發布日期：2022-07-14 點擊率：52
指紋用于人類識別和驗證已經有很長時間了,并且在全球已經非常普及。有很多種對人進行識別的方法,但是指紋識別發展非常迅速,這是因為它兼有經實際應用證實了的高可靠性、高精度和穩定的成本性能。
指紋驗證/識別系統設計中最重要的因素
NEC公司的指紋驗證/識別軟件已經被多個基準測試結果證明是最好的產品之一,包括像美國國家標準技術協會組織的基準測試。很多人會認為指紋驗證/識別的性能取決于驗證/識別軟件,這些軟件提取被識別人的指紋圖像,然后將這些圖像與存儲在基準數據庫中的指紋特性進行對比。然而,要完成識別,系統需要考慮參考特性數據,這些來自基準數據庫的數據會達數百萬,甚至更多。很自然,識別軟件的性能非常重要,但是,這并不是實際指紋系統中的唯一要素。比識別軟件更為重要的是在不同的照明條件和皮膚狀態下對指紋圖像質量的控制。盡管指紋傳感器的角色很重要,但是很少有人知道市面上指紋圖像獲取設備的差異。
至今有很多研發工作被放在開發新的指紋傳感器,以確保在各種照明和皮膚狀態下獲取高質量的指紋圖像。人們依然在全球范圍內尋求和開發新的傳感器。
為同樣的目的,NEC的工程師們為開發高性能的指紋傳感技術努力工作了許多年,并且已經成功開發出獲得優質指紋圖像的新方法,甚至是從非常干到非常濕的手指條件下。這種方法稱為“手指內幅射光散射讀取法”。圖1給出了這種方法的示意圖。在這種方法下,光線從LED發光二極管射入到手指,然后從手指的表面幅射出來,然后被傳感器陣列單元直接檢測到。峰脊處的光直接進入傳感器單元并被識別為明亮部分,峰谷區的光線會在手指表面散射,只能檢測到一部分,因此被識別為黑暗部分。這種傳感器以此捕獲指紋圖像。圖2是NEC指紋識別產品PU800的照片,它采用了兩維陣列單元。NEC還開發了另外一種產品系列- PU700系列,它使用一維線性陣列傳感器掃描指紋表面,并利用全景合成方法合成指紋圖像。利用這些新型傳感器,很少有人無法將他們的10個手指全部錄入。
指紋系統應用
指紋應用在全球得到了迅速普及,并被廣泛用于個人用途,例如個人電腦的登錄控制以及進入高度安全區域的門禁控制。一個相對較新而且有意思的應用是新生兒監護房。房間里只需安裝一個這樣的系統就能控制陌生人的靠近,從而有效防止對新生兒的綁架。此外,指紋傳感器現在已被嵌入到很多移動終端中。指紋識別是一種非常適合各種移動應用的生物識別模式,這些應用需要很小尺寸的傳感器。指紋識別現在還被廣泛用于官方應用的認證確認。例如,有幾個國家利用指紋識別技術來確保駕照、養老金支付和很多其他類社保應用不能被復制。識別卡不僅能存儲臉部圖像數據,還能保存指紋數據,實現安全的社會或技術服務。這種技術還能用來開拓很多新型的自動識別服務,例如國際機場中針對那些經常旅行的乘客的特別通道,以確保順利的登機和離機過程。
圖1:“手指內幅射光散射讀取法”示意圖。
臉部識別與應用
臉部圖像識別技術是一種非接觸式用戶友好的技術。它不需要任何特殊的工作來輸入臉部生物特征識別數據,臉部圖像可以被操作人員用來直接進行對人的驗證和識別。這種技術還是可以追蹤的,可以有效地威懾犯罪。臉部生物特征識別技術并沒有指紋特征識別技術那樣準確,但是具有足夠的精度實現訪問控制驗證和用戶認證。
NeoFace是NEC公司針對臉部圖形驗證和識別系統開發的生物特征識別產品。NEC擁有一個用于監視用戶臉面的個人電腦軟件包“Face Monitor”,該系統會不斷進行驗證以檢查當前用戶是否是注冊用戶。最近的移動電話大都具有了數碼相機功能,現在某些型號的移動電話還增加了臉部驗證功能,例如NEC公司的N903i移動電話。在國際機場和其他邊界安全出入口,NeoFace臉部圖形識別系統可以幫助移民官員發現非法移民。
圖2: NEC的PU800單元
安全性和便利性
生物特征識別系統在設計時通常要組合生物特征識別、密碼或暗號等多種安全措施。一些安全專家認為這樣并不安全,因為存在兩個入口。真是這樣嗎？我認為某些安全系統的弱點是對用戶來說不夠便利。人們更愿意使用簡單的、并不安全的密碼,例如生日或電話號碼,這些可以很容易記住。
對生物特征識別系統的另外一個批評是,一旦所存儲的數據被泄露,將是災難性的,因為它不能像密碼或PIN那樣被修改。如果所用的是特征數據而不是圖形數據,那將變得很難模仿。指紋系統通常只保存加密的特征數據,并不保存指紋圖像本身,以提高安全等級。如果加密足夠,那么被泄露的信息也不能用于攻擊。為解決冒名頂替者的入侵,需要進行數據安全設計,包括保護加密消息以及防止篡改設備。模仿本身并沒有盜取密碼那么容易。未來對這個問題的可能解決辦法是探測生命的技術。這正在成為越來越重要的研究課題,但是相關研究依然還處于不成熟的階段。
生物特征識別數據據說是非常私人性的數據。然而,你的臉部總是公開的,而且你在日常生活中總是到處留下指紋。因此,生物特征識別信息并沒有人們想象中那么機密。雖然虹膜或皮膚紋理信息如果在沒征得別人同意的情況下很難獲得,但是難以保證未經本人同意的情況下,在其未經意之間掃描得到。事實上,最近的一個新聞故事告訴我們,目前已經開發出一種新技術,當人走過一個大門時就能對他的虹膜進行掃描,他不會意識到他的虹膜圖像已經被別人獲得。
因此,我們應該從風險的角度來評估一個系統的安全性,包括人們動作的傾向性,而不是僅僅從基于數學建模的技術弱點來評估。生物特征識別數據本身并不一定是什么機密,但是它應該是一種受保護的人權,在未經本人的同意下不能獲得和使用這種數據。生物特征識別的這種思想或概念是將來生物特征識別技術普及的關鍵,是確保個人安全與社會和諧幸福的重要因素。
作者:MASANORI MIZOGUCHI
政府解決方案運營部經理
NEC公司
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