Technische Funktionsweise von Face ID auf dem iPhone

Überblick

Face ID ist eine biometrische Authentifizierungstechnologie von Apple, die erstmals mit dem iPhone X eingeführt wurde. Sie ermöglicht es Nutzern, ihr iPhone mithilfe ihres Gesichts zu entsperren, Einkäufe zu autorisieren und sich in Apps anzumelden. Technisch basiert Face ID auf einer Kombination aus Hardware und Software, die zusammen ein sicheres und zuverlässiges Gesichtserkennungs-System bilden.

Hardware-Komponenten

Der Kern von Face ID ist die sogenannte TrueDepth-Kamera, die aus mehreren Sensoren besteht. Dazu gehören eine Infrarotkamera, ein Punktprojektor sowie ein Flutlicht-LED. Der Punktprojektor wirft dabei mehr als 30.000 unsichtbare Infrarotpunkte auf das Gesicht des Nutzers, um eine präzise 3D-Tiefenkarte zu erzeugen, welche die Konturen, Formen und Oberflächen des Gesichts genau beschreibt. Gleichzeitig nimmt die Infrarotkamera das Muster dieser Punkte sowie ein Infrarotbild des Gesichts auf. Das Flutlicht sorgt dafür, dass das System auch bei schlechten Lichtverhältnissen oder in kompletter Dunkelheit zuverlässig arbeiten kann.

Verarbeitung und Mustererkennung

Die erfassten Infrarotbilder und die 3D-Tiefeninformationen werden an den A-Chip des iPhones übermittelt, welcher speziell für maschinelles Lernen und sichere Berechnungen optimiert ist. Dort verarbeitet eine neuronale Netzwerk-Architektur die Daten, um das Gesicht in Echtzeit zu analysieren. Das System erstellt ein mathematisches Modell, das die einzigartigen Merkmale des Gesichts abbildet, darunter Form, Distanz zwischen Augen, Konturen und andere Mikrokonturen. Dies ist wichtig, um Manipulationen durch Fotos oder Masken zu erkennen und somit eine hohe Sicherheit zu gewährleisten.

Datensicherheit und Privatsphäre

Alle erfassten Gesichtsdaten werden lokal auf dem Gerät in einem sogenannten Secure Enclave gespeichert – eine isolierte, verschlüsselte Einheit im Prozessor, die vor Zugriffen von außen und von Apps geschützt ist. Nur der A12 Bionic Chip oder neuer kann auf diese Daten zugreifen, und die Gesichtserkennungssoftware validiert das Gesicht, ohne die rohen Bilddaten zu verlassen. Dies bedeutet, dass keine Gesichtsbilder oder biometrischen Daten an Apple oder andere Server gesendet werden, was den Schutz der Privatsphäre sicherstellt.

Adaptives Lernen

Face ID ist nicht statisch, sondern verfügt über ein adaptives Lernsystem. Es passt sich kontinuierlich an Veränderungen im Aussehen des Nutzers an, beispielsweise wenn sich Frisur, Bart oder Brille ändern. Jedes Mal, wenn das System erfolgreich das Gesicht erkennt und das Gerät entsperrt wird, optimiert Face ID das interne Modell, um zukünftige Erkennungen noch besser zu machen. Bei größeren Veränderungen kann das System den Nutzer bitten, das Gesicht erneut einzuscannen, um die Datenbasis zu aktualisieren.

Robustheit und Sicherheit

Das System wurde darauf ausgelegt, auch in Alltagssituationen verlässlich zu funktionieren. Face ID erkennt das Gesicht in verschiedenen Winkeln und bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen. Es kann zwischen Zwillingstypen unterscheiden und setzt auf die Kombination von 3D-Tiefeninformationen und Digitalisierung des Gesichts, um Spoofing durch Fotos oder Videos nahezu auszuschließen. Für zusätzliche Sicherheit muss das Gesicht bei der Bedienung direkt zum Gerät blicken, damit nicht etwa eine andere Person unbemerkt das Gerät entsperren kann.