生物识别安全性技术分析及在公共安全领域应用探讨

张鹏飞，陈烈

（1.东浓智能科技（上海）有限公司；2.上海建坤信息技术有限责任公司）

1 引言

身份认证问题是人类社会的一个基本问题，从古代开始，就有了使用指印作为身份认证的手段，这可以说是最早的生物识别技术的使用。之后随着科学技术的发展进步，指纹识别渐渐成为了生物识别技术进行身份认证的主流手段，不仅仅如此，人脸识别，虹膜识别，掌静脉识别，行为特征识别都逐渐出现在世人面前。[1]

2 常见的生物识别技术浅析

2.1 指纹识别

指纹识别技术是当前生物识别技术中应用最多的技术，其根据人体指纹的纹路、细节特征等信息各不相同，呈现唯一性且终生不变，通过比较个人指纹不同纹线的细节特征点，并将其与在已知数据库中的指纹特征点进行比对，从而鉴别个人身份。

1）优点

获取和使用便捷，可靠性较强，准确性较好；专用系统易于开发，技术储备最全，扫描速度快；采集装置微型化，价格低廉，性价较好。

2）缺点

用户接受性程度较差，因为当前指模技术的发展和成熟，指纹容易被复制，安全隐患大。稳定性差，受手指皮肤受损、温湿度等外界使用环境影响明显。

2.2 人脸识别

人脸识别技术通过视频技术采集含有脸部的图像或视频流，形成人脸特征信息，并自动在图像或视频中检测和跟踪人脸，给出每个脸的位置、大小和主要面部器官的定位信息，进而提取人脸的鉴别特征，并将其与已知人脸进行对比，从而识别每个人脸的身份[2]。

1）优点

具有很强的隐蔽性，属非接触式生物技术；并发性能高，在一个场景下可同时进行多个人脸的检测、定位、判断别；方便性，采集设备使用普通摄像头即可，可利用互联网开展异地认证

2）缺点

防伪问题，防伪性历来受到关注，实现活体识别难度较大；特性稳定性，随时间推移人的面部特征变化大，必须不断认证并更新特征；环境影响，对环境敏感，如光线、聚焦、姿态等原因都可能影响准确性。

2.3 虹膜识别

虹膜识别通过对比虹膜图像特征辨识来甄别用户身份,应用的技术主要是模式识别、图像处理、特征匹配等技术。

1）优点

虹膜识别是一种极其固定和唯一特征，具有隐蔽的特点，虹膜不易磨损、老化或受疾病的影响，具有较高的准确度和抗伪性。

2）缺点

技术应用不广泛，普及程度不高，接受性程度受应用场景的限制大，成本较高。

2.4 掌静脉识别

掌静脉识别技术是利用近红外线照射人的手掌，并由光学传感器接收反射的光，其核心原理在于手掌静脉红血球中的血红蛋白会有吸收波长760nm附近的近红外线，导致静脉部分的反射较少，从而产生各异的静脉图像（见图 1）[1]。

1）优点

掌静脉识别具有唯一性、难伪造、识别快、无需接触、没有伤害、环境适应性强、掌静脉信息永久不变等诸多优点。非侵入性和非接触性成像技术对红外线的采用，可以确保使用的便捷性、清洁性和高辨识率。

图1 掌静脉识别血色素的吸光特性

2）缺点

成本较高、设备兼容技术门槛高。

表1为各生物识别的性能比较。

从上表的技术比较来看，掌静脉在同生物识别中准确性，安全性都是最高的，也容易被用户所接受[2]。掌静脉识别在全球生物生份识别技术大赛上屡获国际大奖，其本人拒绝率和他人误识率最低。

3 生物识别技术在金融行业的应用

当前，金融行业高度关注生物识别技术的应用，银行和金融相关人士表示，生物识别技术可有效避免传统信息或数字化验证手段的常规风险。例如短信验证必须经过发送通信商，通信商发送给客户两个环节，随着手机木马，伪基站等黑客活动日渐增多，短信验证码被拦截的可能性大幅增加。生物识别技术的身份认证具有不可替代性，如手机银行指纹支付采用本地验证方法，有效的避免了被网络攻击的风险（见图2）[3]。

4 生物识别技术在智慧城市的应用

生物识别技术是未来智慧城市的典型应用之一，生物识别技术以及在欧美国家应用比较广泛。随着生物识别技术的普及，各类生物技术将大幅应用于人类生活的衣食住行，奠定以生物ID为基础的数字化智慧城市。同时，随着技术在不断成熟，技术的成本也会随之大幅降低。

此外，物联网射频识别与生物识别的结合，其功能将会更加高端，智能化，若被应用到生活中来，会为我们带来更加智能，安全，便捷的生活环境[4]。

5 生物识别技术在安防领域的应用

银行卡被盗，身份被盗用，门禁卡起不到安防的作用....市场的安全状况令人担忧。然而，生物识别技术的推广应该为安防提供了新出路。生物特征有掌纹、指纹、虹膜、红外温谱等，行为特征有签字、声音、按键力度等。这些特征形成了手形识别、指纹识别、掌静脉识别、语音识别、虹膜识别、笔记识别等多种生物识别技术。目前，生物识别技术正越来越广泛地应用在机场，银行，重要机构以及高级住宅区等需要验明身份的地方。

随着科技的发展，在安防领域中的应用将越来越多[5]。

6 结语

图2 基于生物特征识别技术的远程开户示意图

而BIM 技术是最新的建筑全过程的信息化工具，实现了建筑统一化信息平台上各个工序、工种的设计协同和数据融合，并全面延伸建筑运营服务阶段的应用。将生物识别技术和BIM技术结合起来，将形成人的信息和结构、环境、机电、能源的实时融合。上海很多园区BIM技术的实施，已将建筑各项物理信息分析从设计后期显著提前，有助于建筑师和业主在生物识别技术方案、甚至概念设计阶段进行相关的决策。因此，运用BIM来贯穿带有生物识别的智慧园区建设和运维管理应用，将技术信息化与管理信息化融会贯通，以实现更有效的项目全寿命期管理和企业资源计划，已是我国建设领域未来发展的必然趋势[6]。