生物识别 智慧安防显身手

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所谓生物识别技术就是通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特征（如指纹、指静脉、人脸、虹膜等）和行为特征（如笔迹、声音、步态等）来进行个人身份的鉴定。

突破了传统身份验证方法的局限性

其实需要进行身份验证的场景在我们的日常生活中比比皆是。我们回家都会用钥匙开门，去公司上班需要用员工卡通过门禁和记录考勤，我们在ATM机取钱时需要插入银行卡并输入取款密码。但是这种身份验证方式具有容易丢失、被盗取、被仿冒、被遗忘、被破解的缺点，因此很难判断通过身份验证者的合法性。因此，身份认证不只需要认证“信物”的正确性，还要认证“信物”持有人的合法性。传统身份验证方式“信物”和“信物”持有人是分离的，因此“信物”容易被仿造。怎样的身份验证方式可以同时验证“信物”的正确性和合法性呢？

人体的一些先天生物特征具有唯一性，比如指纹、指静脉、虹膜等。如果把这些特征作为身份验证的信物，要比把钥匙、磁卡和密码作为信物具有天生的优势，因为前者本身就与被验证者共存，验证了它们的正确性也就验证了它们的“持有者”的合法性。能够用于身份验证的生理特征除了要具有唯一性外，还要具有广泛性、稳定性和可采集性。除了生理特征外，行为特征也可以作为身份验证的特征，比如声音、签名和步态，但因为人的笔迹、签名和步态经常会发生变动，进行模式匹配时难度较大。

指纹识别已不是新鲜事

指纹是人的手指末端皮肤上凹凸不平的纹线，指纹具有终身不变性、唯一性，不仅每个人的指纹不同，就是同一个人的十指指纹也有区别。但是如何判定两枚指纹不同呢？通常是利用指纹中出现的中断点、分叉点和转折点作为特征点，利用指纹识别算法进行匹配。指纹会在其他物体上留下印记，因此19世纪末开始用于识别罪犯，现在指纹自动识别系统已被各国广泛用于刑事案件的侦破。自911之后，美国加大了对外国入境者指纹数据的采集力度，2007年开始向包括中国在内的美国签证申请者采集十指指纹，而之前只需采集两个食指的指纹。指纹识别技术不仅能用于鉴别罪犯和，也可以用于单位和个人财产的安全防护。

虹膜的形成由遗传基因决定

虹膜位于巩膜和瞳孔之间，包含了眼睛最丰富的纹理信息，由相当复杂的纤维组织构成，具有斑点、褶皱、条纹、腺窝等丰富的细节特征。虹膜作为生物识别特征的奇妙之处在于，首先，它的形成是由遗传基因决定的，遗传基因的表达决定了虹膜的形态、生理、颜色和总外观；其次，婴儿八个月大的时候，虹膜发育就进入了相对稳定期，除极少见的情况外，数十年都不会产生变化；虹膜位于角膜之后，想要改变虹膜外观，需要进行非常精密的外科手术，且面临视力受损的风险；最后，虹膜的纹理特征是可见和可采集的。上述四个特点使得虹膜成为生物识别特征的不二人选。虹膜上的纹路复杂，特征点非常多，对采集设备的精度和处理的算法也提出了很高的要求。目前国际上大部分虹膜识别系统采用的是DAUGMAN算法，通过这个算法提取的特征量非常大，可以提取到266个量化特征点，而一般的生物识别技术只有13-60个特征点。

虹膜识别的应用范围广泛，而且识别精度高，但是因为采集设备价格昂贵，且对所提取的特征点图像精度要求非常高，适用于安保措施更加严格的场所，并可以和其他身份识别手段配合使用。目前一些机场已经安装了虹膜识别出入境管理系统。

人脸识别：让犯罪分子无所遁形

衙役把通缉要犯的画像贴在城门楼前的场景我们在古装电视剧里已经屡见不鲜，这种通过发动群众识别举报，在主要交通枢纽埋伏守候的手段现在依然常见。而今有了一种新的追踪识别技术，就是人脸识别。

人脸识别技术能在动态的场景和复杂的环境下判断是否存在人脸，实现的方法有很多，比如首先设计一个人脸的标准参考模板，并对差异程度设计一个阈值，计算采集的样品和标准模板之间的匹配程度。或者根据人脸一定的结构分布特征来判断样品中是否包含人脸。一旦在动态的复杂环境中发现人脸的话，还可以将采集到的人脸和面像库中的人脸进行逐一的匹配，直到找出最佳的匹配对象。人脸识别同其他生物识别方式相比的一个突出优点就是可以进行人脸的跟踪，即对被检测到的人脸进行动态目标跟踪。通过网络把在主要的汽车站、火车站、机场和码头使用人脸识别智能摄像机拍摄到的犯罪嫌疑人的头像和公安机关面像库进行对比，就可以通过人脸识别技术定位被追踪逃犯。2006年北京西站和北京站启用的人脸识别系统，可以精确测量面部眉毛、眼睛、鼻子等五官之间的距离，简单的改装没有用，就连双胞胎都逃不出这套系统的法眼，一个月内就抓获百余名疑犯

生物识别技术仍在不断进步

虽然生物识别技术比传统识别技术更上一层楼，可是也有着缺陷。当指腹的皮肤在水里长期浸泡过，被腐蚀性溶液腐蚀后，或者破损结疤后，会因原本的特征点改变而无法通过验证。指纹采集识别设备的灵敏性也会因为被灰尘和油污附着而降低。甚至还出现了用蜡油和硅胶做成的“指纹膜”，成功欺骗了指纹识别设备。虹膜识别的精确度要高于指纹识别，虹膜的特征点多，非常复杂，不易作假。尽管如此，据称西班牙人已经研制出了一种虹膜作假机，通过逆向工程，破译虹膜识别算法以及不同人虹膜代码的组成，重建虹膜中的数字代码。人脸识别会受到光线环境的影响，当面部主要特征被遮挡或改变的时候，需要对部分关键性特征做修正。

虽然生物识别不可避免的具有弱点，但是依旧要比传统的身份识别方式作假难度大、成本高。可以通过生物识别方式和传统的身份验证方式、两种或两种以上生物识别方式配合使用，进一步提高作假成本来保证识别结果的可靠性。

科研人员也在不断努力。比如为了应对假的“指纹膜”，科学家们又研究出了指静脉识别技术。活体手指才具有静脉图像特征，非活体的手指得不到静脉图像特征，因此拿一个“死”的“指纹膜”是无法骗过指静脉识别设备的。

生物识别的应用领域非常广阔，大到维护国际和平，小到保护每个人的私人财产。通过在国际机场安装生物识别设备，能够避免911悲剧重演，公安机关能利用它们发现并追捕逃犯，博物馆的珍贵文物需要它们的保护，它还能降低校园枪击案发生的可能性，以及保护个人的金融资产安全。但是构建良好的国际秩序和社会治安，仅靠生物识别是不够的，也需要每一个人都尊重他人的生命和财产，树立良好的法制意识，“中国梦”就不再遥远。