Oszuści w maskach. Ten system ich nie przeoczy [#RazemZmieniamyInternet od 25 lat]

Polskie uczelnie pełne są młodych, ambitnych ludzi, którzy chcą tworzyć nowatorskie rozwiązania. Z okazji 25 lat WP w myśl #RazemZmieniamyInternet dziś przedstawiamy Marcina Kowalskiego z Wojskowej Akademii Technicznej, który wspiera rozbudowaną walkę z osobami kradnącymi cudzą tożsamość.

Karolina Modzelewska, WP Tech: Skąd pomysł na taki system?
Dr Marcin Kowalski: Na podstawie rozmów i analiz mamy okazję poznać, jakie są faktyczne problemy i zagrożenia, np. na granicach. Wiemy, gdzie są problemy operacyjne, w jaki sposób przestępcy czy drobni przestępcy, tacy jak tzw. "mrówki", próbują przejść nielegalnie przez granicę bądź cokolwiek przemycić. Albo zmienić swoją tożsamość, żeby przejść jako ktoś inny.

Gdy podróżujemy wewnątrz Strefy Schengen, czyli w ramach Unii Europejskiej, nie mamy kontroli granicznych stricte dokumentowych, czyli możemy przekroczyć granicę w zasadzie bez dokumentów, bo tożsamość nie jest sprawdzana. Natomiast jeśli wyjeżdżamy poza strefę Schengen, czyli w naszym przypadku chociażby do państw znajdujących się za wschodnią granicą Polski, musimy poddać się kontroli paszportowej. W wielu przypadkach taka kontrola odbywa się w sposób automatyczny.

Jak wygląda taka automatyczna kontrola?
Są to takie urządzenia, przed którymi podróżny się zatrzymuje, a jego tożsamość jest weryfikowana pod względem tego, co znajduje się w dokumencie (paszporcie lub dowodzie osobistym). Urządzenie do automatycznej odprawy, najczęściej w postaci kiosku, jest wyposażone w kamerę i czytnik paszportu i ewentualnie czytnik linii papilarnych palca. Kilkanaście miesięcy temu automatyczny system odprawy został zamontowany na lotnisku Chopina.

Zmierzamy pewnie do tego, że taki system można oszukać.
Załóżmy, że ktoś ma świetnie przygotowany dokument, świetnie podrobiony paszport i zakłada maskę, która upodabnia go do osoby, która jest w paszporcie. W tym momencie nie jesteśmy w stanie nic zrobić, ponieważ dane z paszportu będą "pasować" do osoby stojącej przed kamerą. Wtedy przechodzę jako Pan X. Tu jest właśnie problem.

Kradnę cudzą tożsamość i nikt tego nie zauważa?
A do tego kradzież tożsamości jest problemem wielopoziomowym. Może ona polegać właśnie na podszyciu się pod kogoś innego np. na przejściu granicznym, ale też po prostu na wykradzeniu czyichś danych z dowodu osobistego, bazy danych czy organizacji, która przetrzymuje takie informacje jak imię, nazwisko, PESEL, numer dowodu.

Mając takie dane, możemy wziąć wybrane zdjęcie i spreparować dokument plus przygotować maskę, która będzie bardzo dokładna i pozwoli upodobnić daną osobę do osoby ze zdjęcia. Zdarzały się nawet sytuacje, kiedy przestępcy próbowali przekroczyć granicę z wydrukowanymi zdjęciami lub zdjęciami na tabletach. Z biegiem czasu zaczęli doskonalić swoje metody i wykorzystywać maski.

To jakieś profesjonalnie przygotowane maski?
Ich typów jest bardzo dużo. Są maski drukowane, które łatwo dostrzec gołym okiem, ale automatyczne systemy nadal nie radzą sobie z ich wykrywaniem. Testowaliśmy różne systemy rozpoznawania twarzy, w tym bardzo drogie, komercyjne rozwiązania i niestety ochrona przed kradzieżami tożsamości nadal pozostawia bardzo wiele do życzenia.

Są też maski wykonane z lateksu lub silikonu i te maski już trudniej zauważyć nawet gołym okiem. Bardzo dobrze przylegają do twarzy, odwzorowują mimikę i zakrywają również szyję. Gdy założyłem taką maskę żadna z osób, z którymi się spotkałem, nie zorientowała się, że coś jest nie tak.

A jak rozpoznać, że ktoś ma maskę?
Tego typu maski można wykryć, analizując rozkład ciepła na twarzy. Maska zmienia bowiem rozkład ciepła - osoba bez maski jest "cieplejsza". Można nauczyć komputer, aby automatycznie wykrywał maskę znajdującą się na twarzy.

Jak?
Można to osiągnąć za pomocą algorytmów sztucznej inteligencji, które polegają na tym, że my uczymy program komputerowy wykonywania konkretnych czynności. Próbujemy zaszczepić do konkretnej czynności umiejętność człowieka. Celem jest umożliwienie wykonywania przez komputer bardzo skomplikowanych czynności, które do tej pory były łatwe dla człowieka.

Komputer jest lepszy od człowieka?
Zaletą systemu automatycznego wykrywania jest niezmienna skuteczność w czasie. Przeszkolona osoba mogłaby wykonywać takie czynności, ale po pewnym czasie jej efektywność spadłaby w znaczący sposób, ze względu na zmęczenie. To tak, jak w przypadku sprawdzania bagaży na lotnisku, gdzie system raz na jakiś czas wysyła błędny sygnał, aby sprawdzić czujność operatora. Jeżeli operator tego nie wyłapie, musi natychmiast zejść z linii i zostać zastąpiony inną osobą. Żeby uniknąć takich problemów, pewne czynności można zautomatyzować.

Automatyzacja z efektywnością zbliżoną do poziomu percepcji ludzkiej wymaga zastosowania bardzo dobrych algorytmów. Kiedy nastąpił znaczący postęp głównie w zakresie sieci neuronowych, zaczęliśmy tworzyć skuteczniejsze algorytmy, dokładniejsze.

Jaka jest skuteczność tego rozwiązania?
Wykrywalność masek twardych, miękkich i silikonowych (na twarzy, nie na całej głowie) przy użyciu naszego algorytmu dochodziła do 93 proc. Można powiedzieć, że to bardzo wysoka skuteczność. Na to należy nałożyć też sposób wykonania maski.

Wspominał Pan, że oszuści doskonalą swoje metody. Czy i ten system da się oszukać?
Oszukanie technologii bazującej na pomiarze rozkładu ciepła jest bardzo trudne, bo kamery termowizyjne mają czułość temperaturową na poziomie około 0,05 stopnia Celsjusza. Tak małą zmianę temperatury jesteśmy w stanie zarejestrować, co przekłada się na to, że niewielkie różnice ciepła są szybko wykrywane.

I co wtedy?
Jeśli system wykryje błąd, podróżny jest kierowany do tzw. odprawy manualnej, którą wykonuje funkcjonariusz graniczny. W całej Europie wszystkie bramki i tak są nadzorowane przez strażników. Różnica polega na liczbie pilnujących przypadających na jedną bramkę.

Czy system jest już dostępny?
Jesteśmy w fazie projektowej. Sensor jest opracowywany w ramach większego projektu europejskiego dotyczącego bezpieczeństwa granic, w który zaangażowane są różne uniwersytety, firmy, jak również użytkownicy końcowi.

Był testowany w rzeczywistych warunkach?
Na koniec 2020 roku oraz pierwszą połowę 2021 roku zaplanowaliśmy testy pilotażowe, które odbędą się na różnych przejściach granicznych. Chcemy zrealizować trzy testy, w których będą brali udział podróżni. Odbędą się na jednym z największych lotnisk w Europie - Amsterdam-Schiphol, w greckim porcie Pireus i w Polsce na jednym z lądowych przejść granicznych, które jest olbrzymim łącznikiem między Europą Wschodnią i Unią Europejską.

Mamy zatem trzy różne scenariusze. A dopiero w warunkach polowych, kiedy mamy zróżnicowane warunki atmosferyczne, lokalizacyjne, różne natężenie ruchu, różnych podróżnych, możemy dokładnie sprawdzić skuteczność systemu.

Projekt otrzymał finansowanie z unijnego programu badań i innowacji „Horyzont 2020” w ramach umowy o udzielenie dotacji nr 787120.

Tydzień polskiej nauki w WP, to autorski projekt redakcji technologicznej Wirtualnej Polski, w którym opowiadamy o młodych polskich naukowcach i ich pracy. Chcemy w ten sposób wypromować ich projekty, ich samych oraz zachęcić innych do pracy na rzecz polskiej nauki. Od poniedziałku do piątku 26 czerwca pokażemy łącznie pięć sylwetek oraz pięć pomysłów, które mogą wpłynąć na naszą przyszłość.