生物識別技術:領跑信息安全時代

　　生物識別技術因其安全、便捷等優勢近年獲得了用戶的青睞，得到快速的發展。但是利用生物識別技術收集在數據庫中的信息，卻是它的“阿喀琉斯之踵”，能否保證這些信息的安全，防止信息被復制和濫用就成為影響其健康發展的重要因素。

　　進入現代社會以后，人們的生活高度信息化，一個突出特征就是人們高度依賴由互聯網、物聯網、通信網等信息網絡構建的高度數字化和高關聯性的生活、工作環境。這個環境在為我們提供便利和自由時，卻由于信息感知節點多、數據量大、傳播速度頻繁等特點帶來諸多的安全問題。互聯網空間表面自由下面也隱藏信息安全威脅。如何保證信息網中以數字身份進行操作的訪問者就是這一數字身份的合法擁有者，進而匹配權責，成為生物識別技術的重要使命。

　　古老而新潮的技術

　　人們很容易把生物識別看成科學幻想小說里的未來技術，與太陽能汽車、克隆人這類東西聯系在一起。實際上，人們很早就了解了生物識別的基本原理并加以應用。

　　幾千年前，尼羅河流域的人們就在日常交易中利用生物特征(如疤痕、膚色、眼睛的顏色、身高等)進行鑒定。當然，他們那時沒有全自動電子識別系統，也沒有計算機網絡，他們面對的也不會是現在這種個人號碼，但基本原理是類似的。

　　到了19世紀，研究犯罪學的學者對生物識別產生了濃厚的興趣，他們希望能將身體特征與犯罪傾向結合起來，由此產生了一系列測量設備，并收集了大量數據。從此，測量個人身體特征的概念就確定下來，指紋也成為公安機關進行身份確認的國際標準方法。人們經常爭論指紋是否具有絕對的唯一性，不同國家鑒定指紋的標準也不盡相同。但迄今為止，它仍然是公安機關最廣為使用的方法，其使用過程也實現了自動化。

　　軍隊和一些商業機構希望將電子技術和微處理器用于身份鑒別的自動化處理。于是，人們開展了許多項目來探討生物識別的潛在應用。手掌幾何學識別儀的研制成功，便是早期生物識別產業的重要事件之一。該設備運行良好，因此激發了世界各地開拓更多的生物識別項目。

　　與此同時，其他生物識別技術如指紋鑒別，也逐步發展起來，虹膜掃描和面部識別等非接觸型技術也逐漸引起人們的關注。總之，最近十年生物識別產業的發展逐漸成熟，在全球范圍內的廣泛應用即將展開。

　　生物識別技術能否遏制“棱鏡”延伸

　　6 月份，斯諾登曝光美國“棱鏡”項目讓國家信息安全問題涌入公眾視野。據了解，“棱鏡”項目涉及美國情報機構在互聯網上對多個國家10類主要信息進行監聽，包括電郵信息、即時消息、視頻、照片、存儲數據、語音聊天、文件傳輸、視頻會議、登錄時間和社交網絡資料等細節。當“棱鏡”延伸到了生活中的諸多細節中，這是否意味著網民其時可能成為網絡時代最透明的一群人。

　　生物識別技術同樣面臨信息安全問題。預先采集的指紋、人臉和虹膜等信息必須存儲在對應的數據庫內。由于這些生物信息具有惟一性，一旦被入侵，身體既是鑰匙又是鎖的局面就被打破，這些涉及個人隱私的信息就面臨著被復制和濫用的危險。同時由于生物信息識別存在著幾種生物信息共存的趨勢，一旦被復制，生物識別技術原有的優勢可能就變成了麻煩。

　　當今時代，信息也成為國家的經濟發展命脈之一，信息安全重要性不言而喻。在生物識別技術發展的起步階段，做好生物識別技術中生物信息的保護工作就至關重要。首先要建設安全可信的第三方生物識別信息公共平臺;其次，加強與生物識別技術相關的立法工作，確保法制環境的健全;最后，在關鍵行業的關鍵設備國產化也顯得十分必要。制環境的健全;最后，在關鍵行業的關鍵設備國產化也顯得十分必要。在關鍵行業的關鍵設備國產化也顯得十分必要。

　　形形色色的識別技術

　　目前已經出現了許多生物識別技術，如指紋識別、手掌幾何學識別、虹膜識別、視網膜識別、面部識別、簽名識別、聲音識別等，但其中一部分技術含量高的生物識別手段還處于實驗階段。我們相信隨著科學技術的飛速進步，將有越來越多的生物識別技術應用到實際生活中。

　　1. 指紋識別

　　實現指紋識別有多種方法。其中有些是仿效傳統的公安部門使用的方法，比較指紋的局部細節;有些直接通過全部特征進行識別;還有一些使用更獨特的方法，如指紋的波紋邊緣模式和超聲波。有些設備能即時測量手指指紋，有些則不能。在所有生物識別技術中，指紋識別是當前應用最為廣泛的一種。

　　指紋識別對于室內安全系統來說更為適合，因為可以有充分的條件為用戶提供講解和培訓，而且系統運行環境也是可控的。由于其相對低廉的價格、較小的體積(可以很輕松地集成到鍵盤中)以及容易整合，所以在工作站安全訪問系統中應用的幾乎全部都是指紋識別。

　　2. 手掌幾何學識別

　　手掌幾何學識別就是通過測量使用者的手掌和手指的物理特征來進行識別，高級的產品還可以識別三維圖象。作為一種已經確立的方法，手掌幾何學識別不僅性能好，而且使用比較方便。它適用的場合是用戶人數比較多，或者用戶雖然不經常使用，但使用時很容易接受。如果需要，這種技術的準確性可以非常高，同時可以靈活地調整性能以適應相當廣泛的使用要求。手形讀取器使用的范圍很廣，且很容易集成到其他系統中，因此成為許多生物識別項目中的首選技術。

　　3. 聲音識別

　　聲音識別就是通過分析使用者的聲音的物理特性來進行識別的技術。目前，雖然已經有一些聲音識別產品進入市場，但使用起來還不太方便，這主要是因為傳感器和人的聲音可變性都很大。另外，比起其他的生物識別技術，它使用的步驟也比較復雜，在某些場合顯得不方便。很多研究工作正在進行中，我們相信聲音識別技術將取得重大進展。

　　4. 視網膜識別

　　視網膜識別使用光學設備發出的低強度光源掃描視網膜上獨特的圖案。有證據顯示，視網膜掃描是十分精確的，但它要求使用者注視接收器并盯著一點。這對于戴眼鏡的人來說很不方便，而且與接受器的距離很近，也讓人不太舒服。所以盡管視網膜識別技術本身很好，但用戶的接受程度很低。因此，該類產品雖在20世紀90年代經過重新設計，加強了連通性，改進了用戶界面，但仍然是一種非主流的生物識別產品。

　　5. 虹膜識別

　　虹膜識別是與眼睛有關的生物識別中對人產生較少干擾的技術。它使用相當普通的照相機元件，而且不需要用戶與機器發生接觸。另外，它有能力實現更高的模板匹配性能。因此，它吸引了各種人的注意。以前，虹膜掃描設備在操作的簡便性和系統集成方面沒有優勢，我們希望新產品能在這些方面有所改進。

　　6. 簽名識別

　　簽名識別在應用中具有其他生物識別所沒有的優勢，人們已經習慣將簽名作為一種在交易中確認身份的方法，它的進一步的發展也不會讓人們覺得有太大不同。實踐證明，簽名識別是相當準確的，因此簽名很容易成為一種可以被接受的識別符。但與其他生物識別產品相比，這類產品目前數量很少。

　　7. 面部識別

　　這是一種相當引人注意的技術，它的性能也經常被誤解。關于面部識別，經常有一些夸張的言論，但實際是很難實現的。比較兩個靜態圖象是一回事，在人群中發現和確認某個人的身份而不引起別人的注意，就是完全不同的另一回事了。有些系統宣稱能做到后一點，但它們實際上做的是前一種事，這實際并不是生物識別。從用戶的角度很容易理解面部識別的吸引力，但人們對這種技術的期望應該比較現實。到目前為止，面部識別在實際應用中還很少成功。但一旦克服了技術障礙，它將成為一種重要的生物識別方法。

　　8. 基因識別

　　隨著人類基因組計劃的開展，人們對基因的結構和功能的認識不斷深化，并將其應用到個人身份識別中。因為在全世界60億人中，與你同時出生或姓名一致、長相酷似、聲音相同的人都可能存在，指紋也有可能消失，但只有基因才是代表你本人遺傳特性的、獨一無二、永不改變的指征。據報道，采用智能卡的形式，儲存著個人基因信息的基因身份證已經在我國四川、湖北和香港出現。

　　制作這種基因身份證，首先是取得有關的基因，并進行化驗，選取特征位點(DNA指紋)，然后載入中心的電腦儲存庫內，這樣，基因身份證就制作出來了。如果人們喜歡加上個人病歷并進行基因化驗的話，也是可以的。發出基因身份證后，醫生及有關的醫療機構等，可利用智能卡閱讀器，閱讀有關人的病歷。

　　基因識別是一種高級的生物識別技術，但由于技術上的原因，還不能做到實時取樣和迅速鑒定，這在某種程度上限制了它的廣泛應用。

　　除了上面提到的生物識別技術以外，還有通過氣味、耳垂和其他特征進行識別的技術。但它們目前還不能走進日常生活。

　　發展和創新

　　目前，大多數生物識別應用的領域你可能從來沒聽說過。這是因為相當一部分應用的規模比較小，而且是由專業安全系統供應商提供的。人們能夠接觸到或聽到的有以下這些應用：

　　監獄探訪系統 探訪者要進行身份確認，以防發生替換犯人的事件。犯人替換現象在世界各地的監獄都很常見。

　　駕駛執照 有些執法部門發現，當駕駛員(特別是卡車司機)跨地區行駛時，經常備有多個駕駛執照，或者互相交換執照使用。

　　小賣部經營管理 這在校園里特別適用，因此有些小賣部提供劣質的食品給不明底細的學生，這是備受爭議的一個問題。

　　福利支付系統 在美國，許多州的福利機構都花巨資安裝了生物識別系統。在使用過程中，要求領取福利的人數急劇下降，這說明該系統有效地制止了重復申請現象的發生。

　　邊境控制 這方面的例子是美國試驗的一個稱為“INSPASS”系統，發給旅游者一張卡，他們可以用來使用生物識別裝置，這樣就可以繞開入境簽證時排的長隊了。在東南亞和其他地方也運行著這樣的系統。

　　投票系統 符合條件的選舉人要進行身份確認，以此來防范代理投票的發生。

　　學校 防止在小學發生的兒童被騷擾或被綁架的問題。

　　其他 在金礦和鉆石礦、銀行金庫和工業中，對出入區的控制。

　　盡管生物識別已經用在許多領域，但它還處于不斷發展中，具有很大的潛力。它可以應用到如自動取款機、工作站和網絡訪問、旅行、互聯網交易、電話交易等日常生活的方方面面。

　　實用案例

　　有媒體報道，美國一家名為“虹膜掃描”的高技術公司研制出的虹膜識別系統，已經應用在美國得克薩斯州聯合銀行的三個營業部內。儲戶兩手空空就可以來銀行辦理業務，他們在取款機上取錢時，一臺攝象機首先對用戶的眼睛進行掃描，然后將掃描圖象轉化成數字信息，與數據庫中的資料核對，以對用戶的身份進行檢驗。

　　日本三菱電機公司將“指紋認證裝置”微型化，并內置于公司將要推出的手機中。使用者只要用手指觸摸手機的傳感部位，手機就能馬上識別出指紋是否與使用者事先登記的指紋一致。如果與事先登記的指紋不相符合，電話就不能接通。這使手機用戶再也不必擔心手機被人盜用了。

　　另外，為了促進網上交易，美國前總統克林頓于2000年6月30日在美國費城簽署了電子簽名法案,法案的簽署促使美國各大高技術公司加緊開發保證電子簽名安全的技術。

　　美國最大的銀行美洲銀行也開始為一些用戶提供指紋識別服務。用戶要想進入該銀行的網上財務服務系統，除上網口令、個人身份號碼外，還需要提供指紋，這就提高了系統的安全性。此外，一些國際貿易公司也正在積極試用指紋識別軟件。目前的國際交易大多需要通過銀行簽發許可證，但許可證并不可靠，常常使商家陷入各種形式的騙局。有統計表明，使用生物識別技術可以使買方平均節省4%～5%的費用，即省去付給經紀人的傭金和銀行的服務費。

　　目前最主要的問題是生物識別怎樣儲存用戶的模板。因為模板代表了用戶的個人特征，它的儲存就帶有隱私問題。而且，將模板儲存在中央數據庫會引起攻擊和泄密。相反，將模板儲存在智能卡中保護了個人的隱私，也提高了安全性，因為用戶可以自己控制自己的模板。有一些供應商已經將指紋傳感器直接置入智能卡中，這就極大地提高了安全性，因為持卡人在使用前必須首先確認自己的身份。生物識別最引人注意的應用之一就是與智能卡和公用密匙基礎結構(PKI)結合起來。PKI使用公用密碼和私人密碼來對用戶進行鑒定。它有一些生物識別所沒有的優勢：不但使用起來更加安全，而且可以在互聯網上使用。PKI的主要缺點在于對用戶私人密碼的管理。為保證安全，私人密碼必須防止泄露;為使用方便，私人密碼又要可以攜帶。解決之道就在于將私人密碼儲存在智能卡中，再用生物識別技術來保護智能卡。

　　10 年前，人們對生物識別普遍的看法是，那不過是一種科學幻想而已，因為那時的生物識別設備相當笨重，而且價格昂貴，只有在極少數需要高度安全的地方才有條件使用。現在，由于技術的進步，一切有了很大的不同，出現了更準確、更精致的產品，而且價格也降到了更容易接受的地步。此外，人們關于生物識別如何應用于其他領域的知識也顯著地增加了。這一切使得它越來越接近日常生活，或許在將來，一個5歲的兒童就能給你講述生物識別技術了。