生物識別技術(shù)原理解析

　　接下來，針對生物識別技術(shù)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(shù)一一解剖分析。

　　一、指紋識別技術(shù)

　　指紋是人與生俱來的身體特征，大約在14歲以后，每個(gè)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(gè)人不會具有相同的指紋，自從1888年英國著名人類學(xué)家葛彌登、佛蘭雪所發(fā)表實(shí)驗(yàn)報(bào)告，以科學(xué)方法證明此特性以來，世界各國先后設(shè)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(diǎn)，并使用指紋作為身份的象征，19世紀(jì)中葉開始了對指紋在科學(xué)意義上的研究。20世紀(jì)60年代起用計(jì)算機(jī)自動識別指紋，同時(shí)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(yīng)用。而這時(shí)的指紋采集一般都采用油墨捺印的方式。1980年后，隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)和光學(xué)指紋采集器的發(fā)明，指紋識別技術(shù)開始進(jìn)入了一些非司法領(lǐng)域，如居民身份證等。1990年以后，廉價(jià)指紋采集器和計(jì)算設(shè)備的出現(xiàn)，解決了快速準(zhǔn)確的匹配算法問題，使指紋識別技術(shù)走向了基于個(gè)人的應(yīng)用。從此，人們對指紋識別技術(shù)的研究，對指紋的性質(zhì)也有了進(jìn)一步的認(rèn)識?，F(xiàn)在，指紋識別已經(jīng)發(fā)展到了活體識別技術(shù)階段，并已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在安全、考勤、計(jì)算機(jī)信息身份驗(yàn)證各個(gè)領(lǐng)域。

　　指紋識別主要有擷取、演算、傳送、驗(yàn)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(guān)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(jìn)行圖像增強(qiáng)，減弱噪聲，增強(qiáng)脊和谷的對比度。并為處理指紋圖像所涉及的操作設(shè)計(jì)一個(gè)適合、匹配的濾鏡和恰當(dāng)?shù)拈y值。

　?、谘菟?algorithm)：將圖形及相關(guān)特征，運(yùn)用程序運(yùn)算及統(tǒng)計(jì)，找出該指紋具有所謂"人人不同且終身不變特性"的相關(guān)特征點(diǎn)，并將之?dāng)?shù)字化，該數(shù)字化之?dāng)?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(jì)算機(jī)上運(yùn)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?yàn)證(verify)：傳送過來的數(shù)據(jù)再經(jīng)程序運(yùn)算、驗(yàn)證其與數(shù)據(jù)庫中的比對資料的相似程度，達(dá)到一定程度以上的統(tǒng)計(jì)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(rèn)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(jī)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(yīng)用提供匹配得分;

　　(8)記錄系統(tǒng)使用的相關(guān)安全審計(jì)線索。

　　科學(xué)證明，這些紋路在圖案、斷點(diǎn)和交叉點(diǎn)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(shù)的重要科學(xué)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(diǎn)(斷點(diǎn)，分叉點(diǎn)，孤立點(diǎn))用復(fù)雜的指紋計(jì)算方法，把初始采集的特征點(diǎn)換算為計(jì)算機(jī)可以識別的加密二進(jìn)制文件，存入計(jì)算機(jī)。在每次身份認(rèn)證時(shí)，只要把新采集下的指紋和計(jì)算機(jī)內(nèi)的指紋文件相互對比，就能在極短時(shí)間內(nèi)完成任何人的身份識別認(rèn)證。

　　指紋識別技術(shù)有：便于獲取實(shí)用性強(qiáng)、可靠性易于增加、掃描指紋的速度很快而方便、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)。以亞略特的產(chǎn)品為例，指紋識別技術(shù)類產(chǎn)品系列就包括：指紋門鎖、`指紋考勤機(jī)、指紋保險(xiǎn)柜、指紋鼠標(biāo)、指紋采集儀、指紋U盤、指紋硬盤、網(wǎng)絡(luò)指紋認(rèn)證平臺系統(tǒng)等。