.
После пяти неудачных попыток сканирования или через 48 часов бездействия гаджета потребуется ввод пароля разблокировки. Код нужно вводить после каждой перезагрузки смартфона, при замене SIM-карты или после активации SOS-режима.
Присутствует небольшая хитрость, которая позволяет быстро отключить Face ID при необходимости. Кроме этого есть встроенная защита для дезактивации Face ID при обнаружении неоригинальных компонентов iPhone.
Все это дает максимальный уровень защиты и обезопашивает от взлома смартфона извне. Как и в случае с Touch ID, быстрее и проще взломать iPhone при помощи специального вируса, чем при помощи обмана Face ID.
Единственным слабым местом системы являются ложные срабатывания с близнецами. Однако, купертиновцы совершенствуют алгоритмы работы и минимизируют ошибки при помощи обновления ПО.
Вот такая мощная и технологичная фишка присутствует в небольшом смартфоне, который помещается в ваш карман.
