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Cómo una imagen hecha con Morphing puede generar Match con dos personas en el Reconocimiento Facial del Control de Pasaportes
No es que esta semana tuviera marcado en el calendario que iba a hablar de Facial Recognition & Face Comparison, pero es es el tercer artículo seguido que dedico a esto después de hablar "Sobre la Fiabilidad del Reconocimiento Facial en Imágenes de Cámaras de Seguridad" y "Sobre descubrir dobles de líderes mundiales con Facial Recognition Technology". Hoy hay que hablar de los riesgos de las imágenes hechas con técnicas de Morphing para la detección de suplantación de identidades en controles con Reconocimiento Facial, como el que hay en las fronteras de los aeropuertos, por ejemplo.
Una imagen Morph o hecha con técnicas de Morphing se hace a partir de otras dos imágenes originales, que pueden pertenecer a dos personas diferentes, que pueden ser diferentes sexo, raza o edad. Es un algoritmo de Inteligencia Artificial que mezcla los rasgos de esas dos personas para dar una nueva persona.
Figura 2: La imagen de la izquierda es una imagen Morph de la
suma de las fotografías de la derecha. De 2 personas distintas.
En esencia se parece a las técnicas de StyleGAN, pero hecho a partir de dos personas reales para que la imagen Morph tenga la esencia de las dos anteriores. Esto provoca que se produzcan situaciones de seguridad muy interesante, que el NIST ha publicado en una documento titulado: "Face Analysis Technology Evaluation (FATE) MORPH. Considerations for Implementing Morph Detection in Operations" y que puedes leer online.
Esto, que inicialmente parece un ejercicio tecnológico visual curioso , puede ser utilizado para crear personas que no existen, como en el caso de las StyleGAN, pero también pueden acabar siendo utilizadas de forma impresas en documentos oficiales como un Pasaporte Nacional al que aplica una persona.
El riesgo, como ha alertado en una presentación del National Institute of Standards and Technology que puedes leer online, es que esa imagen Morph puede dar Match a las dos personas que se utilizaron para construirla.
El riesgo que esto tiene es muy grande, porque una persona puede ir a sacarse el Pasaporte con una Imagen Morph, y luego esa fotografía podría validar a otra persona en los sistemas de Reconocimiento Facial de la frontera, con lo que se estaría colando en un país alguien que no es la persona identificada.
Esto se produce porque los sistemas de Facial Recognition tienen un sistema de validez del Match basado en Thresholds de Similitud, y esto no es algo válido cuando se trata de Verificación de una Identidad, donde hay rasgos que deben ser conclusivos. Por ejemplo, podemos tener un grado de similitud en dos personas en 90% y resulta que son de diferente raza.
Las imágenes Morph, para que funcione la magia, hacen una manipulación de los rasgos fundamentales como los ojos, la nariz, los labios, etcétera, haciendo manipulación en forma de artefactos que son mezcla de los rasgos de las dos imágenes originales. Esto lleva a que en esos puntos se cree la magia tecnológica de la manipulación, y es lo que permite el problema anterior.
Según la presentación publicada, en los Estados Unidos han tenido más de 1.000 casos de pasaportes hechos con imágenes Morph, ya que estas - si engañan a un sistema de Facial Recognition - con dos personas con cierta similitud y una imagen Morph, pueden engañar a las personas. No todos nos parecemos tanto a nuestras fotos de los documentos de identidad.
El NIST está proponiendo utilizar en todas las aplicaciones para obtención de Pasaportes o Documentos de Identidad, un sistema de detección de Imágenes Morph, buscando detectar los artefactos dejados por la aplicaciones más comunes utilizadas para la generación de estas imágenes, revisar los metadatos de las fotografías, buscando información EXIFF que pueda delatar la manipulación con herramientas digitales.
La segunda parte consiste en hacer análisis entre la imagen de la persona en la cámara de Facial Recognition y la Imagen Morph, buscando rasgos deterministas de la identidad, como una cicatriz o un lunar que falta en la fotografía o en la imagen de la cámara en la frontera, para generar una alerta de seguridad.
En esos casos, aunque la Similitud del algoritmo de Face Comparison sea alta, existe un elemento - la cicatriz - que invalida la identidad, por lo que se debe levantar una alerta de seguridad.
Por último, para detectar si es una Imagen Morph que está siendo utilizado por una o dos personas, se puede tener en cuenta esta distribución entre Identidad y Similitud. Cuando es original, hay un pico de Similitud muy alto, mientras que que cuando es una Imagen Morph da un pico de Similitud más rebajado y, si en la base de datos hay dos personas, la distribución de Similitud se extiende entre más imágenes.
Sin embargo, si usamos la misma base de datos, pero buscando con una Imagen Morph de esa persona (con otra que no está en la base de datos), los índices de Similitud se reducen.
Si las dos personas a partir de las que se ha creado la Imagen Morph está en la base de datos, los resultados de Similitud en el algoritmo de Facial Comparison son menos acentuados, tal y como se veía en la gráfica de la Figura 12.
El uso de las herramientas de Inteligencia Artificial Generativa aplicadas al mundo de las generación de imágenes crea, como hemos visto en este artículo, nuevas amenazas y nuevas brechas de seguridad que hay que mitigar, como se puede observar, hay que estudiar los detalles para poder contra restarlas. Muy interesante este trabajo.
¡Saludos Malignos!
Autor: Chema Alonso (Contactar con Chema Alonso)
