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出入境管理、金融支付、公共安全等关键领域的广泛应用，针对生物识别系统的安全威胁日趋严峻，其中以人脸变形攻击（MorphingAttack）尤为突出。变形攻击通过将多个个体的生物特征图像进行融合，生成同时包含多个身份特征的合成图像，能够有效欺骗人脸识别系统，对身份认证安全构成重大威胁。为应对这一挑战，国际标准化组织联合制定并发布了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》。本报告围绕该标准的立项背景、技术内容、评估框架、应用价值及未来发展方向进行了系统阐述。该标准首次在国际层面为生物识别系统变形攻击抵抗力评估提供了统一的基准方法和量化指标体系，定义了全攻击检测能力（FTA）、误接受率（FAR）、误拒绝率（FRR）等核心评价参数，并建立了从攻击类型定义、评估数据集构建到测试流程与报告规范的完整技术框架。本标准的发布填补了国际标准化体系中生物特征识别安全评估领域的重要空白，对提升生物识别系统的安全性、促进全球技术互认与合规评估具有重要的指导意义和深远的战略价值。关键词：生物测定；变形攻击；抵抗力评估；ISO/IEC20059；人脸识别安全；生物特征识别Keywords:Biometrics;MorphingAttack;ResistanceEvaluation;ISO/IEC20059;FaceRecognitionSecurity;BiometricIdentification一、引言1.1研究背景生物特征识别技术（BiometricRecognition）利用人体固有的生理特征或行为特征进行身份识别与验证，已广泛应用于电子护照、边境管控、金融支付、智能终端解锁、公共安全监控等众多领域。随着深度学习技术的快速发展，人脸识别系统的识别精度已大幅提升，在受控环境下甚至超过人类视觉水平。然而，识别性能的提升并未同步带来安全性的全面提升，针对生物识别系统的新型攻击手段不断涌现，其中变形攻击（MorphingAttack）已成为当前威胁最为严重、技术防范最为困难的攻击方式之一。变形攻击的核心原理在于：攻击者利用图像融合技术，将两个或多个不同个体的面部图像进行数字化融合，生成一张同时包含多个个体身份特征的"变形图像"（MorphedImage）。该图像在视觉上能够同时被多个个体认定为"与自己相似"，在生物识别系统中则可能被多个身份所匹配。如果攻击者将变形图像用于证件照片申请，便能获取一张可供多人共同使用的合法证件，从而实现身份冒用、非法入境、金融欺诈等恶意目的。研究表明，当前多数商用人脸识别系统对精心制作的变形攻击缺乏有效的防御能力，由此引发的安全隐患已受到国际社会的高度关注。1.2标准立项的必要性尽管变形攻击的威胁日益凸显，但国际上长期以来缺乏统一的变形攻击抵抗力评估标准。各研究机构和企业在进行安全测评时各用其法，导致测试结果之间缺乏可比性，难以形成具有公信力的安全性认证体系。具体而言，面临以下突出问题：1.评估方法不统一：不同评测主体采用各异的数据集、攻击生成算法和评估流程，结果差异大；2.评价指标不明确：缺少公认的量化指标体系，难以准确度量系统对变形攻击的抵抗力水平；3.结果互认困难：缺乏统一的测试标准和报告规范，各国、各机构之间的评估结果无法实现互认；4.安全监管缺乏依据：政府部门难以依据科学统一的标准对生物识别产品进行安全准入和监管。在此背景下，制定一项国际统一的变形攻击抵抗力评估标准，既是技术发展的迫切需要，也是全球生物识别安全治理的必然要求。ISO/IEC20059:2025正是在这一需求驱动下应运而生。1.3标准发布概况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》由国际标准化组织与国际电工委员会联合制定，发布日期为2025年8月25日。该标准的发布标志着生物特征识别安全评估领域的一项重大标准化成果正式落地。二、标准概述2.1标准基本信息|项目|内容||------|------||标准编号|ISO/IEC20059:2025||标准名称|信息技术评估生物测定系统对变形攻击的抵抗力的方法||英文名称|Informationtechnology–Methodologiestoevaluatetheresistanceofbiometricsystemstomorphingattacks||标准状态|现行||发布机构|国际标准化组织（ISO）/国际电工委员会（IEC）||发布日期|2025-08-25||国别|国际组织||语言|英语|2.2标准适用范围本标准规定了评估生物测定系统对变形攻击抵抗力的统一方法论，主要适用于以下对象和场景：-人脸识别系统：包括人脸验证（1:1比对）和人脸辨识（1:N检索）两类应用模式；-证件签发与查验系统：如电子护照、身份证、签证申请等场景中的人脸图像审查；-生物识别产品开发商：用于产品研发阶段的安全性自查与迭代优化；-第三方测评机构：用于开展独立、公正、可复现的安全评估；-监管机构与行业用户：用于产品安全准入、采购选型和合规审查。2.3标准定位与设计原则ISO/IEC20059:2025在制定过程中遵循了以下核心设计原则：-通用性：适用于不同技术路线和算法架构的生物识别系统，不依赖于特定实现方式；-可操作性：提供明确的测试步骤和计算方法，便于各类主体实施落地；-可比性：通过统一的指标体系确保不同系统间评估结果的可比性；-可扩展性：框架设计考虑技术演进，便于后续版本引入新型攻击模式；-规范性：严格遵循ISO/IEC30107系列标准的基本框架，保持标准体系的一致性。三、标准核心内容3.1变形攻击的定义与分类标准首先对变形攻击所涉及的关键概念进行了规范化定义，为后续评估工作奠定了术语基础。核心定义包括：-变形攻击：通过图像处理技术将两个或多个数据主体的生物特征样本（通常为面部图像）进行融合，生成在生物特征比对中能与多个数据主体产生匹配的合成样本的攻击行为。-变形图像（MorphedImage）：变形攻击所生成的合成生物特征样本，其在视觉上或特征空间中同时呈现多个数据主体的特征。根据生成机理的差异，变形图像可分为传统数字图像融合变形（基于经典图像处理技术）和基于深度学习生成模型（如生成对抗网络、扩散模型等）的深度变形攻击，后者近年来发展迅速，在保真度和攻击成功率方面均显著提升。-攻击主体（Attacker）：实施变形攻击的个体或组织。在标准框架下，攻击主体通常指持有变形证件的冒用者。-贡献主体（Contributor）：其生物特征被用于生成变形图像的个体。通常为攻击者的共谋者，其合法身份信息（如照片）为变形图像的生成提供了一部分特征来源。-变形攻击呈现（MorphingAttackPresentation）：向生物识别系统提交变形图像以试图影响识别结果的行为过程。此外，标准对变形攻击进行了系统分类，主要分类维度包括：-按融合对象数量：双主体变形攻击（二元变形，即仅两个个体）和多主体变形攻击（多元变形）；-按图像类型：数字图像变形攻击和打印-扫描（物理呈现）变形攻击；-按生成技术：传统图像处理变形与深度学习生成式变形。3.2评估指标体系标准构建了一套多维度的量化评估指标体系，各指标从不同角度刻画系统的变形攻击抵抗力水平。核心指标包括：（1）全攻击检测能力（FTA,FullAttackDetectionCapability）FTA是衡量系统抵抗变形攻击能力的综合性核心指标，反映在所有攻击场景条件下，系统正确拒绝变形攻击的概率。计算公式为：FTA=1−FAR_Morphing其中，FAR_Morphing表示在变形攻击场景下系统将变形图像错误接受为合法身份的概率。FTA值越高，表明系统的变形攻击抵抗力越强。（2）误接受率（FAR,FalseAcceptanceRate）在变形攻击评估场景中，FAR定义为系统将变形图像错误判定为与注册身份匹配的概率。该指标直观反映了系统在面对变形攻击时的脆弱程度。（3）误拒绝率（FRR,FalseRejectionRate）FRR定义为系统对合法用户的正常访问请求进行错误拒绝的概率。在评估变形攻击抵抗力时，需要同时关注FRR——如果系统为了防御变形攻击而过度收紧比对阈值，将导致用户体验显著下降，因此需要在安全性与可用性之间寻求平衡。（4）评估决策误差权衡（DET曲线）标准引入了检测误差权衡曲线（DetectionErrorTradeoff,DET）的可视化分析工具，通过绘制FAR与FRR在不同阈值下的变化关系曲线，全面展示系统在安全性与可用性之间的权衡特性，为系统阈值设置和性能优化提供参考依据。（5）其他辅助指标包括攻击呈现分类错误率（APCER）、正常呈现分类错误率（BPCER）等，用于从不同维度细化评估系统的表现。3.3评估流程框架标准规定了一套系统化的评估流程，确保评估过程的科学性、可重复性和结果可比性。评估流程主要包括以下阶段：第一阶段：评估目标明确与方案设计。评估主体首先应明确被评估系统的应用场景（如边防查验、金融开户等）、系统类型（验证或辨识）、攻击类型范围以及目标安全等级。在此基础上制定详细的评估方案，包括确定评估数据集规模、攻击生成方法、比对阈值的设定策略等关键参数。第二阶段：评估数据集构建。数据集应覆盖不同的年龄段、性别、种族的真实人脸图像，确保样本多样性。需制备两类数据：正常注册与验证图像，以及基于这些图像生成的变形攻击图像。标准对变形图像的生成质量提出了明确要求，包括视觉效果自然度、融合平滑度等。此外，数据集的构建需符合数据保护和隐私合规要求，涉及个人生物特征数据的处理应遵循适用的法律法规。第三阶段：攻击模拟与测试执行。将变形攻击图像注入被评估系统，按照规定的测试流程进行系统化测试，记录每次测试的判定结果。测试过程中应严格控制变量，确保评估结果的可靠性和可复现性。第四阶段：数据统计与指标计算。对测试结果进行统计分析，计算前述各项评估指标，并生成DET曲线。在统计过程中应考虑结果的置信区间，确保评估结论的统计有效性。第五阶段：评估报告编制。标准要求评估报告应详细记录评估环境、数据集信息、攻击生成参数、测试步骤、原始结果数据和最终评估结论，确保评估过程的可追溯性和结果的可复现性。3.4报告规范与结果呈现为了确保评估结果的透明性和可比性，标准对评估报告的内容和格式提出了规范性要求。报告应至少包含以下核心内容：1.被评估系统的技术描述（包括算法类型、版本信息、运行环境等）；2.评估数据集详细信息（样本数量、分布特征、数据来源等）；3.攻击场景与攻击生成方法的详细说明；4.各项评估指标的量化结果及其计算方法说明；5.DET曲线及关键决策阈值的分析；6.评估结论与安全等级判定。四、标准的技术特点与创新4.1构建统一评估基准ISO/IEC20059:2025的核心贡献在于首次建立了国际统一的变形攻击抵抗力评估基准。在此之前，各研究机构和企业通常使用自建数据集和自定义评估流程，导致测试结果不可比、不可复现。本标准的发布从根本上改变了这一局面，为全球范围内的安全评估提供了共同的"标尺"。4.2覆盖多种攻击模式标准充分考虑了变形攻击技术的多样性和演进趋势，评估框架不仅覆盖了传统的基于图像融合的变形攻击（即基于landmark的经典图像融合），也涵盖了利用生成对抗网络和扩散模型等深度学习技术的深度变形攻击，同时对数字域和打印-扫描物理域的攻击类型均进行了考量。这种全面性设计确保了标准在应对技术演进时具有较强的适应性和前瞻性。4.3安全性与可用性的综合度量标准引入了同时包含安全性指标和可用性指标的综合评估体系。在衡量系统对变形攻击抵抗力的同时，兼顾了系统对合法用户的正常服务水平。这一设计理念体现了"安全不是唯一目标"的务实标准化思路，要求系统在增强安全防护的同时，不应以显著牺牲用户体验为代价。4.4与国际标准体系的衔接本标准在术语体系和评估框架上与ISO/IEC30107（生物特征识别呈现攻击检测）系列标准保持了一致性，其中ISO/IEC30107-3规定了呈现攻击检测的测试与报告方法。同时，ISO/IEC19989系列标准提供了生物识别安全评估的通用准则与过程，为本标准在具体攻击类型（即变形攻击）上的细化提供了上位支撑。这种体系化衔接确保了标准间的兼容性和互补性，便于整体理解和统一实施。五、主要参与编制单位介绍5.1国际标准化组织/国际电工委员会第一联合技术委员会（ISO/IECJTC1）ISO/IECJTC1（联合技术委员会）是国际标准化组织与国际电工委员会共同设立的第一联合技术委员会，专门负责信息技术领域的国际标准化工作。作为ISO/IEC20059:2025标准的归口管理机构，JTC1为标准的制定提供了组织框架和程序保障。JTC1下设的第37分技术委员会（SC37）专门从事生物特征识别领域的标准化工作，是生物识别领域国际标准制定的核心技术机构。SC37的工作范围涵盖生物特征识别术语、数据交换格式、接口规范、性能测试与报告、安全性评估等多个方面，已发布ISO/IEC19794（生物特征数据交换格式）系列、ISO/IEC30107（呈现攻击检测）系列等重要国际标准。本标准的制定工作即由SC37下属的工作组承担。在标准制定过程中，来自各成员体的专家围绕变形攻击定义范围、评估指标选取、测试流程设计、数据集规范等核心议题进行了多轮深入研讨和技术论证。经过草案编制、征求意见、技术审查、最终投票等多个阶段，标准于2025年8月25日正式发布。5.2其他重要参与力量除ISO/IECJTC1/SC37外，以下类型的组织也为本标准的制定做出了重要贡献：-国家标准化机构：包括中国、美国、德国、英国、日本、韩国等主要成员体的国家标准化机构，组织本国专家参与标准研讨，反馈各国在生物识别安全领域的实际需求和技术经验；-学术与科研机构：包括NIST（美国国家标准与技术研究院）等知名研究机构，在变形攻击检测算法评测、基准数据集建设等方面提供了重要的技术输入；-产业界代表：全球主要生物识别技术供应商、安全方案提供商和检测认证机构，从产业实践角度为标准的技术可行性提供了有益参考。六、标准实施的意义与展望6.1对行业的影响ISO/IEC20059:2025的发布实施将产生广泛而深远的影响：（1）推动产业安全能力升级。标准为生物识别系统开发商提供了明确的安全评估指南，促使企业在产品研发阶段就嵌入变形攻击防御机制，从而整体提升行业安全水位。（2）促进市场秩序规范化。统一评估标准使不同厂商产品的安全性表现可量化、可比对，为政府采购和行业选型提供了客观依据，有助于形成良性的市场竞争格局。（3）支撑监管体系构建。各国监管机构可参考本标准建立生物识别产品的安全准入制度，对涉及国家安全和公共利益的关键应用场景提出明确的变形攻击抵抗力要求。（4）便利国际贸易与合作。国际统一的评估标准有助于消除技术性贸易壁垒，促进生物识别产品和服务的跨境流通与国际互认。6.2面临的挑战与未来方向尽管本标准已经发布，但变形攻击技术的演进并未止步：-新型攻击技术持续涌现：基于扩散模型、神经辐射场等新型生成技术的变形攻击不断出现，攻击的逼真度和隐蔽性持续提升，评估方法需动态更新；-多模态变形攻击初现端倪：指静脉、虹膜等模态的变形攻击研究虽有探索，但目前的标准仍主要聚焦于人脸模态。跨模态和融合模态的变形攻击评估方法有待研究；-深度伪造检测的融合：变形攻击检测与更广泛的深度伪造检测技术之间的融合趋势日益明显，未来标准需考虑更广义的合成内容安全评估框架；-标准化工作的持续迭代：ISO/IECJTC1/SC37将继续跟踪变形攻击技术的发展动态，适时启动标准的修订和扩充工作，确保标准的持续适用性和技术前瞻性。七、结论ISO/IEC20059:2025的正式发布，是国际生物特征识别安全标准化进程中的一个重要里程碑。该标准首次为评估生物测定系统对变形攻击的抵抗力提供