Защита изображений лиц от распознавания в социальных сетях: способы решения и их перспективы

Кухарев Г.А., Мауленов К.С., Щеголева Н.Л. Защита изображений лиц от распознавания в социальных сетях: способы решения и их перспективы // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2021. Т. 21, № 5. С. 755–766. doi: 10.17586/2226-1494-2021-21-5-755-766

Предмет исследования. Исследована проблема несанкционированного использования в глубоком обучении изображений лиц из социальных сетей. Рассмотрены методы защиты таких изображений от их использования и распознавания на базе процедур де-идентификации и новейшей из них — процедуре Fawkes. Метод. Задача решена путем сравнительного анализа изображений, подвергнутых процедуре Fawkes-преобразования, представления и описания текстурных изменений и особенностей структурных разрушений в изображениях лиц. Применены многоуровневые параметрические оценки разрушений для их формальной и численной оценки. Основные результаты. Объяснены причины невозможности использования изображений лиц, разрушенных в процессе выполнения процедуры Fawkes, в задачах глубокого обучения. Теоретически доказано и экспериментально показано, что изображения лиц, подвергнутые процедуре Fawkes, хорошо распознаются вне методов глубоко обучения. Практическая значимость. Утверждается, что использование простых способов предобработки изображений лиц, подвергнутых процедуре Fawkes, на входе сверточной нейронной сети может привести к их распознаванию с высокой результативностью, что разрушает существующее представление о значимости защиты изображений лиц процедурой Fawkes.

1. Щеголева Н.Л. Модели изображений лиц для решения задач криминалистики // Известия СПбГЭТУ ЛЭТИ. 2016. № 7. С. 37–47.

2. Newton E.M., Sweeney L., Malin B. Preserving privacy by de-identifying face images // IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering. 2005. V. 17. N 2. P. 232–243. https://doi.org/10.1109/TKDE.2005.32

3. Jourabloo A., Yin X., Liu X. Attribute preserved face de-identification // Proc. 8th International Conference on Biometrics (ICB). 2015. P. 278–285. https://doi.org/10.1109/ICB.2015.7139096

4. Kukharev G., Oleinik A. Face photo-sketch transformation and population generation // Lecture Notes in Computer Science. 2016. V. 9972. P. 329–340. https://doi.org/10.1007/978-3-319-46418-3_29

5. Wu Y., Yang F., Xu Y., Ling H. Privacy-protective-GAN for privacy preserving face de-identification // Journal of Computer Science and Technology. 2019. V. 34. N 1. P. 47–60. https://doi.org/10.1007/s11390-019-1898-8

6. Nousi P., Papadopoulos S., Tefas A., Pitas I. Deep autoencoders for attribute preserving face de-identification // Journal Signal Processing: Image Communication. 2020. V. 81. P. 115699. https://doi.org/10.1016/j.image.2019.115699

7. Shan S., Wenger E., Zhang J., Li H., Zheng H., Zhao B.Y. Fawkes: Protecting privacy against unauthorized deep learning models // Proc. 29th USENIX Security Symposium. 2020. P. 1589–1604.

8. Wang Z., Bovik A.C., Sheikh H.R., Simoncelli E.P. Image quality assessment: from error visibility to structural similarity // IEEE Transactions on Image Processing. 2004. V. 13. N 4. P. 600–612. https://doi.org/10.1109/TIP.2003.819861

9. Кухарев Г.А., Каменская Е.И., Матвеев Ю.Н., Щеголева Н.Л. Методы обработки и распознавания изображений лиц в задачах биометрии. CПб.: Политехника, 2013. 388 с.

10. De Vel O., Aeberhard S. Line-based face recognition under varying pose // IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. 1999. V. 21. N 10. P. 1081–1088. https://doi.org/10.1109/34.799912

11. Kukharev G.A., Shchegoleva N.L. Algorithms of two-dimensional projection of digital images in eigensubspace: History of development, implementation and application // Pattern Recognition and Image Analysis. 2018. V. 28. N 2. P. 185–206. https://doi.org/10.1134/S1054661818020116

12. Kazemi V., Sullivan J. One millisecond face alignment with an ensemble of regression trees // Proc. 27th IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR). 2014. P. 1867–1874. https://doi.org/10.1109/CVPR.2014.241

13. Evtimov I., Sturmfels P., Kohno T. FoggySight: A Scheme for facial lookup privacy // Proceedings on Privacy Enhancing Technologies. 2021. V. 3. P. 204–226. https://doi.org/10.2478/popets-2021-0044

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License