與傳統(tǒng)方法相比,指紋識(shí)別技術(shù)具有很大的優(yōu)勢(shì):首先,不需要再記憶口令;其次,身份識(shí)別主體(指紋)與個(gè)體具有不可分離性,不用再擔(dān)心失竊和被偽造。
隨著技術(shù)和應(yīng)用的成熟,指紋識(shí)別技術(shù)已經(jīng)從刑事偵察領(lǐng)域,開(kāi)始走入了人們的日常生活之中。通過(guò)取代個(gè)人識(shí)別碼和口令,阻止非授權(quán)的訪問(wèn),以防止盜用ATM、蜂窩電話、智能卡、桌面PC、工作站及其計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò);在通過(guò)電話、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的金融交易時(shí)進(jìn)行身份認(rèn)證;在建筑物或工作場(chǎng)所,取代鑰匙、證件、圖章和卡閱讀器。在未來(lái)的身份識(shí)別舞臺(tái)上,指紋技術(shù)因無(wú)需攜帶、實(shí)時(shí)識(shí)別及不易丟失、不易偽造等特性展現(xiàn)出越來(lái)越廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。
隨身攜帶的指紋密碼
傳統(tǒng)的身份鑒別方法,多是利用身份標(biāo)識(shí)物品(如鑰匙、證件、IC卡等)和用戶名、密碼。但是這些方法容易被竊、被偽造,一旦身份標(biāo)識(shí)物品或者密碼被竊,將造成很大的損失。而且由于越來(lái)越多的地方需要口令(比如電腦、網(wǎng)絡(luò)登陸、網(wǎng)上交易、信用卡、電子郵件信箱等),造成密碼的泛濫,因此口令和密碼非常容易被遺忘,也容易泄露被人非法使用。隨著科技的進(jìn)步,指紋識(shí)別技術(shù)憑借其應(yīng)用中便捷與安全完美統(tǒng)一,開(kāi)始逐漸進(jìn)入人們的視線。
目前,國(guó)內(nèi)的指紋識(shí)別研發(fā)廠商,包括硬件研發(fā)、軟件研發(fā)、算法研究、芯片研發(fā)以及指紋應(yīng)用系統(tǒng)的提供商,目前達(dá)到了30多家,它們可以說(shuō)基本代表了國(guó)內(nèi)指紋識(shí)別行業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)品和技術(shù)的發(fā)展水平。如北京漢王科技、北京中控、杭州中正、深圳愛(ài)迪爾等等公司。北京漢王是最早進(jìn)入指紋識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域的公司之一,在核心算法上處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先位置,其中北京上軟公司采用的就是漢王的技術(shù),在指紋產(chǎn)品線的齊全上走在市場(chǎng)前列,產(chǎn)品價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)也非常明顯,頗有帶領(lǐng)國(guó)內(nèi)指紋產(chǎn)品全面普及的架勢(shì);而中控科技在生物識(shí)別產(chǎn)業(yè)耕耘了多年,立足于指紋門(mén)禁、指紋考勤以及指紋模塊等方面;杭州中正則在銀行業(yè)務(wù)領(lǐng)域的指紋應(yīng)用上走在前列。
另一方面,指紋采集器的成本大幅下降,使其進(jìn)入民用領(lǐng)域成為可能,指紋識(shí)別產(chǎn)品的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)前景也被日益看好。
小指紋包含490個(gè)數(shù)據(jù)
指紋識(shí)別技術(shù)是一門(mén)古老的學(xué)科,它是基于“人體指紋特征的相對(duì)穩(wěn)定與惟一”這一統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果發(fā)展起來(lái)的。
每個(gè)人包括指紋在內(nèi)的皮膚紋路在圖案、斷點(diǎn)和交叉點(diǎn)上各不相同,是惟一的,并且終生不變。通過(guò)他的指紋和預(yù)先保存的指紋進(jìn)行比較,就可以驗(yàn)證他的真實(shí)身份。
自動(dòng)指紋識(shí)別是利用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行指紋識(shí)別的一種方法。它得益于現(xiàn)代電子集成制造技術(shù)和快速而可靠的算法理論研究。
盡管指紋只是人體皮膚的一小部分,但用于識(shí)別的數(shù)據(jù)量相當(dāng)大,對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)是需要進(jìn)行大量運(yùn)算的模糊匹配算法。利用現(xiàn)代電子集成制造技術(shù)生產(chǎn)的小型指紋圖像讀取設(shè)備和速度更快的計(jì)算機(jī),提供了在微機(jī)上進(jìn)行指紋比對(duì)運(yùn)算的可能。另外,匹配算法可靠性也不斷提高。因此,指紋識(shí)別技術(shù)己經(jīng)非常簡(jiǎn)單實(shí)用。
指紋識(shí)別的過(guò)程,包括指紋注冊(cè)過(guò)程和指紋識(shí)別過(guò)程,主要涉及四個(gè)功能:指紋采集、提取特征、保存數(shù)據(jù)和比對(duì)。通過(guò)指紋采集器讀取到人體指紋的圖像,然后對(duì)原始圖像進(jìn)行初步的處理,使之更清晰,再通過(guò)指紋辨識(shí)軟件建立指紋的特征數(shù)據(jù)。
軟件從指紋上找到被稱為“節(jié)點(diǎn)”的數(shù)據(jù)點(diǎn),即指紋紋路的分叉、終止或打圈處的坐標(biāo)位置,這些點(diǎn)同時(shí)具有七種以上的唯一性特征。
通常手指上平均具有70個(gè)節(jié)點(diǎn),所以這種方法會(huì)產(chǎn)生大約490個(gè)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù),被稱為模板。通過(guò)計(jì)算機(jī)模糊比較的方法,把兩個(gè)指紋的模板進(jìn)行比較,計(jì)算出它們的相似程度,可最終得到兩個(gè)指紋的匹配結(jié)果。
指紋密碼開(kāi)始進(jìn)入民用市場(chǎng)
指紋識(shí)別技術(shù)是生物特征識(shí)別技術(shù)中最成熟的一類(lèi),過(guò)去,自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)(AFIS)價(jià)格昂貴,極大地限制了它的應(yīng)用,使得它們只能應(yīng)用在銀行、公安等特殊部門(mén)。
隨著半導(dǎo)體傳感器的出現(xiàn),指紋識(shí)別系統(tǒng)的價(jià)格也不斷下降,使得過(guò)去高高在上的指紋識(shí)別技術(shù),終于開(kāi)始走入了廣大的普通民用領(lǐng)域。
其中使用指紋驗(yàn)證來(lái)取代各個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序的密碼,就是最為典型的實(shí)例。現(xiàn)行的大多數(shù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng),都是使用“用戶ID+密碼”的方法來(lái)進(jìn)行用戶的身份認(rèn)證和訪問(wèn)控制。
實(shí)際上,這種方案存在很大的安全隱患:密碼容易遺忘、弄混,也容易被別人竊取。如果用戶忘記了他的密碼,他就無(wú)法進(jìn)入系統(tǒng)。密碼被別人盜取,則更是一件可怕的事情,計(jì)算機(jī)里的機(jī)密數(shù)據(jù)、個(gè)人隱私可能因此泄露。
對(duì)于有心人而言,密碼的盜取相當(dāng)容易,而且黑客的侵入也對(duì)密碼安全造成了極大的威脅。盡管現(xiàn)行系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置更加復(fù)雜的口令和及時(shí)改變口今,來(lái)防止盜用口令的行為,但這種方法增加了用戶的記憶負(fù)擔(dān),大多數(shù)用戶并不愿為此頻繁地修改密碼或設(shè)置復(fù)雜的密碼。
如果在計(jì)算機(jī)上需要加密的地方都能用指紋進(jìn)行加密,這樣將會(huì)極大地提高安全性,同時(shí)也給用戶的使用帶來(lái)方便,用戶不需要再記憶任何密碼。比如可以使用指紋對(duì)文件進(jìn)行加密,作為身份認(rèn)證進(jìn)行網(wǎng)上活動(dòng)等。
過(guò)去幾年,已有一些廠商直接集成到筆記本電腦上,但其高昂的價(jià)格將大多用戶擋在了門(mén)外。目前的指紋加密器可以用多種方法將指紋采集儀接到計(jì)算機(jī)上,使傳統(tǒng)的普通電腦可以方便地實(shí)現(xiàn)加密。
包括上軟時(shí)代在內(nèi)的一些國(guó)內(nèi)廠商將指紋識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于外接的指紋加密器,使用戶可以像插接鼠標(biāo)一樣輕易地完成對(duì)傳統(tǒng)PC的加密改造。這樣,無(wú)論成本還是產(chǎn)品適用范圍,都更好地滿足了普通消費(fèi)者對(duì)指紋識(shí)別產(chǎn)品的需求。
應(yīng)用漢王技術(shù)的Flyfinger品牌是目前市場(chǎng)上產(chǎn)品線和價(jià)格覆蓋上最為齊全的品牌之一,基本涵蓋了從兩百多元到一千多元的不同加密需求,不同的加密產(chǎn)品可以對(duì)硬盤(pán)數(shù)據(jù)、移動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、電腦系統(tǒng)等進(jìn)行多層次的安全防護(hù),確保敏感信息不被他人了解。
作為一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用案例,辦公室及家庭中的大多數(shù)電腦經(jīng)常或偶然地被他人使用,這種情況在傳統(tǒng)電腦中很難確保其中的數(shù)據(jù)安全。曾有調(diào)查數(shù)據(jù)顯示, 80%以上的數(shù)據(jù)泄密事件是由于內(nèi)部原因產(chǎn)生的。
指紋加密器很好地解決了此類(lèi)問(wèn)題:普通的PC只需連接上和鼠標(biāo)差不多大小的指紋采集器,并在軟件中設(shè)置將部分文件、目錄或磁盤(pán)進(jìn)行加密,這部分?jǐn)?shù)據(jù)將只有主人手指按在指紋采集器上通過(guò)驗(yàn)證后才能打開(kāi)。這樣,即使有人因?yàn)楦鞣N原因需要使用電腦,被加密的數(shù)據(jù)也不會(huì)被打開(kāi)、帶走或刪除。其中一些Flyfinger的指紋加密器還集成了鼠標(biāo)功能或存儲(chǔ)功能,在應(yīng)用指紋加密的同時(shí)可以代取傳統(tǒng)鼠標(biāo)及U盤(pán)的應(yīng)用。
對(duì)于筆記本電腦則更為方便,專門(mén)為筆記本設(shè)計(jì)的PCMCIA插卡式指紋采集器,平時(shí)可以隱于插槽之中,使用時(shí)彈出,不會(huì)有任何攜帶之累。這意味著任何一個(gè)帶PCMCIA接口的筆記本可以無(wú)需附加外接設(shè)備輕易升級(jí)為指紋安全電腦。
同樣,其它應(yīng)用了指紋識(shí)別技術(shù)的領(lǐng)域,也給我們的工作和生活帶來(lái)了方便。例如指紋考勤機(jī)很好地避免了代人打卡的現(xiàn)象,也方便了員工考勤,只需將手指放在指紋采集儀上,幾秒鐘就能輕輕松松地完成考勤。 指紋門(mén)禁則可以徹底解決鑰匙或IC卡丟失或被復(fù)制的問(wèn)題,并且用戶無(wú)須攜帶額外的資料。
此外,在現(xiàn)實(shí)生活中還有許多地方可以使用指紋進(jìn)行身份認(rèn)證,如銀行、準(zhǔn)考證、駕照、身份證、IC卡等,并且市場(chǎng)上已經(jīng)有相關(guān)的產(chǎn)品。
隨著眾多指紋識(shí)別產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn),指紋識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入民用市場(chǎng),并且發(fā)展迅猛,這一技術(shù)的普及應(yīng)用指日可待。
指紋應(yīng)用發(fā)展簡(jiǎn)史
說(shuō)起指紋應(yīng)用的歷史,中國(guó)是世界上公認(rèn)的“發(fā)源地”。
距今6000多年前的新石器時(shí)代中期,在反映仰韶文化的陶器上,就印有清晰可見(jiàn)的指紋圖案,這被認(rèn)為是對(duì)指紋術(shù)認(rèn)識(shí)的前奏曲。到秦漢時(shí)期,中國(guó)已經(jīng)開(kāi)始了對(duì)手印和指印的應(yīng)用。
指紋最早應(yīng)用在中國(guó),但指紋技術(shù)的形成卻是西方人對(duì)世界的貢獻(xiàn)。
1684年,現(xiàn)代指紋比較技術(shù)的奠基人紐黑米哈?格魯,發(fā)現(xiàn)了指紋的惟一性及指紋的各種特征分類(lèi);19世紀(jì)初,科學(xué)研究證實(shí)了指紋的兩個(gè)重要特征:指紋的唯一性和不變性。這個(gè)研究成果使得指紋在犯罪事件的鑒別中得以正式應(yīng)用。
到了20世紀(jì)60年代,由于計(jì)算機(jī)可以有效地處理圖形,人們開(kāi)始著手研究利用計(jì)算機(jī)來(lái)處理指紋。特別是20世紀(jì)80年代,個(gè)人電腦和光學(xué)掃描這兩項(xiàng)技術(shù)的革新,使得它們作為指紋取像的工具成為現(xiàn)實(shí),從而使指紋識(shí)別可以在其他領(lǐng)域中得以應(yīng)用。隨即,自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)(AFIS)在法律實(shí)施方面的研究和應(yīng)用在世界許多國(guó)家展開(kāi)。
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(wèn)題,使指紋識(shí)別技術(shù)走向了基于個(gè)人的應(yīng)用。現(xiàn)在,指紋識(shí)別技術(shù)已經(jīng)逐漸深入到人們的生活和工作中,并被接受和喜歡。