Face Swap ist ein Verfahren, bei dem das Gesicht einer Person, zum Beispiel in einem Video, durch ein anderes Gesicht ersetzt wird, während Mimik, Beleuchtung und Blickrichtung gleich bleiben.
Auf einen Blick
Manche Modelle sind laut BSI mit geringem Zeitversatz auch in Echtzeit zum Gesichtstausch einsatzfähig.
Das BSI führt als eigenes Verfahren das Face Reenactment, bei dem Kopfbewegung, Mimik oder Lippenbewegung einer Person manipuliert werden.
Wird das Gesicht teilweise verdeckt, etwa von einer Hand, treten laut BSI weitere Fehler auf.
Was ist Face Swap?
Face Swapping tauscht ein Gesicht gegen ein anderes aus: Aus der Eingabe des Gesichts einer Person wird das Gesichtsbild einer anderen Person mit derselben Mimik, Gesichtsbeleuchtung und Blickrichtung erzeugt. Technisch lernen neuronale Netze, aus einem Gesichtsbild die relevanten Mimik- und Beleuchtungsinformationen kodiert zu extrahieren und daraus ein entsprechendes Gesichtsbild zu erzeugen. In gängigen öffentlichen Softwarebibliotheken wird laut BSI ein Autoencoder-Verfahren als Modell verwendet, und als Trainingsmaterial werden nur wenige Videominuten einer Zielperson benötigt, die allerdings von hoher Qualität sein und möglichst verschiedene Gesichtsmimiken und Perspektiven enthalten müssen.
Setzt ein Versicherer ein Video-Ident-Verfahren ein, kann ein Angreifer versuchen, es per Face Swap zu umgehen, indem er in der Videoaufnahme das Gesicht einer anderen Person annimmt. Das BSI beschreibt als Identitätsdiebstahl den Fall, dass Kriminelle nach dem Diebstahl eines Personalausweises in einer Videoaufnahme das Gesicht des eigentlichen Ausweisbesitzers annehmen und so etwa in dessen Namen ein Konto eröffnen. Bei Fernidentifikationsverfahren wie der Videoidentifikation scheinen nach Einschätzung des BSI solche Angriffe erfolgversprechend, da ein potentieller Verteidiger lediglich das Ausgangssignal erhält. Neben dem Face Swapping führt das BSI als eigenes Szenario die Überwindung biometrischer Systeme, bei der Unbefugte etwa ein Foto nutzen, um ein Smartphone per Gesichtserkennung zu entsperren.
Wie funktioniert Face Swap?
Face Swap funktioniert über neuronale Netze, die Mimik- und Beleuchtungsinformationen eines Gesichts kodieren und daraus das Gesichtsbild einer anderen Person erzeugen. Das Modell lernt dies im Training; als Trainingsmaterial werden laut BSI nur wenige Videominuten einer Zielperson benötigt, die allerdings von hoher Qualität sein und möglichst verschiedene Gesichtsmimiken und Perspektiven enthalten müssen. Hinterher zeigt das erzeugte Gesicht dieselbe Mimik, Gesichtsbeleuchtung und Blickrichtung wie die Ausgangsperson, weil das Modell die kodierten Mimik- und Beleuchtungsinformationen des eingegebenen Gesichtsbildes übernimmt. Sichtbare Übergänge zwischen Gesicht und Hintergrund, etwa wechselnde Hautfarbe und Hauttextur, sowie Unschärfe bei teilweise verdecktem Gesicht gehören laut BSI zu den Fehlern, die dabei auftreten können.
Manche dieser Modelle sind teilweise und mit einem geringen Zeitversatz in Echtzeit zum Gesichtstausch einsatzfähig. Bei Echtzeitanwendungen hat ein Angreifer nicht die Möglichkeit, mit Artefakten behaftetes Material manuell zu bereinigen. Neben dem Face Swapping führt das BSI das Face Reenactment als eigenes Verfahren, bei dem Kopfbewegung, Mimik oder Lippenbewegung einer Person manipuliert werden.
Face Swap im Vergleich
| Kriterium | Face Swap | Deepfake |
|---|---|---|
| Verhältnis | Face Swap ist eine Unterform von Deepfake-Technologien. | Deepfake-Technologien umfassen neben dem Gesichtstausch weitere Manipulationsarten. |
| Gegenstand | Das Gesicht einer Person wird durch ein anderes Gesicht ersetzt; Mimik, Beleuchtung und Blickrichtung bleiben gleich. | Das BSI nennt daneben das Face Reenactment, bei dem Kopfbewegung, Mimik oder Lippenbewegung einer Person manipuliert werden. |
| Spuren | Mögliche Anzeichen sind sichtbare Übergänge zwischen Gesicht und Hintergrund sowie Fehler bei teilweise verdecktem Gesicht. | Bei der Verwendung von Manipulationsmethoden können Artefakte auftreten, die sich mit Methoden der Medienforensik detektieren lassen; laut BSI bieten Gegenmaßnahmen in der Regel keinen vollständigen Schutz. |
Woran erkenne ich einen Face Swap?
| Merkmal | Worauf es ankommt |
|---|---|
| Übergänge | Zwischen dem Gesicht und dem Hintergrund können Übergänge sichtbar sein, zum Beispiel wechseln Hautfarbe und Hauttextur. |
| Verdecktes Gesicht | Wird das Gesicht zum Teil verdeckt, etwa von einer Hand, können weitere Fehler auftreten, beispielsweise wird die noch sichtbare Gesichtshälfte plötzlich unscharf. |
| Echtzeit | Bei Echtzeitanwendungen kann ein Angreifer mit Artefakten behaftetes Material nicht manuell bereinigen. |
Beispiele aus der Praxis
- Kriminelle nehmen nach dem Diebstahl eines Personalausweises in einer Videoaufnahme das Gesicht des eigentlichen Ausweisbesitzers an und eröffnen so etwa in dessen Namen ein Konto.
- Mit einem Modell, das nur wenige, aber hochwertige Videominuten einer Zielperson mit verschiedenen Gesichtsmimiken und Perspektiven als Trainingsmaterial benötigt, ersetzt ein Angreifer in einer Echtzeitanwendung sein Gesicht durch das der Zielperson.
- Ein Versicherer nutzt ein Video-Ident-Verfahren; ein Angreifer kann versuchen, es per Face Swap zu umgehen, indem er in der Videoaufnahme das Gesicht einer anderen Person annimmt.
