生物特征識别技術的發(fā)展趨勢

  随著(zhe)信息社會(huì)對(duì)個人身份認證與管理需求的不斷增長(cháng),生物特征識别技術及其相關産品已經(jīng)大量地進(jìn)入到(dào)了社會(huì)生活的各個方面(miàn),為不斷提高人類生活的品質做出了貢獻。但是,生物特征識别技術在實際的應用過(guò)程中也出現了一些問題,同時(shí),人們針對(duì)目前已經(jīng)得到(dào)廣泛應用的一些生物特征識别技術也提出了的質疑與挑戰。例如,人體指紋可以比較容易地被(bèi)複制與僞造,從而存在利用僞造的指紋副本對(duì)指紋識别系統進(jìn)行欺騙的可能(néng)性。而且,通過(guò)一定的技術手段獲取人體指紋進(jìn)行僞造的難度并不大。2006年,美國(guó)的科普節目MythBusters利用一種(zhǒng)模仿人體組織特性的凝膠材料制作了人體的指紋副本,然後(hòu)利用這(zhè)個僞造的指紋副本成(chéng)功地通過(guò)了指紋識别系統的認證。在2009年,Duc Nguyen更是非常容易地利用一張真人大小的黑白圖片通過(guò)了聯想筆記本所用的人臉識别系統的用戶登錄認證。

  為什麼(me)會(huì)出現這(zhè)樣(yàng)的問題呢?首先需要從生物特征識别技術的原理談起(qǐ)。生物特征(這(zhè)裡(lǐ)特指人體的生物特征)之所以能(néng)夠作為個人身份鑒别與識别的有效手段,這(zhè)是由其自身所具有的四個特點所決定的:普遍性、唯一性、穩定性和不可複制性。生物特征的普遍性與唯一性在多數情況下可以得到(dào)滿足,而穩定性和不可複制性則因各種(zhǒng)生物特征的自身特點而有所不同。而且,受限于傳感器與生物特征識别算法的性能(néng),生物識别系統在識别精度與防僞性能(néng)上將(jiāng)會(huì)有所下降。例如,在理論上,隻要人體面(miàn)部細節特征足夠多,那麼(me)即使是雙胞胎也可以進(jìn)行區分。實際上,對(duì)于一個現實的生物識别系統而言,要做到(dào)這(zhè)點幾乎是不可能(néng)的。但是也沒(méi)有必要太過(guò)悲觀,人們可以通過(guò)采取多種(zhǒng)生物特征相融合的識别方式,即多模态識别來提高系統的精度和保證系統防僞性。未來生物特征識别技術的發(fā)展趨勢大緻可分為三個方向(xiàng): 多模态、非接觸和網絡化。

  多模态:采用多模态生物特征融合技術可以獲得比單一生物特征識别系統更好(hǎo)的識别性能(néng)和可靠性,并增加僞造人體生物特征的難度與複雜性,提高系統的安全性。多模态生物特征識别技術是指綜合利用來自同一生物特征的多種(zhǒng)識别技術,或者來自不同生物特征的多種(zhǒng)識别技術,對(duì)個人身份進(jìn)行判斷的生物特征識别技術。基于多模态或多種(zhǒng)生物特征融合技術正在形成(chéng)一種(zhǒng)新的發(fā)展趨勢,現在已經(jīng)出現了多種(zhǒng)多模态生物特征識别技術解決方案。例如,美國(guó)SecuriMetrics, Inc.設計了一種(zhǒng)融合了指紋識别、人臉識别和虹膜識别的便攜式生物特征識别系統——HIIDE,并將(jiāng)其應用于伊拉克戰争和阿富汗戰争。多模态生物特征識别技術具有更高的安全性,可以有效降低非法入侵者進(jìn)行系統的風險。其次,多模态生物特征識别技術具有更高的識别準确率。各種(zhǒng)單項生物特征識别技術已經(jīng)具有了較高的識别精度,要達到(dào)更高的技術水平,則需要付出巨大的成(chéng)本。然而,通過(guò)采用合理的方式融合多種(zhǒng)生物特征識别技術,則可以很容易地達到(dào)新的技術水平,起(qǐ)到(dào)事(shì)半功倍的作用。再次,多模态生物特征識别技術克服了單項生物特征識别技術很難全部滿足普遍性、唯一性、穩定性和不可複制性的要求,有效地解決了系統的整體實用性問題。

  非接觸:随著(zhe)社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,人們在日常生活中更加關注公共衛生和個人衛生。因此,在公共環境下使用的生物特征識别系統,需要保證設備不會(huì)成(chéng)為細菌與疾病的傳播途徑。相對(duì)于接觸式生物特征識别系統(如指紋識别、掌形識别等),非接觸式生物特征識别系統是指在使用過(guò)程中,用戶不需要與系統進(jìn)行直接接觸,就(jiù)可以完成(chéng)人體生物特征的采集、分析與判斷。非接觸式生物特征識别系統可以為用戶帶來更好(hǎo)的用戶體驗和衛生保證,從而大大地提高了生物特征識别技術的用戶接受度。

  網絡化:信息化社會(huì)中,信息傳播、金融交易、辦公、休閑娛樂已經(jīng)越來越依賴于互聯網,随著(zhe)互聯網和雲計算技術的迅猛發(fā)展,生物認證雲將(jiāng)是生物特征識别技術下一步的發(fā)展方向(xiàng)。生物特征識别技術的終極發(fā)展目标就(jiù)是人們可以不必攜帶任何輔助的身份标識物品和知識,僅僅利用個人的生物特征就(jiù)可以實現物理訪問控制與邏輯訪問控制。例如,用生物特征取代密碼,人們可以在雲端完成(chéng)更加安全的身份認證,并進(jìn)行郵箱登錄、個人信息管理、金融交易。利用生物特征對(duì)文件加密,更安全的在網絡辦公系統中進(jìn)行公文的分發(fā)與閱讀。采用生物特征識别系統進(jìn)行酒店客房管理,客戶的登記、入住均采用生物特征識别技術,完全避免房卡丢失的煩惱。

  北京市新技術應用研究所自主研發(fā)的非接觸式掌紋掌脈識别系統,采用國(guó)内外首創的基于人體掌紋與掌脈融合的生物特征識别技術,該技術的優點是通過(guò)一次采集不同光學(xué)通道(dào)的圖像,同時(shí)獲得到(dào)人體的手掌掌紋和皮下靜脈圖像進(jìn)行識别。這(zhè)種(zhǒng)系統相比于其它多模态生物識别産品,隻要一次動作就(jiù)可以完成(chéng)多模态生物特征識别,具有更好(hǎo)地易用性、用戶接受度和識别精度。同時(shí)該技術實現了完全的非接觸式操作,并具有活體驗證功能(néng),更加安全衛生。圍繞這(zhè)一新技術,目前新技術所已經(jīng)開(kāi)發(fā)出四個系列産品,并構建了網絡化的“一掌通”智能(néng)小區、智能(néng)樓宇管理系統、基于B/S架構的網絡身份認證系統等一系列應用系統解決方案。

  作為21世紀的一個朝陽産業,生物特征識别已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入到(dào)人們生活的各個方面(miàn),它的發(fā)展趨勢將(jiāng)是各種(zhǒng)網絡化、非接觸、多模态的生物特征識别技術,這(zhè)些技術的發(fā)展必然會(huì)把生物特征識别的發(fā)展帶入到(dào)一個新的高度,并把人們的生活帶入到(dào)一個嶄新的天地之中。