Вход по лицу в Fujitsu LIFEBOOK U94/A: ИК-камера и Windows Hello

Инфракрасный свет не попадает в кадр обычной камеры и не отображается на экране смартфона — длина волны не та. Из этого простого физического факта Microsoft вырастила целый способ входа: если система смотрит на человека в ближнем инфракрасном диапазоне, то распечатанная фотография и видео с телефона в этом диапазоне выглядят пустыми. Так работает Windows Hello Face, и так работает инфракрасная камера в Fujitsu LIFEBOOK U94/A.

По документам Microsoft вход занимает меньше двух секунд, вероятность пропустить чужого — меньше 0,001 %, то есть меньше одного случая на сто тысяч, а узнать своего с первого раза система должна чаще чем в 95 % попыток. Цифры выглядят убедительно ровно до первого рабочего дня у окна, когда солнце светит в спину, или до утра, когда человек надел очки, в которых не регистрировался.

Вход по лицу удобнее отпечатка в одном сценарии и хуже в другом, и обе стороны стоит знать до того, как разворачивать его на полусотне машин. Камера не зависит от того, мокрые ли руки, зато зависит от освещения и посадки человека за столом.

Дальше — чем ИК-камера отличается от обычной веб-камеры конструктивно, что происходит за те самые две секунды, почему фотография не проходит, где технология спотыкается, как она реализована в LIFEBOOK U94/A и что выбирать, когда речь идёт не об одной машине, а о парке.

Чем ИК-камера отличается от обычной веб-камеры

Два сенсора вместо одного

Обычная веб-камера ноутбука снимает в видимом свете. Матрица ловит красный, зелёный и синий каналы, а перед ней стоит фильтр, отсекающий инфракрасную часть спектра, — иначе кадр уходил бы в розовый. Такая камера годится для созвона и не годится для аутентификации: изображение лица меняется вместе с освещением, а на фотографию лица система реагирует так же, как на само лицо.

Модуль с поддержкой Windows Hello устроен иначе. Рядом с обычной цветной матрицей стоит вторая, чувствительная к ближнему инфракрасному диапазону, и подсветка — один или два инфракрасных светодиода, невидимых глазу. При входе система гасит цветной канал и работает с инфракрасным кадром: собственная подсветка делает картинку одинаковой и в тёмной переговорной, и под лампой дневного света, и вечером в самолёте.

Microsoft объясняет выбор диапазона опытом первой камеры Kinect: система, которая полагается на внешний свет, вынуждена крутить яркость и выдержку, а каждая такая подстройка вносит в кадр артефакты и разрушает стабильность узнавания. Инфракрасный кадр этой болезнью не страдает — он одинаков при разном окружающем освещении, и небольшие изменения внешности вроде отросшей щетины или косметики на него влияют слабо.

Четыре шага за две секунды: как Windows Hello узнаёт лицо

Механика распознавания описана Microsoft довольно подробно, и в ней нет ничего от киношного «сканирования сетчатки». Четыре последовательных этапа укладываются в те самые две секунды, из которых бо́льшая часть уходит на первый.

1. Найти лицо и опорные точки Алгоритм выделяет лицо в потоке с камеры и расставляет на нём ориентиры: углы глаз, кончик носа, линию рта.
2. Проверить поворот головы Система убеждается, что человек смотрит на устройство с отклонением не больше 15 градусов в каждую сторону. Иначе часть признаков в кадр не попадёт.
3. Построить описание Опираясь на опорные точки, алгоритм берёт тысячи выборок с разных участков лица и сводит их в гистограмму перепадов светлого и тёмного вокруг конкретных точек. Снимок при этом не сохраняется никогда.
4. Принять решение Полученное описание сравнивается с профилями, записанными на этом устройстве, и должно перешагнуть порог, подобранный обучением. Если на машине зарегистрировано несколько человек, порог поднимается.

Порог сравнения растёт вместе с числом зарегистрированных лиц, потому что чем больше профилей на устройстве, тем выше шанс случайного совпадения с чужим. Для семейного ноутбука это мелочь, для сменного рабочего места в цехе или на ресепшене — довод в пользу того, чтобы не регистрировать на одной машине пять человек подряд.

Профиль регистрации хранится на устройстве. Microsoft отдельно указывает, что изображение лица не сохраняется, а данные регистрации не передаются ни сайтам, ни приложениям при аутентификации. В режиме Enhanced Sign-in Security к этому добавляется изоляция: алгоритм распознавания работает в защищённой виртуализацией среде, кадры с камеры идут туда по выделенному пути в памяти, а шаблон лица шифруется ключами, доступными только этой среде.

Почему фотография и видео не проходят

Экран и бумага в инфракрасном кадре пусты

Самая доступная атака на распознавание лица — показать системе фотографию владельца или видео с телефона. Против цветной камеры такой приём работал, и в 2010-х его демонстрировали на потребительских ноутбуках регулярно. Против инфракрасного кадра он рассыпается: и отпечатанный снимок, и матрица телефона излучают в видимом диапазоне, а в ближнем инфракрасном не дают почти ничего. Камера видит не лицо, а пустоту, и алгоритму нечего сравнивать.

Есть и требование к самому оборудованию. Microsoft допускает к сертификации только модули с механизмами обнаружения подмены; для распознавания лица это обязательное условие, наравне с порогом FAR ниже 0,001 %. Производитель ноутбука не может поставить дешёвую цветную вебку и объявить её камерой Windows Hello — драйвер просто не пройдёт подписание.

Третий барьер вырос из ошибки. В 2021 году Microsoft закрыла уязвимость CVE-2021-34466, которая касалась входа по лицу через внешнюю камеру, и с тех пор политика ужесточилась: в режиме Enhanced Sign-in Security внешние камеры для входа не используются вовсе, а администратор может запретить их отдельным параметром реестра. Для корпоративного парка это скорее плюс: встроенный модуль в рамке экрана нельзя подменить, подключив к порту чужое устройство.

Инфракрасная камера смотрит в диапазоне, который не подделать ни бумагой, ни экраном телефона.

Границы у метода тоже есть, и Microsoft их не скрывает. Маска на лице не поддерживается — ни при регистрации, ни при входе; если снять её нельзя по регламенту помещения, остаются PIN и отпечаток. Близнецы остаются известной слабой точкой любой лицевой биометрии, и порог FAR здесь стоит читать как статистику по популяции, а не как гарантию в конкретной семье.

Коротко о цифрах

• Средняя длительность входа по лицу в Windows 11 — меньше двух секунд
• Порог ложного пропуска чужого — меньше 0,001 %, то есть меньше одного случая на 100 000
• Доля верных узнаваний при одном зарегистрированном профиле — выше 95 %
• Доля отказов своему при одном профиле — меньше 5 %
• Допустимый поворот головы относительно камеры — до 15 градусов
• Fujitsu LIFEBOOK U94/A весит от 898 г и несёт ИК-камеру, сканер отпечатка и шторку приватности одновременно

Темнота, очки и солнце: где вход по лицу спотыкается

Три ситуации, в которых камера ошибается

С темнотой всё хорошо: инфракрасная подсветка сама освещает лицо, и вход в неосвещённой комнате работает так же, как днём. Если камера в конкретной модели опирается ещё и на цветной канал, Windows при нехватке света ненадолго поднимает яркость экрана и использует его как лампу — приём заметный, но действенный.

С очками сложнее. Оправа и блики на стёклах меняют картину вокруг глаз — а это зона, откуда алгоритм берёт значительную часть выборок. Microsoft прямо рекомендует зарегистрировать себя дважды: в очках и без них. Тот же совет действует после серьёзных изменений формы или текстуры лица — например, если человек отпустил бороду.

Самая неочевидная проблема — солнце. Солнечный свет содержит мощную инфракрасную составляющую, и на ярко освещённой веранде или в машине у окна ИК-кадр засвечивается так же, как обычная фотография против солнца. Microsoft относит переход в среду с высоким уровнем окружающего инфракрасного света к случаям, когда нужна дополнительная регистрация профиля. Для человека, который работает у панорамного окна, это значит: регистрироваться стоит на том же месте, где вы обычно сидите.

Вход по лицу в Fujitsu LIFEBOOK U94/A: камера, шторка и второй способ

Что стоит в корпусе

Fujitsu LIFEBOOK U94/A — четырнадцатидюймовый ноутбук массой от 898 граммов в корпусе из магниевого сплава толщиной 15,8 мм. Инфракрасная камера для входа по лицу через Windows Hello указана в описании модели вместе со сканером отпечатка, шторкой камеры, модулем TPM 2.0, защитой BIOS и слотом Kensington Lock. В части поставок накопитель самошифрующийся — вынутый из корпуса SSD на другой машине не прочитать.

Вход по лицу

Инфракрасная камера с поддержкой Windows Hello

Второй способ входа

Сканер отпечатка пальца отдельной площадкой рядом с кнопкой питания

Приватность

Механическая шторка объектива, положение видно без включения

Хранение ключей

TPM 2.0, защита BIOS, самошифрующийся SSD в части поставок

Физическая защита

Слот Kensington Lock, корпус из магниевого сплава, испытания по MIL-STD-810H

Масса и толщина

От 898 г, 15,8 мм, габариты 308,8 × 209 мм

Два биометрических модуля в одной машине страхуют ограничения друг друга. Камера бесполезна, когда сотрудник сидит против яркого окна или надел маску в чистом помещении; сенсор отпечатка бесполезен, когда руки мокрые или в перчатках. Вдвоём они закрывают почти весь рабочий день, а PIN остаётся третьим уровнем, который Windows Hello требует настроить в любом случае.

Шторка и вход по лицу в одном узле

Механическая шторка в рамке экрана и вход по лицу живут буквально в сантиметре друг от друга, и это порождает единственную типовую ошибку пользователя: закрытая шторка блокирует и созвон, и вход по лицу. Windows покажет сообщение о том, что камера не найдена, и предложит PIN — а человек в этот момент чаще всего не помнит, что закрыл объектив вчера после совещания. Привычка проверять положение шторки решает вопрос за секунду; заодно это единственный способ гарантировать чёрный кадр, не полагаясь на светодиод и прошивку.

По темеАппаратный выключатель камеры и микрофона

Дальше стоит развести две задачи, которые часто путают. Шторка отвечает за приватность: она не пускает наружу картинку из вашей комнаты. ИК-камера отвечает за аутентификацию: она решает, кого пустить в систему. Первое защищает от подглядывания, второе — от чужого за вашим столом, и одно другое не заменяет.

Лицо, отпечаток или PIN: что разворачивать на парке ноутбуков Fujitsu

Для одного человека выбор способа входа — вопрос вкуса. Для парка из тридцати или трёхсот машин это вопрос поддержки: каждый неудобный сценарий превращается в обращения в службу поддержки и в тихий саботаж, когда сотрудники перестают блокировать экран. Ниже — сравнение по признакам, которые всплывают при развёртывании.

Спорить, что лучше, бесполезно: оба биометрических способа перекрывают слабости друг друга и в бизнес-ноутбуке нередко стоят вместе. Разворачивать стоит оба, а PIN держать как обязательный запасной путь — Windows Hello всё равно требует его при настройке. Полностью отказаться от пароля в домене чаще всего мешает не техника, а унаследованные системы, которые до сих пор просят пароль на входе.

Ступенькой выше стоит биометрия, которую нельзя снять с поверхности вообще. Рисунок вен ладони скрыт под кожей, не остаётся на предметах и не считывается со стороны — за это в линейке Fujitsu отвечает модуль PalmSecure, доступный в части моделей как альтернатива сенсору отпечатка.

По темеНоутбук, который открывается сканером вен ладони

Вход по лицу — самый незаметный способ аутентификации из доступных сегодня, и в конфигурациях Fujitsu LIFEBOOK U94/A он идёт вместе со вторым биометрическим модулем и механической шторкой. Инфракрасный кадр отсекает простые подделки, изоляция средствами виртуализации закрывает шаблон от остальной системы, а ограничения — солнце, маска, поворот головы — известны заранее и лечатся вторым профилем или вторым способом входа. Остальные модели линейки Fujitsu LIFEBOOK комплектуются биометрией по-разному, и состав стоит сверять по конкретной конфигурации.

А как у вас устроен вход на рабочий ноутбук сейчас — биометрия по умолчанию или пароль, который вы набираете по двадцать раз на дню и уже не замечаете?

Частые вопросы о входе по лицу в Fujitsu LIFEBOOK U94/A