继条码技术之后生物识别技术悄然兴起 ［ 作者：佚名转贴自：本站原创点击数：74更新时间：2004-4-16文章录入：admin ］ 信息时代的一大特征就是身份的数字化和隐性化，如何准确鉴定身份，保证信息安全呢？信用卡号、银行帐号、网络登录号，我们可能被生活中过多需要记忆的密码搅得心烦。如何不用记忆这些密码而又不用担心自己身份无法认定呢？正在悄然兴起的生物识别技术正好可以解决上述问题。 　　 生物识别技术的概念 　　 很久以前，观众在观赏好莱坞的电影时，对于影片中用密码来作身份或门禁识别，感到惊讶不已。曾几何时，密码已成为大家日常生活中不可或缺的一部份，从提款卡到信用卡刷卡，几乎每天都会接触到。再看看今天的好莱坞电影，从“回到未来”到“不可能的任务”，不断出现用视网膜、声音、掌形、指纹来作为身份识别的场景，可见未来将会是生物特征识别的场景，可见未来将会是生物特征识别作认证的世界。 　　 所谓的生物识别，简单来说，在门禁上用钥匙开门是用“你拥有的东西（something you have）”，用密码是用“你知道的东西（something you know）”，而用视网膜等生物特征则是用“你的一部分（something you are）”；换言之，你也许会丢掉钥匙，或是忘记密码，但用自己身上的一部分则没有这样的顾虑。 　　 而生物识别技术是指通过计算机利用人类自身生理或行为特征进行身份认定的一种技术，如指纹识别和虹膜识别技术等。据介绍，世界上某两个人指纹相同的概率极为微小，而两个人的眼睛虹膜一模一样的情况也几乎没有。人的虹膜在两到三岁之后就不再发生变化，眼睛瞳孔周围的虹膜具有复杂的结构，能够成为独一无二的标识。与生活中的钥匙和密码相比，人的指纹或虹膜不易被修改、被盗或被人冒用，而且随时随地都可以使用，这也应了人们常说的一句话：“只有自己才是最可靠的。” 　　 人类在追求文档、交易及物品的安全保护性与方便性经历了三个阶段的发展。第一阶段也就是最初始的方法，是采用大家早已熟悉的各种机械钥匙。第二阶段是由机械钥匙发展到数字密钥，如登录上网的个人密码（Password）以及使用银行自动提款机所需的身份识别码（PINs—Personal Identification Number）、身份证（ID Cards）或条形码等，它是当今数字化生活中较为流行的一种安全密钥系统。随着21世纪的来临，一种更加便捷、先进的信息安全技术将全球带进了电子商务时代，它就是积光学、传感技术、超声波扫描和计算机技术于一身的第三代身份验证技术——生物识别技术。 　　 生物识别技术的应用 　　生物识技术是依靠人体的身体特征来进行身份验证的一种解决方案，由于人体特征具有不可复制的特性，这一技术的安全系数较传统意义上的身份验证机制有很大的提高。 　　 目前，国外许多高技术公司正在试图用眼睛虹膜、指纹等取代人们手中的信用卡或密码，并且已经开始在机场、银行和各种电子设备上进行了实际应用。 　　 美国一家名为“虹膜扫描”的高技术公司研制出的虹膜识别系统已经应用在美国得克萨斯州联合银行的三个营业部内。储户两手空空就可以来银行办理业务。他们在取款机上取钱时，一台摄像机首先对用户的眼睛进行扫描，然后将扫描图像转化成数字信息与数据库中的资料核对，以对用户的身份进行检验。 　　 日本三菱电机公司不久前将“指纹认证装置”微型化，并内置于公司将要推出的手机中。使用者只要用手指触摸手机的传感部位，手机就能马上识别出指纹是否与使用者事先登记的指纹一致。如果与事先登记的指纹不相符合，电话就不能接通。这使手机用户再也不必担心手机被人盗用了。 　　 生物识别技术虽然在机场、银行、公安等方面有广阔的应用前景，但是它最有应用前途的地方学还是在电子商务领域。鉴于生物识别的可靠性，未来人们在上网购物或者交易时，首先在指纹或者虹膜识别仪上进行身份认证，这可以保证网络管理机构有效监督网络交易的参与者，大大降低不法分子对网络交易的破坏活动。 　　 另据报道，为了促进网上交易，美国总统克林顿6月30日在美国费城签署了电子签名法案。法案的签署促使美国各大高技术公司加紧开发保证电子签名安全的技术，这主要包括一个人身份的呈密数字化装置和附加在计算机上的指纹或虹膜识别设施等。 　　 网上交易需要买卖双方验明正身，特别是网上进行的国际贸易更需要有效的技术来鉴定真伪。近来，美国一些电子商务公司开始应用生物识别技术来进行身份核对，扫描使用者的指纹即是其中的一种。 　　 专家认为，由于指纹等的不可复制性，利用指纹等人类自身生理或行为特征进行身份认定的生物识别技术，也许才是最可靠的鉴别手段。虽然可靠程度还有待验证，使用者是否感到舒服也需要实践，但近来生物识别技术已经在技术和应用上有了一些新的进展。 　　 据悉，开发商最近在生物识别技术的应用程序接口（A P I）标准方面取得了一致，可以用于视窗或其他操作系统。微软已表示，将在新的视窗系统中安装生物识别应用程序接口。 　　 美国最大的银行美洲银行最近也开始为一些用户提供指纹识别服务。用户要想进入该银行的网上财务服务系统，除上网口令、个人身份号码外，还需要提供指纹，这提高了系统的安全性。此外，一些美国的国际贸易公司也正在积极试用指纹识别软件。 　　 5月份，微软公司宣布将把生物认证技术添加到自己的视窗操作系统中，这对这项新技术的发展无疑将起到促进作用。微软公司的女发言人对生物鉴定技术的前景充满了信心，她指出，这正是用户们所需要的东西，因此是十分炙手可热的卖点，而且对于原始设备制造商（OEM）来说，将这种技术加到各种平台里是再好不过的选择，同时，OEM的介入可以使用这种技术更快的普及起来。 　　 产业分析专家认为，微软的介入将推动生物鉴定技术产业的发展，作为业界的巨头，微软的加盟此自有它的意义。它可以自己的行动引起IT界人士对这种技术的关注，从而使一些原本已与生物鉴定技术擦身而过的专业人士再回过头来重新审视它的价值。 　　 除了技术上的进展以外，需求的推动也决定了生物识别技术在电子商务领域内的应用潜力。目前的国际交易大多需要通过银行签发许可让，但许可证并不可靠，常常使商家陷入各种形式的骗局。此外，有统计表明，使用生物识别技术还可以使买方平均节省4％至5％的费用，即省去付给经纪人佣金和银行的服务费。 　　 据国际生物识别产业协会估计，生物识别技术的软件和硬件市场，有望在10年内达到每20亿美元的规模。不过一些分析家认为，目前人们仍然习惯于口令和个人身份号码，大约要到2003年生物识别技术才能取而代之。 　　 目前，生物识别技术正越来越广泛地应用在机场、银行和网上交易等需要验明身份的地方。随着新的身份识别技术的发展，生物识别将成为未来身份认定的重要方式。 　　 指纹识别技术趋势 　　人体的生物特征包括指纹、声音、睑孔、视网膜、掌纹、骨架等，而其中指纹凭借其无可比拟的唯一性、稳定性、再生性倍受关注。在几种主要生物特征识别科技中，指纹识别和人类历史发展渊源最深。十七世纪时，英国皇家医科大学N.Crew发现了指纹，到十九世纪末英国人F.Galton确立了指纹永久不变及万人不同的关键特性，使指纹很早就成为犯罪侦察的重要依据。 　　 二十世纪六十年代，计算机可以有效地处理图形，人们开始着手研究用计算机来处理指纹，自动指纹识别系统AFIS由此展开来。AFIS是当今数字生活中一套成功的身份鉴别系统，也是未来生物识别技术的主流之一，它通过外设来获取指纹的数字图像并存贮在计算机系统中，再运用先进的滤波、图像二值化、细化手段对数字图像提取特征，最后使用复杂的匹配算法对指纹特征进行匹配。时下，有关指纹自动识别的研究已进入了成熟的阶段，著名的大型指纹识别系统有：美国联邦调查局的AFIS系统，英国迪米里印迹公司的FIS系统，日本NEC公司的指纹鉴定系统，北美英弗公司的指纹鉴别系统等；成功的指纹识别产品有：Compaq、DigitalPcrsona、NEC等公司生产的指纹识别器；美国SGSTHOMSON制造的TouchChip指纹识别芯片等。随着指纹识别产品的不断开发和生产，不久的将来该项技术的应用将进入民用市场，服务大众。据悉在美国ATM提款机加装指纹识别功能已经开始使用，持卡人可以取消密码（避免老人和孩子记忆密码的困难），通过指纹直接操作。除了指纹识别技术外，近些年来视网膜识别技术和签名识别技术的研究也取得了骄人的成绩。视网膜识别技术分为两个不同的领域：虹膜识别技术和角膜识别技术。虹膜辩识系统使用一台摄像机来捕捉样本，而角膜扫描的进行则是用低密度的红外线去捕捉角膜的独特特征。由于该项技术具有着高度的准确性，它将被应用在未来军事安全机构和其他保密机关中。 　　

传统的指纹识别运用局限在法律用途，而且是以人工肉眼比对，十分费时。从八十年代开始，各国政府已将指纹卡输入大型电脑代替人工比对，且全球已累积到一亿张以上的数量。然而这些资料是先以油墨沾印到指纹卡，于扫描进电脑。指纹品质多半不够好，有时甚至在犯罪现场上采到清晰的指纹，也会因建档的指纹资料模糊，而无法找出嫌犯。目前的技术发展，已有足够能力取得高品质的活体指纹影像，且在建档及传输上完全电脑化，足以解决上述的窘境。 　　 指纹机的技术不断在研究改进中。起初是以完美按压的指纹作测试，一旦实际运用时才发现，人的指纹会按压得十分完美的机率很低。而且人的手指柔软度不同，干湿度亦不同，都会影响到指纹识别的进行。如今，指纹已达到活体指纹识别的阶段，可以判读每一回不同的按压，按压的角度、压力、手指的湿度也会影响电脑取得指纹影像的条件。 　　 指纹识别技术的评估指标为安全度（FAR：False Accept Rate，错误接受率）及使用便利性（FRR：False reject Rate，错误拒绝率）。理想化的产品是安全度高且便利性强，但在无法以现阶段技术到时，产品的定位可由安全性高、方便性较低（例如在信息安全系统使用FAR：百万分之一，FFR：八分之一）来设计；或以便利性高但安全性较低（例如在指纹考勤系统使用FAR：千分之一，FRR：百分之二）方向定位。 　　 指纹识别技术之前景 　　指纹识别技术作为高新科技，其开发方向主要是下列两者： 　　1．取代传统的安全系统（如钥匙、密码、卡片等）； 　　 作为现有安全系统的取代品，主要是发挥生物识别的优点，即具有随身携带的便利性及不能仿冒的安全性。 　　2．创造信息社会中的新需求（如网络安全、电子认证等）； 　　 迈入网络形态的信息时代，许多资产均以电脑内部的信息方式存在。电脑（信息）安全业将是一个新的产业，而指纹识别技术将扮演一个非常重要的角色，指纹识别产品的科技及专业知识，提供人类生活的新便利，并在高科技领域中扮演开拓及领导者的角色。 　　 在未来的世界中，电子认证和网络安全将成为安全体系中的重点，以往因为高科技生物识别工具的缺乏，指纹的运用仅限于法律用途，然而随着指纹识别科技的成熟，我们可以预见未来的世界将是一个以生物识别认证为基准的世界，与日常生活的各个层面紧密结合，相关应用请参考指纹识别应用一览表。 　　 指纹识别产业已由集中使用的时代，走入分散使用的时代，例如对应于信息产业，正走入高度成长期。 　　在集中使用阶段，主要是指纹处理电脑化，产业为AFIS（自动指纹查缉系统）指纹卡输入系统、比对系统，目的在将已有的大量的十指指纹卡输入电脑，利用电脑比对取代传统的人工比对方式。使用者均为公安部门的指纹专家，输入系统为人工介入的半自动化系统，且AFIS系统均设置在特定场所。 　　 在分散使用阶段，指纹机仍属桌上型（DESK TOP）形态，储存指纹的格式必须建立国际标准，以使建立的指纹档可以互相交换运用，这阶段前半期的市场定位以信息安全为主，后半期是以电子认证为主要市场。由于活体指纹识别技术的发展成功，使指纹识别系统可不需由特定人士操作，成为一般人可使用的工具，使指纹识别进入分散使用的阶段。 　　 就像电脑进入PC时代一样，指纹识别机的个人使用时代终将到来，预计在2003年后，指纹识别机将走入消费性产品时期，届时，或许连移动电话也将附加指纹识别功能。 　　 指纹识别技术技术为网上银行保驾护航 　　指纹识别技术在很短的时间内得到了长足的发展，但是用户对于个人隐私的安全程度始终却存有疑虑。 　　 在银行，我们看到的景象不外乎是不苟言笑的警卫（当然是有武器的），安装在各个角落的大大小小的摄像机，以及各类安全锁、保险门。但是对于网上的金融机构而言，这些安全措施全都形同虚设，如何在网络上有效地保护自己成了在线金融业的头等大事。 　　 位于加拿大多伦多的ING Direct公司是个有三年历史的在线金融服务机构，最近，该公司决定采用将新形的高科技硬件和软件与传统的识别方法：指纹鉴别法结合使用的技术来确认用户的身份，这也就是时下流行的生物鉴定项目。 　　 ING Direct公司的用户不需要用纸、笔，他们只是坐在家里利用PC机完成认证过程；关键的奥秘在鼠标上，这种由SecuGen Corp公司出品的特殊鼠标在按键中装有一个内置的指纹扫描仪，对新装备有特殊爱好的用户也可以尝试另一种新型的鼠标，它的形状是一个小棍子，同样装有指纹扫描仪。将这种鼠标与安全软件结合在一起使用，用户就可以建立自己识别的标志，进入自己的银行帐户。 　　 ING Direct公司当然希望为自己的顾客提供安全等级更高的服务，因此在今年年初，它在7个国家内为自己的500余名日本用户配置了生物鼠标，同时加强了宣传和引导力量。 　　 银行方面的官员说他们相信生物谁技术可以为用户提供更安全的保护，而且这也正是他们一直在寻找的便捷的方法，但对于用户会做出什么样的反应，他们没什么信心。但从整体情况来看，用户并没有流露出比银行工作人员所想象的更多的关于隐私保护方面的担心，而是以一种比较开放的态度接受了这种新技术。但不利因素也是存在的，硬件的价格就是让人无法回避的难题，每只新鼠标的价格为100美元还多，加入软件的价格，这种高技术产品的成本的确有点太高了。 　　 ING Direct公司今年夏天将对这种产品进行全面检测，以便决定它的技术是否允许该公司在所有顾客中展开次项服务。生产生物认证设备的厂商则充满信心，相比起过去容易忘记、丢失、被盗的密码和智能卡，这种认证技术无疑更为方便和安全。 　　 因为密码丢失的问题给许多大公司每年都造成数百万美元的损失。据Gartner集团统计，有大约20％到50％的公司会遇到需要重新设定密码问题，以一个拥有2,500台桌面计算机的机构为例，每年在重设口令上的花费就可能达到＄850,000。 生物识别技术的发展 　　21世纪是宽带网的时代，形形色色的网络将成为这个时代的特征，人们可以在家中享受网络公司提供的各种服务，不但电脑可以上网，彩电、冰箱、手机和各种通讯设备都可以上网，一大批全球网络公司孕育而生，传统模式的经济结构受到冲击，而网络科技将领导新的世界经济趋势，人类生存与发展的主题在数字领域中重新定位。互联网作为宽带网时代的一个最重要组成部分，会以更优质、多元化的特色服务全民，这一点是勿庸质疑的。然而，开放的信息系统必然存在众多潜在的安全隐患，窃密和反窃密、破坏和反破坏的斗争仍将继续。在这样的斗争中，安全技术作为一个独特的领域越来越受到全球网络建设者的关注。 　　 根据最近的Forest & Sullivan战略研究报告，世界生物识别技术市场——主要是硬件设备和相关软件市场在1996年所获得的利润是一亿零三百万美元，到2003年，利润将增加到一亿七千万美元。平均年增长率为7.5％。现有生物识别技术市场竞争环境受到若干因素的影响，该市场也表现出市场脆弱，工业结构不明确，资金有限等特点。 　　 报告指出自动身份鉴定产业也正在演变。例如传统条形码ID技术，OCR和磁条技术都面临来自更复RFID技术，智能卡技术和生物识别技术的市场冲击。专家指出所有专业自动身份认证技术公司在今后5年内将形成一个数十亿美元的市场。 　　 Forest & Sullivan略研究报告指出，在欧洲，门禁市场1996年的利润是十二点七亿美元，到2003年，该市场的利润将达到19.6亿美元。这还不包括一些监控设备的市场利润。 　　 位于旧金山的Forest & Sullivan市场研究公司指出去年全球自动识别市场，包括生物识别技术市场有22亿美元。它们预计在今后两年中该市场会达到1000亿美元。与之相关的软件和硬件市场到2005年会增长42％，它的市场会达到40亿美元。 　　 我国在生物识别技术方面的应用相比欧美国家虽然起步较晚，但其中也不乏有一批专业公司专注于此，把先进的生物识别技术推广应用到各个行业中。座落于上海浦东张江国家软件园的上海同济斯玛特识别技术有限公司就是一家从事生物识别技术及相关产品的研究、开发、生产及销售的高新技术企业。上海同济斯玛特识别技术有限公司系由上海同济科技实业股份有限公司与美国斯玛特电子科技有限公司共同投资成立的。斯玛特电子技术有限公司是一家外商独资企业，总部位于美国硅谷，由华裔科学家创办。依托于美国斯坦福大学的技术力量，专注于生物特征识别技术的研发、生产和销售。

生物识别技术迅速普及 国外厂商纷在华抢摊 　　腰上别着大串的钥匙，口袋里揣着大把的证件，脑袋里还要记着大堆的密码，丢了一样就会寸步难行———这就是现代人的真实写照。在中科院、科技部和公安部前不久共同主办的首届中国生物认证发展战略论坛暨生物认证产业联盟成立大会上，科学家们展示的一系列生物识别技术的最新成果，让人有理由相信，终有一天，我们将把钥匙、证件、密码等这些整日搅得我们心烦意乱的东西统统扔掉，用我们所固有的脸相、虹膜、指纹、声音、笔迹等特征证明：“这就是我”。 　　生物识别技术开始迅速普及 　　在中关村海龙大厦，人们已经可以买到指纹锁，把这种锁安在自家的大门上，从此您就可以告别钥匙，因为您的指纹就是任何外人都无法仿造的钥匙。中科院自动化研究所所长、青年科学家谭铁牛说，所谓生物识别技术就是指通过计算机，利用人体所固有的生物特征或行为特征来进行个人的身份鉴定。如指纹、手形、眼虹膜、声音、脸相、DNA等与生俱来的终身难以改变的生理特征以及笔迹、步态等后天形成的行为特征。 　　随着数字化时代的到来，生物识别技术正得到迅速的发展。特别是“9·11”以后，由于反恐、刑侦、信息安全、金融安全等多方面的需要，传统的以密码为特征的身份识别技术开始越来越难以满足这些行业高安全性的要求，生物识别技术受到格外重视。美国“9·11”后连续签署了爱国者法案、边境签证法案、航空安全法案，都要求必须采用生物识别技术作为法律实施保证，要求在明年10月前将指纹、虹膜等生物特征加入护照中。今年6月，世界民用航空组织向其188个成员国公布了生物技术的应用规划，提出在个人护照中加入生物特征，并在进入各个国家的边境时进行个人身份的确认。目前，此规划已经得到了美国、欧盟、澳大利亚、日本、韩国、南非等国通过。计划将在2004年底左右开始实施。 　　五花八门的生物识别技术 　　科学家介绍说，从技术种类上说，指纹识别研究是最早也是应用最多的生物识别技术，虹膜识别技术以其高精度以及几乎无法伪造而成为近期国际研究以及应用中一个受到特别关注的领域；人脸识别技术是近期研究中的一个重点与热点，特别是受世界民用航空组织发布的关于在护照中应用人脸、指纹、虹膜技术规划的影响，全球各大研究机构、各大跨国公司已将人脸识别作为下一代的战略制高点加以重点投资、研究。 　　在中科院自动化所的实验室里，记者看到了一些生物识别技术的最新应用。 　　瞪瞪眼睛就能代表密码，这是自动化所开发成功的便携式虹膜身份认证系统。今后在登录网络时人们只需对着仪器瞪一下眼就行了，再也不用输入一长串密码了。 　　对着电脑说几句话，电脑就能认出你是谁，这是自动化所正在开发的电话远程身份认证系统。科学家介绍说，声纹识别技术是另外一种正在走向成熟的生物特征识别技术。目前大部分的网络或电脑系统都是采用“密码”来进行身份验证，然而密码很容易被盗用。通过声纹特征身份验证的方式可以杜绝非法人员的盗用。 　　正在研制的手机人脸识别系统对公安系统将会特别有用。科学家介绍说，如果在野外发现嫌疑人，只需要用可拍照彩屏手机将嫌疑人的脸拍下来并发送给服务器，服务器就会立即将识别结果以短信形式通知手机，从而快速、准确地识别嫌疑人。 　　步态识别技术这两年开始备受关注。与通常依赖于人体近距离或接触性的第一代身份识别技术如指纹、虹膜、脸相等不同的是，一个人走路的姿态最易于秘密地远距离捕获，步态识别技术就是利用人们走路的姿势进行身份识别。美国五角大楼正拟定采用步态识别技术进行反恐。 　　最近国际上还出现了一种新的识别技术：颅骨识别。结合国家863计划支持的三维动画课题，中科院自动化所生物特征识别认证与测评中心已经组建了专门的研究团队。 　　生物识别无懈可击吗？ 　　生物特征识别技术的惟一性既是这个技术的优点，也是其先天缺陷。从2000年开始，在德国、日本、美国、英国等国家都有人宣布，他们成功发明了新型的材料以及工艺过程，可以很方便地采集到人们留在任何地方的指纹，并使用伪造的指纹成功地使得原有的系统失效。在这种情况下，生物特征的惟一性受到了挑战。 　　科学家介绍，通过外围的方法提高识别系统的防伪性能是一条可行的途径。如指纹识别系统，可以通过同时测量指纹的温度、湿度、压力、弹性等进行防伪特征的鉴别；虹膜可以通过眼皮识别、虹膜动态识别等技术鉴别造假的虹膜；而人脸则可以通过三维面部特征的处理提高识别的防伪性。 　　国际生物集团的统计表明：目前国际生物特征识别技术的市场已达10亿美元，到2005年底市场将达到22亿美元的水平。同时，市场每年将以超过80%的速度增长，2007年可达41亿美元。 　　前不久，日本一家著名公司来到北京，全力推销其生物特征识别技术，希望能用于2008年的北京奥运会。而在北京西站，一家国外公司开发的人脸识别技术已经开始试用。专家评论说，中国这个大市场已受到国外许多生物识别技术产品厂商的关注，而以目前的情况看，中国厂商很难在即将到来的这个大市场中讨得便宜。 　　相关资料显示，目前中国从事生物特征识别技术产品开发的厂家多达200多家，但产品趋同化现象严重，在2002年总体约有2.5亿元的市场中，超过40%的产品都用于低端的考勤、门禁上。在技术方面，虽然中科院自动化所等研究机构掌握一些核心算法，打破了国外的技术封锁，但大多数企业的硬件设备源于国外的几个硬件供应商。政府也没有针对生物识别技术的专门法律、标准。这些都将使中国在未来的竞争中处于不利地位。(记者 孙海东)