指靜脈認(rèn)證技術(shù)在信息安全領(lǐng)域應(yīng)用初探

文/尹麗丹 李寧

在現(xiàn)如今的信息化時代，人們越來越注重信息安全。由于傳統(tǒng)的身份認(rèn)證方法有著易復(fù)制、易丟失、易盜取的缺陷，而具有隨身、唯一、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)的生物認(rèn)證方式逐漸走入人們的生活，成為最有發(fā)展前景的身份認(rèn)證方式。市場上占比重最大的生物認(rèn)證技術(shù)就是指紋認(rèn)證。近年來，由于靜脈認(rèn)證技術(shù)較之指紋認(rèn)證技術(shù)的活體性，比指紋認(rèn)證更加安全、不可復(fù)制性更高，逐步成為人們所關(guān)注的熱點(diǎn)。指靜脈認(rèn)證技術(shù)的快速發(fā)展，存在著核心技術(shù)缺乏，價格較高的缺點(diǎn)，但隨著國內(nèi)中高端企業(yè)的交流合作，國家政策的大力支持和配合，指靜脈技術(shù)逐步融合、取代其他身份認(rèn)證已成為趨勢。

傳統(tǒng)生物認(rèn)證技術(shù)

生物認(rèn)證技術(shù)就是通過計(jì)算機(jī)與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等高科技手段密切結(jié)合，利用人體固有的生理特性（如指紋、臉象、虹膜等）和行為特征（如筆跡、聲音、步態(tài)等）來進(jìn)行個人身份的鑒定。20世紀(jì)60年代，生物認(rèn)證技術(shù)誕生，之后隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步逐漸發(fā)展起來。下面主要介紹聲紋識別技術(shù)、指紋識別技術(shù)、視網(wǎng)膜識別技術(shù)、指靜脈識別技術(shù)。

聲紋識別，是生物識別技術(shù)的一種。人類語言的產(chǎn)生是人體語言中樞與發(fā)音器官之間一個復(fù)雜的生理物理過程，人在講話時使用的發(fā)聲器官——舌、牙齒、喉頭、肺、鼻腔在尺寸和形態(tài)方面每個人的差異很大，所以任何兩個人的聲紋圖譜都有差異?？梢宰鳛樯镒R別的依據(jù)。但是聲紋不是一成不變，不僅與生理、病理、心理、模擬、偽裝有關(guān)，也與環(huán)境干擾有關(guān)。

指紋識別，就是通過光學(xué)技術(shù)、硅技術(shù)或超聲波技術(shù)提取指紋圖像，使用不同的數(shù)字化算法在指紋圖象上找到并比對指紋的特征，從而把人和指紋一一對應(yīng)。指紋識別技術(shù)由于其可靠性、穩(wěn)定性、獨(dú)一性強(qiáng)加之價格低廉，成為目前生物檢測學(xué)中研究最深入，應(yīng)用最廣泛，發(fā)展最成熟的技術(shù)。相應(yīng)的，指紋識別技術(shù)存在特體難成像、受環(huán)境濕度、手指粗糙度影響和指紋痕跡可復(fù)制的缺點(diǎn)。

視網(wǎng)膜識別技術(shù)作為最古老的生物識別技術(shù)，早在20世紀(jì)30年代得出唯一性理論。錄入設(shè)備從視網(wǎng)膜上可以獲得 400個特征點(diǎn)，同指紋錄入比較，指紋只能提供30到40個特征點(diǎn)用來錄入。優(yōu)點(diǎn)，視網(wǎng)膜不磨損、不老化、不直接接觸、隱藏在身體內(nèi)部不易仿制。缺點(diǎn)是激光照射眼球影響健康、不易降低成本。

新走入人們視線靜脈認(rèn)證技術(shù)，不僅具有傳統(tǒng)生物識別技術(shù)的不會遺失、不會被竊、無記憶密碼負(fù)擔(dān)的特性；還具有不受表皮粗糙、外部溫度、濕度環(huán)境的影響、活體性等特性，比傳統(tǒng)生物認(rèn)證更加安全、不可復(fù)制性更高，逐步成為人們所關(guān)注的熱點(diǎn)。

指靜脈認(rèn)證技術(shù)

指靜脈認(rèn)證技術(shù)的產(chǎn)生

指靜脈認(rèn)證技術(shù)源于日立公司在醫(yī)學(xué)科技領(lǐng)域?qū)θ祟惔竽X功能活動管理的高級研究項(xiàng)目。在這項(xiàng)研究中，近紅外線被用來觀察血液流量的增加情況，研究人員同時發(fā)現(xiàn)，這種技術(shù)同時也適用于指靜脈圖像的采集工作。1997年日立中央研究開始對指靜脈認(rèn)證技術(shù)進(jìn)行研究，并獲得多項(xiàng)專利。2005年，日立公司開發(fā)出指靜脈ATM機(jī)。同年，國內(nèi)燕南信息科技公司的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)開始對指靜脈認(rèn)證技術(shù)進(jìn)行研發(fā)和實(shí)驗(yàn)。其實(shí)早在幾年前國內(nèi)就對靜脈認(rèn)證技術(shù)開始理論研究和實(shí)驗(yàn)，如清華大學(xué)的2003年發(fā)表的“人體手背血管圖像的特征提取及匹配”一文中就提到靜脈認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)和后期處理算法。隨著指靜脈認(rèn)證技術(shù)在日本等國家的研發(fā)和使用，指靜脈認(rèn)證技術(shù)逐步融合、代替?zhèn)鹘y(tǒng)的指紋、虹膜等生物認(rèn)證技術(shù)已成為趨勢。政府也在指靜脈認(rèn)證技術(shù)的研發(fā)上給予支持。2006年10月，中國民航大學(xué)的楊金鋒獲得國家自然科學(xué)基金資助，研究手指靜脈認(rèn)證,這是目前國內(nèi)手指靜脈認(rèn)證領(lǐng)域第一項(xiàng)獲得國家自然科學(xué)基金資助的研究項(xiàng)目。2008年大連第六屆中國國際軟件和信息服務(wù)交易會上，日立展示了手指靜脈認(rèn)證技術(shù)，日立指靜脈認(rèn)證技術(shù)正式引入中國。至此，國內(nèi)指靜脈認(rèn)證類研發(fā)，生產(chǎn)分為兩類：一類是燕南科技為代表的指靜脈認(rèn)證核心技術(shù)自主研發(fā)；另一類是日立核心技術(shù)的再開發(fā)。再開發(fā)的指靜脈認(rèn)證技術(shù)的終端產(chǎn)品在日立指靜脈核心模塊進(jìn)入國內(nèi)后發(fā)展迅速。2010年凌佳科技隆重推出基于日立指靜脈認(rèn)證技術(shù)的指靜脈認(rèn)證技術(shù)智能終端，指靜脈門禁。

指靜脈認(rèn)證技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展

我國作為生物認(rèn)證技術(shù)產(chǎn)品的巨大潛力市場，2002-2012十年間，生物認(rèn)證行業(yè)市場的平均增長率都在60%以上，2012年的市場規(guī)模高達(dá)60多億人民幣，預(yù)計(jì)我國生物認(rèn)證行業(yè)的市場規(guī)模將高達(dá)100億以上。日立等國際企業(yè)加快了自身調(diào)整，豐富功能以適應(yīng)國內(nèi)的工作電壓、使用習(xí)慣等，擴(kuò)大國內(nèi)市場對其的認(rèn)可度。國家相關(guān)機(jī)關(guān)也制定并計(jì)劃實(shí)施相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在2013年3月1日的正式啟動安防指靜脈認(rèn)證應(yīng)用系統(tǒng)圖像技術(shù)要求、算法評測方法和設(shè)備通用技術(shù)要求三項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)范指靜脈產(chǎn)品，加快其行業(yè)的發(fā)展速度。國內(nèi)的指靜脈研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)加快相關(guān)核心技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)品的生產(chǎn)，不斷縮小自身與日立等成熟產(chǎn)商的技術(shù)指標(biāo)的差距，擴(kuò)大優(yōu)勢，加大價格優(yōu)勢。燕南科技積極探索指靜脈認(rèn)證核心技術(shù)，產(chǎn)品的性能和穩(wěn)定性。將指靜脈一體化考勤機(jī)應(yīng)用到北京大學(xué)體育鍛煉考勤系統(tǒng)中，在風(fēng)吹日曬的惡劣環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行已6年之久。各企業(yè)也在進(jìn)行指靜脈產(chǎn)品的創(chuàng)新性探索，深圳市普羅巴克科技股份有限公司作為國際電工委員會唯一一家中國企業(yè)，2013年將指靜脈認(rèn)證技術(shù)成功應(yīng)用到鎖具當(dāng)中，推出全球首款指靜脈鎖。填補(bǔ)了指靜脈鎖具的技術(shù)和市場空白。由于該技術(shù)突出的準(zhǔn)確性和價格的逐漸降低，指靜脈不只是在銀行、監(jiān)獄等場所應(yīng)用，在國內(nèi)市場也在逐漸被認(rèn)可和使用。從2008年上海環(huán)球金融中心正式使用指靜脈認(rèn)證考勤管理系統(tǒng)開始，指靜脈認(rèn)證技術(shù)在考勤、考試和社會福利等方面得到應(yīng)用。2013年“全國專業(yè)技術(shù)人員職稱外國語等級考試”報(bào)名，采用指靜脈認(rèn)證系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)名考生的信息采集。2014年內(nèi)蒙古自治區(qū)高考反作弊措施中，就用指靜脈采集設(shè)備。社會福利方面，為了避免誤領(lǐng)、冒領(lǐng)造成的國家利益的損失，在信息核實(shí)階段及福利發(fā)放時，都需要進(jìn)行認(rèn)證，2013年，臨邑縣德州市率先啟用指靜脈認(rèn)證系統(tǒng)，提高資格認(rèn)證工作效率。2014年，山西大同采用指靜脈認(rèn)證系統(tǒng)發(fā)放養(yǎng)老金。

指靜脈技術(shù)的缺點(diǎn)及發(fā)展前景

隨著國內(nèi)指靜脈認(rèn)證技術(shù)的研發(fā)熱潮，技術(shù)的快速發(fā)展及市場的爆發(fā)式擴(kuò)展，國內(nèi)指靜脈認(rèn)證技術(shù)的發(fā)展也出現(xiàn)相應(yīng)的瓶頸和缺點(diǎn)：

核心技術(shù)缺乏

在我國指靜脈認(rèn)證領(lǐng)域國內(nèi)企業(yè)所掌握的、能夠商用的指紋認(rèn)證核心技術(shù)非常少，大多是應(yīng)用他人技術(shù)作二次開發(fā)，核心技術(shù)還有待提高。

品質(zhì)、成本的不對等交換

國內(nèi)的大多數(shù)指靜脈產(chǎn)品，價格可以達(dá)到日立同款產(chǎn)品的二分之一或三分之一，擁有相似的外觀，但是在指靜脈認(rèn)證的技術(shù)參數(shù)上和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法與之相較。

市場需求的空前膨脹必然導(dǎo)致相關(guān)技術(shù)泡沫式發(fā)展。只有低價是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，是不會產(chǎn)生真正的市場競爭力的。生物認(rèn)證是一種高科技身份認(rèn)證手段，指靜脈認(rèn)證技術(shù)必須依靠高性能高標(biāo)準(zhǔn)的科技去實(shí)現(xiàn)和拓展，讓市場從了解到接受，最后加以普及。如果只是把指紋產(chǎn)品包上了一個指靜脈技術(shù)的外殼，其本質(zhì)可能還不如指紋的指標(biāo)好。

為了克服指靜脈認(rèn)證技術(shù)的上訴缺點(diǎn)，國家也在通過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)政策的制定，推動、規(guī)范國內(nèi)指靜脈技術(shù)市場的發(fā)展。相信通過指靜脈高端企業(yè)的技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，中、高端企業(yè)的合作和交流，指靜脈產(chǎn)業(yè)短期內(nèi)一定會有突破和升級。

結(jié)論

由于指靜脈認(rèn)證技術(shù)誤識率為0.0001%，遠(yuǎn)低于指紋認(rèn)證的0.001%和人臉認(rèn)證的1.3%。該技術(shù)逐步融合、取代其他身份認(rèn)證已成為趨勢。在不久的將來，國內(nèi)部分地區(qū)將首先體驗(yàn)高安全、超簡化的便捷生活。全國范圍內(nèi)普及也將不再是幻想。