生物識(shí)別技術(shù)的基本概念和原理

要掌握一門學(xué)科，首先要做的是對(duì)其基本概念和基本原理有一個(gè)熟練的掌握，然后反復(fù)思考其內(nèi)涵和外延。而要對(duì)一個(gè)概念進(jìn)行真正清楚的解釋，并不是簡(jiǎn)單的事情，可能最終不僅要用到本學(xué)科的概念，還要將其還原到本學(xué)科之外；例如我們研究的是經(jīng)濟(jì)學(xué)，那么要解釋清楚利息理論，并不是簡(jiǎn)單地說(shuō)“利息是資金所有者因借出資金而取得的報(bào)酬”就能結(jié)束的，還要將其還原到經(jīng)濟(jì)學(xué)術(shù)語(yǔ)之外。例如費(fèi)雪的利息理論“不僅不管通脹，不管風(fēng)險(xiǎn)，不管交易費(fèi)用，而更重要的是不管貨幣。他認(rèn)為一個(gè)沒(méi)有貨幣的社會(huì)，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(chǎng)，物品交換就是市場(chǎng)了?！?這就返回到了概念出發(fā)的本原——市場(chǎng)。在對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行解釋時(shí)，就要將其還原到經(jīng)濟(jì)學(xué)之外。當(dāng)然，越過(guò)經(jīng)濟(jì)學(xué)的界限后，我們就不需要再解釋下去了，因?yàn)檫@已經(jīng)超出經(jīng)濟(jì)學(xué)的范疇了。

盡管生物識(shí)別是否能成為一門學(xué)科，個(gè)人認(rèn)為是大有疑問(wèn)的，不過(guò)，個(gè)人認(rèn)為要掌握相關(guān)知識(shí)，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(shí)別相關(guān)的十個(gè)基本概念，難免掛一漏萬(wàn)之嫌，這里的解釋也很難達(dá)到真正深入的地步，只是希望引起大家思考的興趣：

生物識(shí)別（生物認(rèn)證）：

生物識(shí)別（Biometric Identification Technology）：是利用人體生物特征進(jìn)行身份認(rèn)證。它是基于（1）人的生物特征是不相同的（2）可以測(cè)量或可自動(dòng)識(shí)別和驗(yàn)證的這兩點(diǎn)。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(wèn)題：1、生物識(shí)別是否更應(yīng)該稱為人物識(shí)別或人體識(shí)別？2、不同的生物識(shí)別技術(shù)之間，其共性多還是差異多，是否應(yīng)該把這些技術(shù)完全獨(dú)立？

指紋識(shí)別：

指紋識(shí)別就是利用人的指紋特征對(duì)人體身份進(jìn)行認(rèn)證的技術(shù)。在所有的生物識(shí)別技術(shù)中指紋技術(shù)最為成熟，也應(yīng)用最廣。

問(wèn)題：1、指紋識(shí)別技術(shù)真的成熟了嗎？對(duì)于采集不到指紋者應(yīng)該如何納入相關(guān)體系？2、指紋識(shí)別之外，什么識(shí)別技術(shù)最有發(fā)展前途？

算法

算法是計(jì)算機(jī)軟件術(shù)語(yǔ)，主要指完成一個(gè)任務(wù)所需要的具體步驟和方法。也就是說(shuō)給定初始狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)程序的有限次運(yùn)算，能夠得出所需要的結(jié)果。算法常常含有重復(fù)的步驟和一些比較或邏輯判斷。如果一個(gè)算法有缺陷，或不適合于某個(gè)問(wèn)題，執(zhí)行這個(gè)算法將不會(huì)解決這個(gè)問(wèn)題。

生物識(shí)別領(lǐng)域所說(shuō)的算法本質(zhì)上是軟件算法在本領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，以指紋識(shí)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(wèn)題：1、算法應(yīng)該是生物識(shí)別技術(shù)的核心嗎？2、中國(guó)企業(yè)頻頻在指紋算法大賽上獲得好名次，是否說(shuō)明這方面我們已達(dá)到世界水平？

指紋傳感器

總的來(lái)說(shuō)，傳感器是一種以測(cè)量為目的，以一定精度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有確定關(guān)系的、 易于處理的電量信號(hào)輸出的裝置。而指紋傳感器就是測(cè)量手指電信號(hào)的一種裝置。目前指紋傳感器有光學(xué)式、晶體電容式等等不同類型。

問(wèn)題：對(duì)于中國(guó)企業(yè)來(lái)說(shuō)，指紋傳感器的主要技術(shù)挑戰(zhàn)在哪里？

身份認(rèn)證（身份識(shí)別）

直白地說(shuō)，就是通過(guò)某種方式或手段對(duì)希望獲得某種身份的人進(jìn)行的一種認(rèn)證方式。比如可以通過(guò)身份證或帳號(hào)/密碼來(lái)認(rèn)證你是否是本系統(tǒng)合法用戶。

問(wèn)題：目前的身份認(rèn)證技術(shù)到底有多少？其分類標(biāo)準(zhǔn)是什么？

AFIS（自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)）

AFIS（Automaed Fingerprint Idenification System）是指計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的指紋圖像進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)指紋的分類、定位、提取形態(tài)和細(xì)節(jié)特征，然后才根據(jù)所提取的特征進(jìn)行指紋的比對(duì)和識(shí)別。

問(wèn)題：AFIS在傳統(tǒng)上是專指警用領(lǐng)域的指紋識(shí)別系統(tǒng)，今天這個(gè)詞還有存在的必要嗎？

信息安全

綜合起來(lái)說(shuō)，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(duì)抗對(duì)手的被動(dòng)攻擊，保證信息不泄漏給未經(jīng)授權(quán)的人。完整性就是對(duì)抗對(duì)手主動(dòng)攻擊，防止信息被未經(jīng)授權(quán)的篡改?？捎眯跃褪潜ＷC信息及信息系統(tǒng)確實(shí)為授權(quán)使用者所用。 可控性就是對(duì)信息及信息系統(tǒng)實(shí)施安全監(jiān)控。

問(wèn)題：1、生物識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用重點(diǎn)應(yīng)該是在信息安全領(lǐng)域嗎？2、未來(lái)應(yīng)該是用信息安全技術(shù)來(lái)統(tǒng)領(lǐng)生物識(shí)別技術(shù)還是用生物識(shí)別統(tǒng)領(lǐng)信息安全技術(shù)？

加密

加密技術(shù)主要是指為了達(dá)到保護(hù)數(shù)據(jù)不泄漏的目的而采用的一種技術(shù)手段，主要是把重要的數(shù)據(jù)變?yōu)閬y碼（加密）傳送，到達(dá)目的地后再用相同或不同的手段還原（解密）。加密技術(shù)包括兩個(gè)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(jié)合，產(chǎn)生不可理解的密文的步驟，密鑰是用來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和解碼的一種算法。

問(wèn)題：1、文件加密功能對(duì)指紋識(shí)別應(yīng)用是否必需？2、其存在本身是否說(shuō)明單純的指紋識(shí)別應(yīng)用過(guò)于簡(jiǎn)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(shí)別的十個(gè)基本概念之一，是因?yàn)槠渲匾?，?jù)稱指紋考勤已占據(jù)了整個(gè)中國(guó)指紋識(shí)別60%的市場(chǎng)，而指紋識(shí)別又占了其中90%的市場(chǎng)份額。指紋儀考勤系統(tǒng)是利用指紋識(shí)別儀和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)考勤登記和考勤管理的管理系統(tǒng)。

問(wèn)題：指紋考勤為什么是最為成功的生物識(shí)別應(yīng)用？它契合了用戶哪些方面的需求？

拒真率和認(rèn)假率

由于計(jì)算機(jī)處理指紋時(shí)，只是涉及了指紋的一些有限的信息，而且比對(duì)算法并不是精確匹配，其結(jié)果也不能保證100%準(zhǔn)確。指紋識(shí)別系統(tǒng)的特定應(yīng)用的重要衡量標(biāo)志是識(shí)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(lái)調(diào)整這兩個(gè)值。FRR和FAR是成反比的。用0-1.0或百分比來(lái)表達(dá)這個(gè)數(shù)。ROC(Receiver Operating Curve)-曲線給出FAR和FRR之間的關(guān)系。

問(wèn)題：1、是否應(yīng)該為FAR和FER制訂一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)？2、現(xiàn)在有多少生物識(shí)別產(chǎn)品標(biāo)稱的FER和FAR值是真實(shí)的？誰(shuí)來(lái)檢驗(yàn)其真假？