生物识别技术在智慧校园环境中的应用分析

阎伟东 王昌盛 王民全

摘  要 对生物识别技术在智慧校园中应用的必要性和可行性进行分析，并对其在智慧校园未来建设中拓展身份信息核查、技术融合应用、健康信息服务的功能，阐述建设应用中需要注意的问题，以期为智慧校园建设提供参考。

关键词 生物识别;智慧校园;校园管理;校园信息化

中图分类号：G647    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2019）04-0058-03

Application Analysis of Biometric Technology in Smart Campus Environment//YAN Weidong， WANG Changsheng， WANG MinquanAbstract This paper analyzes the necessity and feasibility of biome-trics application in smart campus， and expands the functions of iden-tity information verification， technology integration application and health information service in the future construction of smart cam-pus， and expounds the problems that need attention in the construc-tion application， in order to provide reference for the construction of smart campus.

Key words biometrics; smart campus; campus management; campus

computing

1 引言

随着智能生物识别技术在金融、交通、商务等领域的推广应用和不断升级完善，人们已经普遍接受指纹识别、虹膜识别、人脸识别、声纹识别、静脉识别、签名识别等方式，其中指纹、虹膜、人脸、静脉是目前应用最成功、市场份额最高的四种特征，成为一些部门提高管理效率的重要手段。

生物识别技术是一类基于个体独特的生理或行为特征对个体身份进行自动辨识或认证的技术[1]，其生物特征元素具备普遍性、唯一性、遗传性、永久性等特点。生物识别系统通常由读取器或采集仪、特征提取器、存储生物识别信息的数据库和匹配器等四部分组成[2]，正在不断整合识别方法，构建多模式的识别系统，满足各层次智慧管理的需要。近几年，生物识别技术也在大学校园管理中不断应用，实现了一定的效益价值。

2 生物识别技术在智慧校园中应用的必要性分析

便捷高效管理的需要  学生证、图书证是学生为在校学生的主要凭证，这种借助外物的方式难免因遗失、磨损、消磁等影响校园学习、生活。生物识别技术可以直接提取身体特征，随时使用，使用上更加便捷，成为真正意义上的“一卡（体）通”。

环境安全管理的需要  大学作为开放校园，人员具有数量多、类型复杂、流动性大等特点，单纯通过学生证、智能卡等方式进行身份识别，已经不能满足安全管理的需要，部分实验室、办公区等场所已经先行启用指纹识别或人脸识别进行出入管理。

未来建设发展的需要  生物识别技术初期主要应用于出入管理方面，随着技术的发展，无人超市、刷脸支付已在一些社会营业场所上线运行。使用生物识别技术在校园大环境中进行出入管理、考务管理、消费管理将成为趋势，有利于减少逐个信息核对、排队就餐等。

随着智慧校园建设的深入，智能生物识别技术将得到广泛应用，在智慧管理中发挥重要作用。

3 生物识别技术在智慧校园中应用的可行性分析

可接受性分析  可接受性是指人们对生物特征识别的接受程度，是技术推广应用的重要前提。指纹识别、人脸识别、静脉识别已实现全球大规模商用[3]，大部分人能够接受并使用指纹识别用于上下班和出入管理，部分重点部门已经部署启用人脸识别设备加强安全管理。校园人员以教职员工和学生为主，对新事物的认可和接受程度高，社会认可的成功案例也将有助于此项技术在智慧校园建设中的推广应用。

性能达标分析  性能达标是指识别要迅速、准确，配套资源健全。尤其在出入管理应用上，在准确的前提下可识别范围要够大，程度要够深，避免造成排队拥堵。随着信息技术的发展，生物识别系统已经能够对生物特征信息准确识别、提取、判断、处理。

安全性分析  安全性即不易被复制，识别稳定，采用欺诈的方法不能骗过系统。任何系统本身都存在一定的安全风险，生物识别系统也不例外，但其技术成熟度使风险可控。权威数据库LFW显示，指纹、人脸、虹膜识别准确率分别达98%、99.8%、99%[3]。生物识别技术已经开始应用到社会支付行业，且在不断更新提高准确度和可靠性，对于校园教育管理和非大额消费管理的环境，不会出现“物理克隆”的情况，完全能够满足当前校园智慧应用的需要，安全风险极低。

4 生物识别技术在当前校园信息化中的应用

生物識别技术在当前校园信息化中主要应用于门禁系统、考勤管理、人员搜索等方面，促进了校园的人员管理和安全管理。

门禁系统  主要是应用生物识别技术于出入管理。有些院校楼宇还在采用刷卡方式进行出入管理，但有些院系已经采用指纹开锁进出楼道或办公室，少数单位采用人脸识别于重要场所的安全出入管理。

考勤管理  主要是应用生物识别技术于上下班管理。目前，多数学校为加强教职工上下班秩序管理，掌握人员在校信息，安装了指纹签到机或虹膜识别终端替代以前的刷卡模式，有效避免了以往替人刷卡签到情况的出现。

人员搜索  主要是应用生物识别技术于人员的查找定位。在一些情况下根据人员照片、画像，通过人脸识别进行人员搜寻比对，尤其是学校安保部门发现可疑人员在校园活动时，可以快速发现定位其所在位置。

5 生物识别技术在智慧校园未来建设中的应用拓展

人们的身体蕴含大量丰富的生物特征信息，通过大数据和生物识别技术挖掘生物特征信息，可以促进身体信息化与大学校园信息化的有机结合，逐渐形成智能化管理的新局面。在智慧校园建设中，应在科学论证的基础上结合具体应用需求和未来需要，统一规划实施，并整合现有生物识别系统，使生物识别大系统完全融入智慧校园，提供智慧管理服务。

考生身份信息核查  考生身份信息核查是生物识别在出入管理应用的升级，是对考生身份真实性的验证，要求更为精细准确。近几年，随着生物识别技术的成熟发展和推广应用，一些省份的高考已经采用人脸识别+指纹识别双重技术以确认考生身份。以往由于生物识别技术尚未成熟，只能通过人眼将应试考生与其准考证、身份证照片比对以确认考生是否真实，虽然通常识别正确率较高，但难免存在误认、误判的情况;而人脸识别可以大大降低误判率，能够有效避免替考。

融合人工智能、大数据技术等促进教学活动  将生物识别技术与其他智能技术融合使用，如生物识别+人工智能、生物识别+大数据，扩大管理范围，实现精细化管理，提高服务水平。如可以结合视频监控系统进行智慧课堂分析，使用教室智慧监控系统既可以统计上课人员数量、上下课时间，还可以应用人脸识别技术进行行为特征判断，在课堂上通过分析教师、学生表情，结合大数据技术处理，形成对上课期间师生态度分析等;进行活动人员、人流控制，针对一些讲座报告或课程因主讲内容或场地空间受限等情况，需限定学生数量和专业时，可预置准入人员信息，由人脸识别门禁控制进入人员，借助视频监控系统人脸识别功能，未在授权范围内人员进入时将报警提示，人员头像同步显示在控制台和大屏幕，或在人员集中拥挤时提示需人员介入疏导。多种生物识别技术与智能技术的完美融合，必能拓展应用范围和提升安全应用至新的高度。

为在校人员提供身体健康信息服务  校园人员密度高，每年涉及几千甚至几万人体检，依照体检安排需要耗费大量人力、物力。在应用生物识别体系后，将对一些基础体检项目直接从系统提取数据，在统一体检时将这些项目列入免查，如年龄、身高、体型、血压等。个别生物识别系统还具有判断个体是否患病的功能，如指纹识别能够识别出某些染色体异常疾病[4]，虹膜识别能够识别出是否患有艾滋病[5]。另外，人脸识别系统可以判断个体心情性格，以此提供心理状态依据，做好预防。今后随着技术的不断进步，还可以通过波的方式进行身体检查和监测。从生物识别信息中挖掘的有关个人健康或疾病的信息需要加以重视和科学利用，减少生物识别技术身体信息化产生的消极后果[6]。

另外，生物识别还可以与视频系统结合实现无人餐厅，选餐、配餐均由自助设备自动完成，人们只需站在窗口识别支付就可取餐。此项服务已经在一些一线城市餐饮店上线试用。

6 智慧校园应用生物识别技术需要注意的问题

要充分考虑影响因素  应用需求、适用人群及规模决定技术选择，既要保证应用的需要，又要压缩建设成本，选择易于升级管理维护的系统。生物识别系统的环境可能会对识别结果产生影响。如指纹识别由于采用触摸式的验证方式，对所处环境、手指湿度和清洁度要求高，对指纹磨损、天生没有指纹或指纹特征少的人就无法识别。虹膜识别、静脉识别被广泛认为有同DNA匹配的精确度，但相较于其他生物识别硬件，其硬件造价高，难以大范围推广。人脸识别过程中可能受光照条件、面部遮盖等多方面因素的影响。综上，在具体建设时要结合应用需求、物理环境、人群特点、安全级别、建设成本等，选择适宜的识别技术或技术组合。

要高度重视隐私保护  生物识别涉及指纹、虹膜等生物特征，其中一些特征已经在公安、银行等部门作为核查身份的重要特征。生物特征一旦提取成功，就会被转化为数据，而生物特征基本是一生不变，若数据发生泄漏，就会造成非常大的影响，如印度全民生物识别支付的权威验证渠道便发生过隐私泄露事件[7]。《网络安全法》已将个人生物识别信息纳入个人信息范围，但对生物特征信息的高度隐私特殊性还未明确细化相关管理要求。因此，在智慧校园中也要注重对人员信息尤其是生物特征信息的安全保护，建议仅保留经算法处理后不可逆的生物特征数据或模型，不要保留原始数据图像、音频、视频等数据信息;并对生物特征数据库进行加密处理，防止信息泄露，给人员造成不必要的损失。

7 结语

总之，今后随着生物识别技术的成熟推广，建设成本会越来越低，应用范围将越来越广。运用生物识别技术进行智慧校园建设管理，增添了许多智慧化元素，能够实现自动化、智能化、精细化管理，使校园管理变得越来越高效、可控。将生物识别系统引入智慧校园提供技术支持，已成为智慧校园建设的重要组成部分和发展潮流方向，对未来智慧校园信息化管理具有长远意义。

参考文献

[1]Association for Biometrics （AfB）， International Computer Security Association （ICSA）. 1998 Glossary of biometric terms[J].Information Security Technical Report，1998，3（1）：98-108.

[2]胡海明，翟曉梅.论生物识别技术应用的身体信息化[J].中国医学伦理学，2018，31（4）：492-496.

[3]于成丽，刘浩.生物识别技术的发展应用及安全问题研究[J].保密科学技术，2018（5）：28-31.

[4]Hunter H. Finger and palm prints in chromatin-positive males[J].Journal of medical genetics，1968，5（2）：112-117.

[5]Select Committee on Science and Technology. Select Committee on Science and Technology Written Evidence[EB/OL].[2017-12-20].https：//www.publications.arliament.uk/pa/cm200506/cmselect/cmsctech/1032/1032we03.htm.

[6]Irish Council for Bioethics. Biometrics： Enhan-cing Security， or Invading Privacy[M].Dublin： Irish Council for Bioethics，2009.

[7]姚可.生物识别技术在支付领域应用现状及问题研究：基于浙江省应用情况的调查[J].浙江金融，2018（6）：69-74.