Wie funktioniert eigentlich Gesichtserkennung?

von | Mai 4, 2021

Das prominenteste Feature des iPhone X, mit dem Apple warb war die Face-ID. Auf einmal lässt sich ein Smartphone mit dem Gesicht entsperren, indem man einfach nur auf das Display schaut. Eine Neuerung, die für ein größeres Display ohne Home-Button eine elegante Lösung bietet.

1. Aber wie funktioniert denn jetzt eine Gesichtserkennung?

Um über die Sicherheit von Gesichtserkennung zu sprechen muss man zunächst aufklären, wie diese funktioniert. Denn nicht jede Gesichtserkennung ist gleich. Die grundsätzliche Voraussetzung für funktionierende Gesichtserkennung ist allerdings in allen fällen identisch. Ein Biometrischer Token, auch Stellvertreter genannt, wird erstellt. Hierfür werden besondere Merkmale oder Ankerpunkte vom System erfasst, die, in Summe, für jeden Menschen einzigartig sind. Darunter sind natürlich die Augen und Augenränder, aber auch Kinn- und Mundpartien oder die Nasenflügel. Durch die Abstände und Winkel dieser Merkmale zueinander wird der Biometrische Token erstellt.

Sobald dieser Token existiert wird bei jedem Versuch, das Smartphone zu entsperren, ein neues Bild aufgenommen und mit dem Token verglichen. Wenn die Winkel und Abstände mit denen des Tokens ausreichend übereinstimmen, so wird die Identität des Nutzers bestätigt und das Smartphone ist entsperrt.

2. Kann ich ein Smartphone mit einem Foto entsperren?

Diese Frage kommt nicht von irgendwo. Denn, ein gut auflösendes Bild, in der richtigen Größe weist natürlich die gleichen Merkmale auf, wie der Biometrische Token.

Tatsächlich hat im April 2019 ein niederländisches Portal namens Consumentenbond einen Versuch durchgeführt, indem versucht wurde, Smartphones mit einfachen Bildern auszutricksen. Dabei wurden die Bilder nicht extra für den Versuch erstellt, sondern wurden ganz einfach aus sozialen Netzwerken gezogen.

Insgesamt wurden mehr als hundert Smartphones getestet, von denen sich 48 mit einem einfachen Foto öffnen ließen. Sechs von diesen 48 Geräten boten allerdings die Möglichkeit, eine genauere Erkennung zu verwenden. Diese muss nur vorher aktiviert werden.

Davon betroffen sind zum Beispiel Smartphones wie das Galaxy A8 oder fast alle Sony-, Nokia- und Lenovo Smartphones und auch die P20 Reihe von Huawei.

Eine vollständige Liste ist hier zu finden.

Ein Jahr später, also im April 2020, testete das Computer-Bild Redaktionsteam selbst 25 Geräte. Ebenfalls mit eher ernüchterndem Ergebnis. Von den 25 getesteten Smartphones konnten 80%, also 20 Smartphones, beim ersten Versuch, mit einem ausgedruckten Foto, hinters Licht geführt werden. Einzig das iPhone 11, das iPhone 11 Pro, das Google Pixel 4, das Huawei Mate 30 Pro und das LG G8s ließen sich nicht täuschen.

3. Wieso funktioniert die Gesichtserkennung in manchen Fällen so gut und in anderen nicht?

Der Unterschied zwischen den durchgefallenen und den Smartphones, die den Test bestanden haben, liegt in der Anzahl der Sensoren. Die 5 getesteten Geräte nutzen nicht nur einen Sensor um sicherzustellen, dass es sich um die richtige Person handelt, sondern mehrere. Ein kleiner Lichtprojektor legt ein, für das menschliche Auge nicht sichtbares, Infrarotnetz auf das Gesicht, welches durch die Frontkamera erfasst wird. Dadurch entsteht anschließend ein einzigartiges Muster.

Somit war Apple nicht nur das erste Unternehmen, das eine Gesichtserkennung zur Verfügung gestellt hat, sie war sogar direkt sicher. Denn bei der Face-ID von Apple scannt das Smartphone jedes Mal mit Hilfe einer Infrarot Matrix das Gesicht in 3D und prüft sogar ob die Augen geöffnet sind, wodurch es sich nicht nur auf eine reine Bilderkennung beschränkt. Laut Apple soll die Face-ID durch die aufwendigen Methoden sogar um einiges sicherer sein als die Touch-ID, welche auch Fingerabdruck-Scanner genannt wird.

Während Apple dreidimensionale biometrische Bilder aufnimmt, setzen andere Hersteller bei ihren teuren Geräten auf einen Gesichts Scan mit einem zusätzlichen Scan der Augen. Mit Hilfe von einer Infrarot-Beleuchtung wird die Iris gescannt. So wird die Struktur der Iris erkannt und aufgenommen. Das Muster und die Texturen werden dann aufgezeichnet und anschließend in Daten umgewandelt. Obwohl sie Faktoren wie kleine Bewegungen im Gesicht wahrnehmen, verlassen sie sich trotzdem größtenteils auf die Frontkamera.

Wichtig zu wissen ist allerdings, dass die Hersteller explizit darauf hinweisen, keine Sicherheitsgarantie auf die Gesichtserkennung zu geben.

4. Fazit

Alles in Allem lässt sich sagen, dass der Smartphone Nutzer mit der Gesichtserkennung, ein kleines Stück Sicherheit, gegen ein kleines Stück Komfort eintauscht. Wer keinen Code oder kein Passwort mehr eingeben möchte oder wem es zu anstrengend ist, seinen Finger gegen den Fingerabdrucksensor zu pressen, der profitiert von der einfachen Handhabung der Gesichtserkennung. Wer sein Smartphone so sicher wie möglich machen möchte, der sollte ein Kennwort benutzen.

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