生物識別技術的基本概念和原理

要掌握一門學科，首先要做的是對其基本概念和基本原理有一個熟練的掌握，然后反復思考其內(nèi)涵和外延。而要對一個概念進行真正清楚的解釋，并不是簡單的事情，可能最終不僅要用到本學科的概念，還要將其還原到本學科之外；例如我們研究的是經(jīng)濟學，那么要解釋清楚利息理論，并不是簡單地說“利息是資金所有者因借出資金而取得的報酬”就能結束的，還要將其還原到經(jīng)濟學術語之外。例如費雪的利息理論“不僅不管通脹，不管風險，不管交易費用，而更重要的是不管貨幣。他認為一個沒有貨幣的社會，物品換物品，利息還是存在的。利息的存在，不需要有貨幣，但需要有市場，物品交換就是市場了?！?這就返回到了概念出發(fā)的本原——市場。在對市場進行解釋時，就要將其還原到經(jīng)濟學之外。當然，越過經(jīng)濟學的界限后，我們就不需要再解釋下去了，因為這已經(jīng)超出經(jīng)濟學的范疇了。

盡管生物識別是否能成為一門學科，個人認為是大有疑問的，不過，個人認為要掌握相關知識，清除了解其基本概念仍是非常必要的。

以下是我初步列出的與生物識別相關的十個基本概念，難免掛一漏萬之嫌，這里的解釋也很難達到真正深入的地步，只是希望引起大家思考的興趣：

生物識別（生物認證）：

生物識別（Biometric Identification Technology）：是利用人體生物特征進行身份認證。它是基于（1）人的生物特征是不相同的（2）可以測量或可自動識別和驗證的這兩點。人的生物特征包括生理特性或行為方式。生理特征有手形、指紋、臉形、虹膜、視網(wǎng)膜、脈搏、耳廓等，行為特征有簽字、聲音、按鍵力度等。

問題：1、生物識別是否更應該稱為人物識別或人體識別？2、不同的生物識別技術之間，其共性多還是差異多，是否應該把這些技術完全獨立？

指紋識別：

指紋識別就是利用人的指紋特征對人體身份進行認證的技術。在所有的生物識別技術中指紋技術最為成熟，也應用最廣。

問題：1、指紋識別技術真的成熟了嗎？對于采集不到指紋者應該如何納入相關體系？2、指紋識別之外，什么識別技術最有發(fā)展前途？

算法

算法是計算機軟件術語，主要指完成一個任務所需要的具體步驟和方法。也就是說給定初始狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算機程序的有限次運算，能夠得出所需要的結果。算法常常含有重復的步驟和一些比較或邏輯判斷。如果一個算法有缺陷，或不適合于某個問題，執(zhí)行這個算法將不會解決這個問題。

生物識別領域所說的算法本質(zhì)上是軟件算法在本領域內(nèi)的應用，以指紋識別算法為例，其核心算法就包括，指紋匹配算法，模糊指紋圖像處理算法，指紋特征分類、定位、提取算法，以及指紋拼接算法。

問題：1、算法應該是生物識別技術的核心嗎？2、中國企業(yè)頻頻在指紋算法大賽上獲得好名次，是否說明這方面我們已達到世界水平？

指紋傳感器

總的來說，傳感器是一種以測量為目的，以一定精度把被測量轉換為與之有確定關系的、 易于處理的電量信號輸出的裝置。而指紋傳感器就是測量手指電信號的一種裝置。目前指紋傳感器有光學式、晶體電容式等等不同類型。

問題：對于中國企業(yè)來說，指紋傳感器的主要技術挑戰(zhàn)在哪里？

身份認證（身份識別）

直白地說，就是通過某種方式或手段對希望獲得某種身份的人進行的一種認證方式。比如可以通過身份證或帳號/密碼來認證你是否是本系統(tǒng)合法用戶。

問題：目前的身份認證技術到底有多少？其分類標準是什么？

AFIS（自動指紋識別系統(tǒng)）

AFIS（Automaed Fingerprint Idenification System）是指計算機對輸入的指紋圖像進行處理，以實現(xiàn)指紋的分類、定位、提取形態(tài)和細節(jié)特征，然后才根據(jù)所提取的特征進行指紋的比對和識別。

問題：AFIS在傳統(tǒng)上是專指警用領域的指紋識別系統(tǒng)，今天這個詞還有存在的必要嗎？

信息安全

綜合起來說，信息安全就是要保障電子信息的有效性和安全性。信息安全涉及到信息的保密性(Confidentiality)、完整性(Integrity)、可用性(Availability)、可控性(Controllability)。保密性就是對抗對手的被動攻擊，保證信息不泄漏給未經(jīng)授權的人。完整性就是對抗對手主動攻擊，防止信息被未經(jīng)授權的篡改?？捎眯跃褪潜ＷC信息及信息系統(tǒng)確實為授權使用者所用。 可控性就是對信息及信息系統(tǒng)實施安全監(jiān)控。

問題：1、生物識別技術的應用重點應該是在信息安全領域嗎？2、未來應該是用信息安全技術來統(tǒng)領生物識別技術還是用生物識別統(tǒng)領信息安全技術？

加密

加密技術主要是指為了達到保護數(shù)據(jù)不泄漏的目的而采用的一種技術手段，主要是把重要的數(shù)據(jù)變?yōu)閬y碼（加密）傳送，到達目的地后再用相同或不同的手段還原（解密）。加密技術包括兩個元素：算法和密鑰。算法是將普通的文本（或者可以理解的信息）與一竄數(shù)字（密鑰）的結合，產(chǎn)生不可理解的密文的步驟，密鑰是用來對數(shù)據(jù)進行編碼和解碼的一種算法。

問題：1、文件加密功能對指紋識別應用是否必需？2、其存在本身是否說明單純的指紋識別應用過于簡單滿足不了用戶需求？

指紋考勤

指紋考勤的含義很清楚：用刷指紋代替刷卡，記錄員工的考勤情況。之所以把指紋考勤列為生物識別的十個基本概念之一，是因為其重要性，據(jù)稱指紋考勤已占據(jù)了整個中國指紋識別60%的市場，而指紋識別又占了其中90%的市場份額。指紋儀考勤系統(tǒng)是利用指紋識別儀和計算機系統(tǒng)實現(xiàn)考勤登記和考勤管理的管理系統(tǒng)。

問題：指紋考勤為什么是最為成功的生物識別應用？它契合了用戶哪些方面的需求？

拒真率和認假率

由于計算機處理指紋時，只是涉及了指紋的一些有限的信息，而且比對算法并不是精確匹配，其結果也不能保證100%準確。指紋識別系統(tǒng)的特定應用的重要衡量標志是識別率。主要由兩部分組成，拒判率(FRR)和誤判率(FAR)。我們可以根據(jù)不同的用途來調(diào)整這兩個值。FRR和FAR是成反比的。用0-1.0或百分比來表達這個數(shù)。ROC(Receiver Operating Curve)-曲線給出FAR和FRR之間的關系。

問題：1、是否應該為FAR和FER制訂一個標準？2、現(xiàn)在有多少生物識別產(chǎn)品標稱的FER和FAR值是真實的？誰來檢驗其真假？