生物識別技術原理解析

　　接下來，針對生物識別技術大體原理和分析，邵宇將目前較常見和較成熟的六種生物識別技術一一解剖分析。

　　一、指紋識別技術

　　指紋是人與生俱來的身體特征，大約在14歲以后，每個人的指紋就已經(jīng)定型。指紋具有"固定性"，不會因人的繼續(xù)成長而改變。指紋也具有"唯一性"，不同的兩個人不會具有相同的指紋，自從1888年英國著名人類學家葛彌登、佛蘭雪所發(fā)表實驗報告，以科學方法證明此特性以來，世界各國先后設立了指紋儲藏柜，經(jīng)歷六十多年，還未發(fā)現(xiàn)完全相同的指紋卡。

　　早在公元前7000-6000年，古代的亞述人和中國人就意識到了指紋的特點，并使用指紋作為身份的象征，19世紀中葉開始了對指紋在科學意義上的研究。20世紀60年代起用計算機自動識別指紋，同時刑偵用的指紋自動識別系統(tǒng)(AFIS)逐漸在全球開始了廣泛應用。而這時的指紋采集一般都采用油墨捺印的方式。1980年后，隨著個人計算機和光學指紋采集器的發(fā)明，指紋識別技術開始進入了一些非司法領域，如居民身份證等。1990年以后，廉價指紋采集器和計算設備的出現(xiàn)，解決了快速準確的匹配算法問題，使指紋識別技術走向了基于個人的應用。從此，人們對指紋識別技術的研究，對指紋的性質(zhì)也有了進一步的認識。現(xiàn)在，指紋識別已經(jīng)發(fā)展到了活體識別技術階段，并已經(jīng)被廣泛應用在安全、考勤、計算機信息身份驗證各個領域。

　　指紋識別主要有擷取、演算、傳送、驗證等過程，其原理如下：

　?、贁X取(capture)：首先利用指紋掃描儀，將指紋的圖形及其它相關特征擷取下來。剛獲得的圖像有很多噪聲。這主要由于工作和環(huán)境引起的;比如，手指被弄臟，手指有刀傷、疤、痕、干燥、濕潤或撕破等。然后對其進行圖像增強，減弱噪聲，增強脊和谷的對比度。并為處理指紋圖像所涉及的操作設計一個適合、匹配的濾鏡和恰當?shù)拈y值。

　　②演算(algorithm)：將圖形及相關特征，運用程序運算及統(tǒng)計，找出該指紋具有所謂"人人不同且終身不變特性"的相關特征點，并將之數(shù)字化，該數(shù)字化之數(shù)據(jù)自然仍具有指紋"人人不同且終身不變"的特性。

　　③傳送(transmit)：將數(shù)字化的指紋特征在計算機上運用各種方式傳送，不論采用何種傳送方式或加解密方式，均仍保留該特有的特性。

　?、茯炞C(verify)：傳送過來的數(shù)據(jù)再經(jīng)程序運算、驗證其與數(shù)據(jù)庫中的比對資料的相似程度，達到一定程度以上的統(tǒng)計相似度，即可代表這是由本人傳送過來的指紋數(shù)據(jù)。

　　故只要符合上述原理，中間無任何種轉(zhuǎn)換上的漏失，且在一定的比對值以上，均可確認是本人的指紋。

　　下面描繪的是生物識別系統(tǒng)使用過程。

　　(1)捕捉選定生物特征;

　　(2)處理生物特征、提取和注冊生物特征模板;

　　(3)在本機信息庫、中央信息庫或在如智能卡的便攜式令牌內(nèi)存儲模板;

　　(4)現(xiàn)場掃描選定的生物特征;

　　(5)處理生物特征和提取生物特征模板;

　　(6)掃描獲得的生物特征模板同存儲的生物特征模板匹配;

　　(7)為應用提供匹配得分;

　　(8)記錄系統(tǒng)使用的相關安全審計線索。

　　科學證明，這些紋路在圖案、斷點和交叉點是各不相同的，具有唯一性和永久性，這是支持指紋生物識別技術的重要科學依據(jù)。指紋的識別通常使用對比識別法，就是通過指紋采集儀把手指的特征點(斷點，分叉點，孤立點)用復雜的指紋計算方法，把初始采集的特征點換算為計算機可以識別的加密二進制文件，存入計算機。在每次身份認證時，只要把新采集下的指紋和計算機內(nèi)的指紋文件相互對比，就能在極短時間內(nèi)完成任何人的身份識別認證。

　　指紋識別技術有：便于獲取實用性強、可靠性易于增加、掃描指紋的速度很快而方便、應用廣泛等優(yōu)點。以亞略特的產(chǎn)品為例，指紋識別技術類產(chǎn)品系列就包括：指紋門鎖、`指紋考勤機、指紋保險柜、指紋鼠標、指紋采集儀、指紋U盤、指紋硬盤、網(wǎng)絡指紋認證平臺系統(tǒng)等。