樹起移動互聯(lián)網(wǎng)“最后一厘米”的安全門

文/本刊記者 高茜

樹起移動互聯(lián)網(wǎng)“最后一厘米”的安全門

文/本刊記者 高茜

業(yè)界普遍認(rèn)為，語音將成為繼鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏等一切基于手的人機(jī)交互方式之后的下一代主流人機(jī)交互方式。

在上海雙創(chuàng)活動周上的公司展位

2017年10月24日，GeekPwn（極棒）2017國際安全極客大賽之“AI仿聲驗聲攻防賽”在上海開場，參賽的五支隊伍需要利用機(jī)器自主合成技術(shù)，模仿評委提供的四段聲音，欺騙并通過市面上幾款常見手機(jī)和智能音箱的聲紋鎖驗證。其中，某最新安卓手機(jī)、蘋果iPhone8、某品牌智能音箱等智能設(shè)備均有挑戰(zhàn)選手破解成功。

一時間，智能語音產(chǎn)品的安全性引起社會廣泛關(guān)注。

同時現(xiàn)場還集結(jié)了數(shù)十位業(yè)界頂級安全專家，組成了一批重量級評委陣容，其中北京得意音通技術(shù)有限責(zé)任公司董事長鄭方就在其中，他同時又是清華大學(xué)語音和語言技術(shù)中心主任。

“這次的攻防挑戰(zhàn)賽中參賽隊伍攻擊的產(chǎn)品難度系數(shù)是分一定等級的，不能說攻擊都成功?！编嵎街v道，“從攻擊的角度，現(xiàn)場參賽的五支隊伍用到的攻擊手段不外乎三種方法，一種是語音合成，通過合成流暢、自然的語音來試圖破解語音密碼，這個是‘像音’；第二種是語音轉(zhuǎn)換，模仿發(fā)音者的特點，這個是‘像人’，并且已經(jīng)瞄準(zhǔn)了攻擊的目標(biāo)；第三個方法是聲音拼接法，把使用者本人的話裁剪拼接成聲音密碼，這種方法更加接近實際的攻擊水平和目標(biāo)?！?/p>

上海雙創(chuàng)周上展示的聲紋技術(shù)應(yīng)用案例

“而從防守方來講，目前市面上的一些聲紋識別的相關(guān)產(chǎn)品，可以說沒有防范攻擊的措施，當(dāng)黑客入侵時，多數(shù)產(chǎn)品方并沒有檢測聲音真?zhèn)蔚氖侄?。所以就參賽情況而言，從攻和守兩方面綜合來看，目前行業(yè)普遍水平依然停留在基礎(chǔ)水平上。”鄭方說。

其實，在鄭方的帶領(lǐng)下，得意音通早在幾年前就針對上述三種攻破方法研制出了相應(yīng)的設(shè)防對策。我國人工智能界泰斗、中國科學(xué)院院士張鈸先生高度評價得意音通這家高新技術(shù)企業(yè)：“肯花硬功夫去掌握關(guān)鍵技術(shù)?！?/p>

聲紋交易已突破1.5億次

“聲紋識別”聽上去有些陌生，其實這項技術(shù)最早誕生于上世紀(jì) 40 年代末的貝爾實驗室。同已經(jīng)廣泛應(yīng)用的指紋識別技術(shù)一樣，它是通過對語音信號的特征分析達(dá)到“說話人辨認(rèn)”和“說話人確認(rèn)”的兩種目的，前者是判斷某段語音是哪一個人所說，后者則是用以確認(rèn)某段語音是否是指定的某個人所說。

依托清華大學(xué)語音團(tuán)隊近40年的技術(shù)積累，15年前創(chuàng)立了北京得意音通技術(shù)有限責(zé)任公司，圍繞自動語音識別、聲紋識別、自然語言處理三大核心技術(shù)開展工程化研究和產(chǎn)品化開發(fā)，其中產(chǎn)品化方面做得最好、應(yīng)用最成熟的就是聲紋識別技術(shù)，現(xiàn)已獲得十多項國內(nèi)發(fā)明專利和1項國際發(fā)明專利。

在2017全國雙創(chuàng)活動周上海主會場上，得意音通重點展示了聲紋識別技術(shù)在社保生存認(rèn)證、移動金融和門禁系統(tǒng)等中的應(yīng)用。7天的展期內(nèi)，共引來近萬人次觀眾前來參觀體驗。

建設(shè)銀行使用聲紋交易次數(shù)破億

參觀者正在試驗聲紋門鎖

鄭方董事長擔(dān)任極棒國際安全極客大賽評委

據(jù)了解，“聲密?！狈桨甘峭ㄟ^對動態(tài)密碼語音中的密碼內(nèi)容及支付申請人身份的雙重識別，實現(xiàn)對移動支付合法性的雙重驗證，具有安全、方便、快捷、防止錄音假冒等優(yōu)點。

最新數(shù)據(jù)顯示，截至2017年11月3日，中國建設(shè)銀行聲紋總交易次數(shù)已突破1.5億次。2016年6月18日，中國建設(shè)銀行手機(jī)銀行采用得意“聲密?！睂＠夹g(shù)用于身份認(rèn)證的功能對普通用戶正式開放，主要應(yīng)用在登陸、取款、轉(zhuǎn)賬、支付等場景。

還有最受年輕人歡迎的“聲紋門禁”，這個縮小版的真實防盜門自從7月31日在清華大學(xué)亮相后，就成了小“網(wǎng)紅”，受到不少媒體的追捧。聲紋門禁利用聲音來控制門的出入權(quán)限，每個人用自己的聲音做鑰匙，利用聲紋識別技術(shù)實現(xiàn)身份識別，進(jìn)而控制門或鎖的開啟。

對聲紋識別技術(shù)而言，探尋語音背后“說話人”的微妙態(tài)度和真實意圖，非常重要，否則“智能語音”的“智能”就只能打引號。這就需要用到說話人情感狀態(tài)的識別技術(shù)，當(dāng)然，情感識別技術(shù)很難掌握。

“難了不會，會了不難。經(jīng)過我們多年研究、積累，在很多方面有了積累。比如說，喪禮中演奏的哀樂，當(dāng)你把哀樂節(jié)奏加快，你會發(fā)現(xiàn)這首曲子其實是很歡快活潑的，當(dāng)節(jié)奏慢下來，放在喪禮這些特定環(huán)境中，就會產(chǎn)生悲傷的氣氛。所以說語音中是有情感信息的，只看內(nèi)容并不準(zhǔn)確。情感識別其實是綜合利用了說話時長、音高、聲調(diào)等很多因素的綜合體，需要在研究中逐一對這些因素進(jìn)行分析才有可能攻破這一難題?！编嵎街v道。

產(chǎn)學(xué)研的“化合態(tài)”

在2017年7月31日舉辦的“人工智能與信息安全”清華前沿論壇上，得意音通信息技術(shù)研究院正式揭牌成立，此前2015年，已成立清華-得意音通聲紋處理聯(lián)合實驗室。作為清華大學(xué)知識產(chǎn)權(quán)入股的高科技企業(yè)，得意音通已成為業(yè)界產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的成功范例。

“產(chǎn)學(xué)研應(yīng)該是‘化合態(tài)’，而不是‘混合態(tài)’。”既是清華大學(xué)教授又是得意音通公司董事長的鄭方對產(chǎn)學(xué)研這條發(fā)展路徑有著獨到的見解?！爱a(chǎn)學(xué)研如何緊密結(jié)合是重要而必要的關(guān)鍵一環(huán)。目前有很多企業(yè)與高校合作，合作方式大體分兩種，一種是高?？蒲袌F(tuán)隊有相關(guān)的成型項目成果，企業(yè)有需要才會進(jìn)行合作；另一種是企業(yè)自身在發(fā)展的某個階段需要科研團(tuán)隊做支撐，從而進(jìn)行合作。這些都有一定短時性，沒有建立長期合作的機(jī)制?！?/p>

得意音通與建設(shè)銀行合作之初，就面臨建設(shè)銀行提出的疑問——如果使用錄音是否會將聲紋識別技術(shù)攻破？鄭方介紹說，當(dāng)時的確不能保證絕對的安全性，但當(dāng)市場提出要求時，他們的科研團(tuán)隊選擇去學(xué)習(xí)相關(guān)原理、制定解決方案，然后進(jìn)行一次次的嘗試，最后在成功通過線上測試后給客戶交上了一份滿意的答案。

“時變”即聲音隨時間、年齡增長而發(fā)生變化，這對行業(yè)來說是需要解決的一個難題。由于前期需要搜集大量數(shù)據(jù)、建立數(shù)據(jù)庫，并且是對同一對象、同一內(nèi)容進(jìn)行長時間的語音數(shù)據(jù)收集，然后進(jìn)行實驗對比，才能找到解決方法。很多人是不愿意去涉足的，因為無法看到最后能否達(dá)到預(yù)期。

當(dāng)時得意音通科研團(tuán)隊決定以清華大學(xué)的部分在校學(xué)生為對象進(jìn)行實驗。每間隔一周或者一個月進(jìn)行聲紋采集，經(jīng)過幾年時間采集到一個聲紋時變數(shù)據(jù)庫，然后在此基礎(chǔ)上研究人的聲紋中的變量與恒量，解決了聲音隨年齡變化的問題。

“當(dāng)有明確的市場需求時，我們有強(qiáng)大的研發(fā)團(tuán)隊做支撐；當(dāng)需求還不明顯或者短期內(nèi)看不到結(jié)果時，我們就按照戰(zhàn)略定位在多個方向上開展拓展探索和技術(shù)儲備，這對人才也是很好的鍛煉。這才是我們理解的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合?！编嵎娇偨Y(jié)說。

筑起國家和民族信息安全的防線

信息安全包括很多層面，包含存儲、傳輸和計算安全等多個方面，這些都已經(jīng)取得了不錯的效果；但最關(guān)鍵的一步“訪問控制安全”目前還不令人滿意。打個比方，用鋼筋水泥建造的一棟房子，墻壁雖然很堅固，但是一旦房子的鑰匙落入他人之手，別人就可以輕易進(jìn)入，房子牢固又怎么樣？主人失去了進(jìn)入房子的唯一性，安全性也大打折扣。同樣在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，很多場景下現(xiàn)在都要求有實名認(rèn)證，但是多數(shù)情況下，用戶信息受到多方面不安全因素的威脅，極不安全。

那要怎么確保是本人進(jìn)行訪問并且擁有訪問的唯一性呢？鄭方博士給出了他的答案：“要想做到訪問控制安全，首先要保證‘鑰匙’的唯一性，獨個人所有；第二，這把‘鑰匙’要具有防攻擊性，抵御黑客入侵；最后重要的一點是要在自愿的前提下進(jìn)行訪問，要代表自己的主觀意志，這樣才能減少詐騙事件的發(fā)生。這在國家戰(zhàn)略信息安全方面具有十分重要的意義?！?/p>

在保護(hù)民族生物特征信息方面，指紋、人臉、虹膜等這些生理特征具有不可撤銷性，一旦丟失就可能被隨意非法使用。

前不久發(fā)布的iPhone 8以及iPhone 6及以上機(jī)型，都可以采用Apple Pay來操作手機(jī)支付功能，據(jù)了解，2016年2月，Apple Pay登陸中國，通過Apple touch來實現(xiàn)指紋支付，已有至少19家銀行支持此項業(yè)務(wù)。

鄭方講到他的憂慮：“蘋果公司在中國推廣的Apple Pay具有一定的安全隱患，再加上馬上要推出的刷臉，所有金融相關(guān)的用戶信息極易被蘋果公司獲得，這從國家、民族的層面講，是很危險的。國家一定要有高層戰(zhàn)略保護(hù)的意識保護(hù)用戶的隱私數(shù)據(jù)。聲紋屬于行為特征，聲音是可交互的、可隨意變換的，使用以聲紋為主、多生物特征融合的措施來應(yīng)對不法人員獲取用戶信息，可有效保護(hù)國家和個人的利益安全?！?/p>