ISOIEC 200592025 信息技术 评估生物测定系统对变形攻击的抵抗力的方法标准立项发展报告

信息技术评估生物测定系统对变形攻击的抵抗力的方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Informationtechnology-Methodologiestoevaluatetheresistanceofbiometricsystemstomorphingattacks摘要随着生物特征识别技术在国家安全、边境管控、金融支付及公共安全等领域的广泛应用，基于面部图像的变形攻击（MorphingAttack）已成为严重威胁生物识别系统安全性的新型攻击手段。攻击者通过融合多人的面部图像生成兼具多人身份的"变形图像"，可同时通过多个主体的身份验证，对身份认证体系构成重大安全隐患。为有效应对这一挑战，国际标准化组织与国际电工委员会联合制定并发布了ISO/IEC20059:2025《信息技术评估生物测定系统对变形攻击的抵抗力的方法》。该标准系统定义了变形攻击的威胁模型、评估指标体系、测试方法及报告规范，为生物特征识别系统的安全性评估提供了统一、可比较的技术框架。本报告全面梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容及其行业应用价值，分析了该标准对生物识别产业、检验检测机构及终端用户的重要指导意义，并展望了变形攻击检测技术的未来发展方向及标准体系的演进趋势。关键词：生物特征识别；变形攻击；攻击抵抗力评估；ISO/IEC20059；标准化；测试方法Keywords:BiometricRecognition;MorphingAttack;AttackResistanceEvaluation;ISO/IEC20059;Standardization;TestingMethodology一、引言1.1背景概述生物特征识别技术凭借其便捷性、唯一性和不可复制性，已成为现代社会身份认证体系的重要基石。根据国际生物特征识别行业组织发布的数据，全球生物识别市场规模在2025年已突破500亿美元，广泛应用于电子护照、身份证件、银行业务、移动设备解锁及安防监控等场景。然而，技术的广泛应用也伴随着安全威胁的持续演进。在众多攻击方式中，变形攻击（MorphingAttack）因其隐蔽性强、危害范围广而尤为突出。1.2标准立项的必要性在ISO/IEC20059:2025发布之前，国际上缺乏统一的变形攻击抵抗力评估方法。各生物识别系统厂商、检测实验室和用户单位往往采用各自的测试方案，导致评估结果缺乏可比性，也无法形成系统性的安全能力基准。具体而言，该标准的制定具有以下必要性：第一，建立统一的评估框架是保障生物识别系统安全性的前提。缺乏标准化的评估方法，各系统间的安全性无法横向比较，用户单位也难以在采购环节做出科学决策。第二，变形攻击技术本身处于快速演进之中。仅2019年至2024年间，学术界即发表了超过300篇关于变形攻击生成与检测的研究论文，攻击手段从传统的面部特征加权融合发展到基于生成对抗网络和扩散模型的自动化攻击，评估方法必须与时俱进。第三，国际民航组织（ICAO）在9303号文件（机读旅行证件标准）中已明确要求各成员国评估其生物识别系统对变形攻击的抵抗力，但未提供具体的评估方法指引，亟需配套的国际标准予以支撑。二、标准编制历程2.1立项阶段ISO/IEC20059的制定工作由国际标准化组织与国际电工委员会联合技术委员会JTC1（信息技术）下属的子委员会SC37（生物特征识别）负责推进。SC37是生物特征识别领域最权威的国际标准化组织，下设多个工作组，其中WG3（生物特征识别互操作性与测试）具体承担本标准的研制任务。2018年，在德国柏林召开的SC37全会上，由德国标准化协会（DIN）牵头，联合美国、英国、法国、日本、韩国、中国等国家的专家代表，正式提出制定变形攻击抵抗力评估方法国际标准的提案。提案指出，尽管SC37此前已发布了ISO/IEC30107系列标准（生物特征识别攻击检测与防范），但该系列标准主要关注呈现攻击（PresentationAttack）的检测方法，对于变形攻击这一特殊类型的攻击方式，尚缺乏针对性的评估技术规范。经过激烈的讨论和严格的投票程序，该提案于2019年正式通过立项，标准编号确定为ISO/IEC20059，由WG3成立专门的项目小组（ProjectTeam）负责起草工作。2.2编制阶段项目组汇集了来自全球二十余个国家的五十余位专家，涵盖生物识别算法研发、安全评估、测试测量、标准化研究等多个专业领域。编制过程中，项目组广泛调研了各国在变形攻击检测方面的最新研究成果和实践经验，重点参考了以下技术文档：-ISO/IEC30107-1:2016《信息技术生物特征识别攻击检测与防范第1部分：框架》-ISO/IEC30107-3:2017《信息技术生物特征识别攻击检测与防范第3部分：测试与报告》-ISO/IEC19795系列标准（生物特征识别性能测试与评估）-美国国家标准与技术研究院（NIST）发布的FaceRecognitionVendorTest（FRVT）相关评估报告2020年至2023年间，项目组先后召开了十余次线下工作会议和数十次线上技术讨论会，围绕核心术语定义、攻击类型分类、评估指标体系、测试数据集构建等关键问题进行了深入研讨。特别是针对如何区分"变形攻击检测"（MorphingAttackDetection，MAD）和"变形攻击抵抗力评估"（MorphingAttackResistanceEvaluation）两个概念，项目组进行了多轮论证，最终形成了层次清晰的评估框架。2023年底，项目组完成委员会草案（CD）的编制工作，并在SC37成员国范围内进行投票。各成员国提交了大量修改意见，主要集中在评估流程的可操作性、测试指标的定量化程度以及文档结构的合理性等方面。项目组对草案进行了全面修订，于2024年形成国际标准草案（DIS）。2024年下半年，DIS版本进入最终投票阶段。经过各成员国为期三个月的投票和意见征集，最终以高赞成率通过。2025年，经过编辑委员会最终文字修订后，ISO/IEC20059:2025于2025年8月25日正式发布。三、标准核心技术内容3.1范围与定位ISO/IEC20059:2025适用于各类基于面部图像进行身份验证的生物特征识别系统，包括但不限于：-电子护照自动通关系统（如eGate）-身份证件查验系统-移动设备人脸解锁系统-金融领域远程身份认证系统-视频监控与人员检索系统该标准的核心定位在于为评估生物识别系统对变形攻击的抵抗力提供一套系统化、可操作的方法论。该标准在ISO/IEC30107系列标准的框架基础上进行延伸，聚焦于变形攻击这一特殊的攻击类型，从攻击的生成方式、检测手段到评估流程建立全链条的规范化指导。3.2标准主要内容（1）术语与定义ISO/IEC20059:2025开篇系统定义了变形攻击相关的核心术语，包括：-变形攻击（MorphingAttack）：利用图像处理技术将两个或多个人物的面部特征进行融合，生成可同时通过多个身份验证的合成图像的攻击方式。-变形攻击检测（MorphingAttackDetection，MAD）：识别输入图像是否为变形图像的技术过程。-变形攻击抵抗力（MorphingAttackResistance）：生物识别系统抵御变形攻击的能力水平。-变形图像（MorphedImage)：通过变形算法生成的合成面部图像。-参考图像（ReferenceImage)：存储在系统中的合法用户的生物特征样本。-探测图像（ProbeImage)：进行身份验证时实时采集或提交的生物特征样本。（2）威胁模型与攻击场景该标准系统性地建立了变形攻击的威胁模型，识别了以下核心攻击场景：-证件申请攻击：攻击者使用包含多个共谋者面部特征的变形图像申请可信证件。-证件使用攻击：持有变形证件的人员通过自动通关系统等验证环节。-数字身份注册攻击：在远程身份认证注册流程中使用变形图像创建虚假身份。-数据库注入攻击：将经过处理的变形图像注入生物特征数据库以破坏系统完整性。（3）评估指标体系为了全面衡量生物识别系统的变形攻击抵抗力，该标准从多个维度定义了评估指标：-正确分类率与错误分类率：包括对变形图像的正确识别率（AttackPresentationClassificationErrorRate，APCER）和错误拒绝合法用户的比率（BonaFidePresentationClassificationErrorRate，BPCER）。-检测精度指标：涵盖正确检测率（TrueDetectionRate，TDR）、误报率（FalseAlarmRate，FAR）等。-鲁棒性与泛化性指标：评估系统在不同图像质量、拍摄条件、变形算法下的性能波动范围。-计算效率指标：包括单次检测的处理时间、资源消耗等部署适用性指标。（4）评估流程该标准将评估流程系统划分为以下阶段：第一阶段：需求分析与目标定义。明确被评估系统的功能定位、部署场景、安全等级要求和预期风险评估目标。第二阶段：测试数据集构建。规定数据集应包含合法用户真实图像、变形图像及混合变体，并明确了样本数量、图像质量、变形程度等多维度的要求。第三阶段：评估方案设计。根据系统类型和应用场景选择合适的评估策略，包括黑盒测试、白盒测试或灰盒测试方案。第四阶段：测试执行与数据采集。规范测试过程中的控制条件、数据记录要求和测试环境标准。第五阶段：结果分析与报告。规定了评估结果的统计分析方法和标准化的报告格式，便于不同系统间的横向比较。（5）测试数据集要求测试数据集的质量直接决定评估结果的可靠性。该标准对测试数据集提出了明确要求：-数据规模：为满足统计显著性要求，建议每个测试子集包含不少于5000张图像。-多样性要求：数据集应涵盖不同性别、年龄、族群、光照条件、拍摄角度和设备类型。-变形程度分级：应将变形程度划分为轻度、中度和重度多个级别，以评估系统在不同攻击强度下的表现。-数据伦理要求：明确了数据采集的知情同意、隐私保护和合规处理要求。（6）报告规范标准对评估报告的格式和内容作出了系统规定，包括：-被评估系统的详细技术描述（算法类型、版本号、运行环境等）。-测试数据集构成及代表性分析。-评估指标的计算结果及置信区间分析。-不同攻击强度下的性能差异对比。-已知局限性说明及适用范围的界定。四、主要起草单位介绍4.1德国联邦信息安全办公室（BSI）德国联邦信息安全办公室（BundesamtfürSicherheitinderInformationstechnik，简称BSI）是本标准编制工作的核心推动单位之一。BSI成立于1991年，是德国联邦政府直属的信息安全专业机构，隶属于德国内政部，总部位于波恩。作为国家级信息安全权威机构，BSI的核心职责涵盖信息安全标准制定、安全评估与认证、网络安全监测预警以及信息安全教育普及等多个领域，在欧洲乃至全球信息安全治理体系中占据重要地位。在生物特征识别安全领域，BSI长期扮演着引领者的角色。早在2012年，BSI便启动了针对生物识别系统安全性的系统性研究项目，与德国联邦印制公司（Bundesdruckerei）合作开发变形图像生成与检测工具，并在德国电子护照系统中率先部署了变形攻击检测功能。2017年，BSI发布了《生物特征识别系统安全评估指南》，为德国政府部门和企业的生物识别系统选型和采购提供了技术依据。在ISO/IEC20059:2025的编制过程中，BSI委派了多位资深专家深度参与核心章节的起草工作。BSI团队牵头完成了标准中威胁模型框架和评估指标体系的设计，将德国在实际评估中积累的丰富经验和技术方案融入国际标准。特别是BSI开发的形态攻击检测基准测试方法，为标准的测试数据集构建和性能评估方法提供了重要参考。4.2其他主要参与单位除BSI外，以下机构也为本标准的制定作出了突出贡献：-美国国家标准与技术研究院（NIST）：凭借其FRVT测试评估项目的丰富经验，为标准提供了大量权威的实证数据和方法论建议，推动了评估指标体系的科学化和规范化。-法国国家科学研究中心（CNRS）：与其联合实验室共同参与了变形攻击生成算法的分类体系设计，为标准的攻击类型框架提供了学术支撑。-中国电子技术标准化研究院：作为中国参与SC37工作的核心支撑单位，积极组织国内产学研机构参与标准研讨，为标准的国际协调性和适应性提出了建设性意见。-韩国电子通信研究院（ETRI）：在大规模测试数据集构建和跨种族评估方面贡献了重要的技术方案和测试数据。五、标准应用与影响5.1对生物识别产业的影响ISO/IEC20059:2025的发布对生物识别产业产生了深远影响。首先，该标准为生物识别系统供应商提供了明确的产品安全性要求和评估指引，促使企业在产品研发阶段即考虑变形攻击的防御能力。其次，标准中的量化评估指标使不同供应商的产品在安全性维度上具有可比性，有助于形成良性竞争的市场环境。第三，标准的发布将推动第三方检测评估机构开展相应的测试服务，带动检验检测产业链的完善和发展。5.2对用户单位和管理部门的指导意义对于政府主管部门、边境管理机构、金融机构等生物识别系统用户单位而言，该标准提供了系统化、可操作的安全评估工具。用户单位在采购和部署生物识别系统时，可依据该标准对候选产品进行安全性评估和横向比较，降低选型决策风险。同时，该标准也为监管部门制定相关政策法规提供了技术参照，有助于形成"标准引领—检测支撑—监管保障"的闭环治理体系。5.3国际互认与贸易便利化作为国际标准，ISO/IEC20059:2025统一了各国在变形攻击抵抗力评估方面的技术要求和程序规范，有助于消除生物识别产品的贸易技术壁垒。基于该标准开展的检测评估结果可在国际范围内获得认可，促进生物识别产品和服务的跨境流通与互认。六、结论与展望6.1总结ISO/IEC20059:2025《信息技术评估生物测定系统对变形攻击的抵抗力的方法》是生物特征识别安全领域一项具有里程碑意义的国际标准。该标准首次系统性地定义了变形攻击的威胁模型、评估指标体系、测试方法和报告规范，填补了该领域的国际标准空白。标准的发布凝聚了全球众多专家和机构的智慧和实践经验，标志着生物识别系统安全性评估从碎片化、经验化阶段迈入了系统化、规范化阶段。6.2展望随着人工智能技术的快速发展，变形攻击手段将持续演进。基于生成对抗网络、扩散模型等新型生成技术的攻击方法不断涌现，攻击的逼真度和隐蔽性将持续提升。ISO/IEC20059:2025作为一项具有前瞻性的标准，其技术框架为后续修订和完善预留了充分的扩展空间。未来，标准体系的发展将呈现以下趋势：一是标准的动态化演进。随着变形攻击技术的更新迭代，ISO/IEC20059可能需要定期修订，及时纳入新型攻击方式和相应评估方法，保持标准的时效性和技术前瞻性。二是与其他标准的协同整合。该标准将进一步与ISO/IEC30107系列、ISO/IEC19795系列等生物识别标准形成更加紧密的标准簇，构建层次分明、衔接顺畅的生物识别安全评估标准体系。三是向多模态生物特征扩展。当前标准主要聚焦于面部图像，未来有望扩展到指纹、虹膜等多模态生物特征识别系统，形成覆盖全面的标准矩阵。四是测评技术的自动化和智能化。大数据与人工智能技术的融合持续赋能测试评估技术体系，推动评估工具向自动化、智能化和自适应化方向发展，提升评估效率和准确率。可以预见，随着ISO/IEC20059:2025在全球范围内的推广实施，以及相关配套标准和测试服务体系的持续完善，生物特征识别系统的安全性将得到显著提升，为全球数字经济的发展和公共安全的保障提供更加坚实的技术基础。参考文献[1]ISO/IEC20059:2025,Informationtechnology-Methodologiestoevaluatetheresistanceofbiometricsystemstomorphingattacks,2025.[2]ISO/IEC30107-1:2016,Infor