發(fā)布時(shí)間：2014-10-22 23:03:00 閱讀次數(shù)：1305
信息安全指信息的保密性、完整性、真實(shí)性、不可否認(rèn)性及可控性等方面的安全。人類在瀏覽資料、交易和物品安全保護(hù)的有效性、方便性上經(jīng)歷了三個(gè)階段的發(fā)展：
1．第一階段是最初的方法，采用大家早已熟悉的機(jī)械鑰匙。
2．第二階段是由機(jī)械鑰匙發(fā)展到數(shù)字密鑰，如登錄上網(wǎng)的Password以及ATM機(jī)所需PIN，ID卡，IC卡或條形碼等，它是當(dāng)今數(shù)字化生活中較為流行的一種安全密鑰系統(tǒng)。
3．進(jìn)入21世紀(jì)后，一種更加便捷、先進(jìn)的信息安全技術(shù)將全球帶進(jìn)了電子商務(wù)時(shí)代，它就是集光學(xué)、傳感技術(shù)、超聲波掃描和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一身的第三代身份驗(yàn)證技術(shù)--生物識(shí)別技術(shù)。
身份識(shí)別技術(shù)使遠(yuǎn)程化、虛擬化了的“人的標(biāo)識(shí)”還原為“人本身”，使任何授權(quán)動(dòng)作前的身份認(rèn)證變的非常可信和方便，就像面對(duì)面的握手。
生物識(shí)別技術(shù)是依靠人體生物特征進(jìn)行身份驗(yàn)證的一種解決方案，由于人體特征具有不可復(fù)制的特性，這一技術(shù)的安全系數(shù)較傳統(tǒng)意義上的身份驗(yàn)證機(jī)制有很大的提高。人體的生物特征包括指紋、聲音、面孔、視網(wǎng)膜、掌紋、骨架等，而其中指紋憑借其無可比擬的唯一性、穩(wěn)定性、再生性備受關(guān)注。
20世紀(jì)60年代，計(jì)算機(jī)可以有效地處理圖形，人們開始著手研究用計(jì)算機(jī)來處理指紋，自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)AFIS由此發(fā)展開來。AFIS是當(dāng)今數(shù)字生活中一套成功的身份鑒別系統(tǒng)，也是未來生物識(shí)別技術(shù)的主流之一，它通過外設(shè)來獲取指紋的數(shù)字圖像并存貯在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，再運(yùn)用先進(jìn)的濾波、圖像二值化、細(xì)化手段對(duì)數(shù)字圖像提取特征，最后使用復(fù)雜的匹配算法對(duì)指紋特征進(jìn)行匹配。時(shí)下，有關(guān)指紋自動(dòng)識(shí)別的研究已進(jìn)入了成熟的階段。隨著指紋識(shí)別設(shè)備的不斷開發(fā)和生產(chǎn)，在不遠(yuǎn)的未來這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用將進(jìn)入民用市場，服務(wù)大眾。
指紋作為個(gè)人不可復(fù)制的特征在保障信息安全的身份可靠和交易的不可抵賴兩方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。兩者的完美結(jié)合是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。你的手指說明你的一切！
1999-2005生物識(shí)別技術(shù)產(chǎn)值增長趨勢(shì) Internet Biometrics Group-IBG提供
據(jù)國際生物識(shí)別產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)、估計(jì)，生物識(shí)別技術(shù)的軟件和硬件市場，有望在10年內(nèi)達(dá)到每年20億美元的規(guī)模。
根據(jù)IBG（國際生物集團(tuán)）的統(tǒng)計(jì)，到2005年年底，全球生物特征認(rèn)證技術(shù)市場規(guī)模將達(dá)到22億美元。同時(shí)，市場每年將以超過80%的速度快速增長。隨著生物特征認(rèn)證技術(shù)的成熟、應(yīng)用面的擴(kuò)大以及時(shí)間的推移，這個(gè)數(shù)字有望達(dá)到數(shù)千億美元。今年6月ICAO向其成員國公布的生物技術(shù)應(yīng)用規(guī)劃更是加快了生物特征認(rèn)證技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用速度。除了常用的指紋識(shí)別技術(shù)外，虹膜、面像、步態(tài)等其他識(shí)別技術(shù)也正在成為生物特征認(rèn)證的主要技術(shù)手段。
網(wǎng)絡(luò)信息化時(shí)代的一大特征就是身份的數(shù)字化和隱性化，但在我們還沒有充分享受網(wǎng)絡(luò)所帶來的好處時(shí)，信用卡密碼、銀行賬戶密碼、網(wǎng)絡(luò)登錄密碼等各式各樣的密碼正不斷擾亂我們的記憶空間，即便自己能夠記得準(zhǔn)確無誤，卻還經(jīng)常擔(dān)心被惡意入侵者破解。這樣的需求成為推動(dòng)生物特征認(rèn)證技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走到商業(yè)應(yīng)用的巨大動(dòng)力。
通過計(jì)算機(jī)利用人體固有的生理特征或行為特征來進(jìn)行個(gè)人身份的鑒定，就是所謂的生物特征認(rèn)證技術(shù)（通常也稱為生物特征識(shí)別技術(shù)）。
生理特征與生俱來，多為先天性的；行為特征則是習(xí)慣使然，多為后天性的。生理和行為特征統(tǒng)稱為生物特征，常用的生物特征包括面像、虹膜、指紋、掌紋、聲音、筆跡、步態(tài)、顱骨等?；谏锾卣髯R(shí)別的身份鑒定技術(shù)具有不易遺忘或丟失、可“隨身攜帶”、防偽性能好等特點(diǎn)。
生物認(rèn)證逐步普及在美國，每年約有上億美元的福利款被人以假冒的身份領(lǐng)??；據(jù)MasterCard公司估計(jì)，每年約有價(jià)值4.5億美元的信用卡詐騙案發(fā)生，其中包括利用丟失和被盜的信用卡犯罪；每年使用盜竊來的身份識(shí)別碼（PIN）造成移動(dòng)電話的損失高達(dá)十億美元。但如果利用可靠的方法鑒別ATM持卡人的身份，那么可以使全美每年ATM詐騙案造成的損失減少3億美元。根據(jù)美國移民局的統(tǒng)計(jì)，如果在美國與墨西哥邊境采用快速準(zhǔn)確的身份鑒別系統(tǒng)，可以在不影響正常入境的情況下，每天查出3000件非法入境案件。在“911”之后，美國的三個(gè)相關(guān)法案（愛國者法案、邊境簽證法案、航空安全法案）都要求必須采用生物識(shí)別技術(shù)作為法律實(shí)施保證。
到目前為止，美國基于生物特征識(shí)別的身份鑒定產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到數(shù)十億美元。其他一些國家也采用法律規(guī)定的方式來使用生物識(shí)別技術(shù)。總體上來說，生物識(shí)別技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)際的政府和商業(yè)應(yīng)用，其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：機(jī)場旅客控制、政府部門、門禁和考勤、法律執(zhí)行、消費(fèi)者管理系統(tǒng)、金融管理服務(wù)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)登錄管理、醫(yī)療保健系統(tǒng)等。
在中國，經(jīng)過十多年的發(fā)展，生物識(shí)別核心算法有了較大發(fā)展，但與國外優(yōu)秀算法相比仍有一定差距，很多國內(nèi)廠商采用集成國外算法的方式開發(fā)自己的產(chǎn)品。而在硬件采集設(shè)備方面，國內(nèi)廠商與國外廠商的技術(shù)水平差距更大，目前國內(nèi)還沒有能夠提供完善、成熟的外圍硬件產(chǎn)品的設(shè)備供應(yīng)商。國際市場上的主要采集設(shè)備都由國外Digitalpersona、Authentec、Veridicom、OKI、Panasonic等幾大設(shè)備商把持。
國內(nèi)生物認(rèn)證識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用主要集中在比較分散、自發(fā)性的企業(yè)級(jí)應(yīng)用上，在2002年總體約為2.5億元人民幣的終端市場中，超過40%的產(chǎn)品都用于低端考勤、門禁系統(tǒng)。在行業(yè)應(yīng)用方面，AFIS(Automatic Fingerprint Identification System,自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)，多為警用系統(tǒng))超過了40%。其他應(yīng)用零散分布在金融、社保、政府等領(lǐng)域。而在應(yīng)用的地域分布上也呈現(xiàn)出極不平衡的特點(diǎn)，北京、上海、廣州三地的應(yīng)用總和占據(jù)了60%的市場容量。
“911”事件是生物特征認(rèn)證技術(shù)在全球發(fā)展的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)，它使各國政府更加清楚地認(rèn)識(shí)到生物識(shí)別技術(shù)的重要性。傳統(tǒng)的身份鑒別技術(shù)在面臨反恐任務(wù)時(shí)所表現(xiàn)出來的缺陷，使得各國政府在生物特征識(shí)別技術(shù)研究與應(yīng)用上開始了大規(guī)模的投資。同時(shí)普通公眾對(duì)生物識(shí)別技術(shù)的了解也隨著“911”的曝光率而大幅度提高。種種因素促成了“911”之后全球生物特征認(rèn)證市場的加速增長。盡管在IBG最新的市場預(yù)測報(bào)告中，考慮到全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展不景氣而調(diào)低了對(duì)2005年市場的預(yù)測，但它預(yù)測到2007年整體市場規(guī)模將達(dá)到40億美元（如圖1所示）。
圖2表示各種生物識(shí)別技術(shù)所占市場份額，其中指紋識(shí)別技術(shù)占據(jù)了50%左右的份額。而在其余的50%份額中，虹膜識(shí)別技術(shù)由于其高精度、基本無法偽造的特性，使得其應(yīng)用范圍隨著技術(shù)的發(fā)展、硬件成本的下降獲得了更高的增長率，其市場增長率大致為其他識(shí)別方式的兩倍左右，達(dá)到了將近120%的年增長率。預(yù)計(jì)到2007年，虹膜識(shí)別的市場份額可以達(dá)到12%。
不過在中國，由于技術(shù)的不夠成熟，2002年整體市場中指紋識(shí)別占據(jù)了超過98%的份額，其他識(shí)別技術(shù)的市場基本沒有啟動(dòng)。但反過來從需求看，中國13億人口決定了中國將是未來全球最大的生物特征認(rèn)證技術(shù)市場。
在2000年前后，國內(nèi)學(xué)術(shù)界曾經(jīng)有過這樣的看法，認(rèn)為指紋識(shí)別算法經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了極限，但3年后的今天，原有的技術(shù)、算法、硬件都隨著技術(shù)的進(jìn)步不斷突破原有的技術(shù)框架。
以指紋識(shí)別算法為例，其預(yù)處理算法從使用Gabor濾波器到現(xiàn)在使用小波進(jìn)行增強(qiáng)與濾波，匹配算法從嚴(yán)格的剛性變換到現(xiàn)在以彈性變化為主流。算法本身隨著基礎(chǔ)數(shù)學(xué)理論工具的發(fā)展而不斷演進(jìn)。我們甚至無法判斷現(xiàn)有的主流算法以及處理方式會(huì)不會(huì)隨著新的數(shù)理工具的出現(xiàn)而被淘汰。
相對(duì)最早開始研究的指紋識(shí)別技術(shù)而言，虹膜識(shí)別技術(shù)以其高精度及其幾乎無法偽造的特性而成為近期國際研究以及應(yīng)用中的一個(gè)特別受關(guān)注的主題。隨著虹膜采集硬件技術(shù)的發(fā)展，采集虹膜越來越容易，成本越來越低，虹膜識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用也必然會(huì)在更大的范圍內(nèi)得到普及。
ICAO發(fā)布的在護(hù)照中應(yīng)用的生物識(shí)別技術(shù)除了指紋和虹膜之外，還包括面像識(shí)別。2002年，微軟亞洲研究院就在面像識(shí)別方面進(jìn)行了大量投入。聯(lián)想集團(tuán)也與中科院自動(dòng)化所合作在三維成像的面像識(shí)別上進(jìn)行前期研究。
除了指紋、虹膜和面像識(shí)別之外，聲紋識(shí)別因?yàn)槿菀撞杉?，可以用于公用通信線路的監(jiān)聽而受到國家安全部門的重視；簽字體識(shí)別因?yàn)榕c現(xiàn)有金融體系的結(jié)合而在一定程度上受到重視。此外，對(duì)掌紋、掌型、耳型、視網(wǎng)膜、DNA、步態(tài)等識(shí)別技術(shù)的研究也在不斷向前推進(jìn)，甚至還有對(duì)指型、靜脈、體味、打字習(xí)慣等其他生理特征的研究。
值得一提的是，最近國際上還出現(xiàn)了一種新的生物識(shí)別技術(shù)：顱骨識(shí)別。與傳統(tǒng)基于二維圖像的識(shí)別技術(shù)不同，顱骨識(shí)別需要在三維空間對(duì)識(shí)別對(duì)象進(jìn)行處理。由此導(dǎo)致以前很多在二維識(shí)別對(duì)象處理上很有效的數(shù)理工具無法應(yīng)用在這個(gè)新的識(shí)別技術(shù)上。在這方面，中科院自動(dòng)化所生物特征認(rèn)證與測評(píng)中心與國家“863計(jì)劃”支持的三維動(dòng)畫課題相結(jié)合，組建了專門的研究團(tuán)隊(duì)。
將生物特征識(shí)別技術(shù)與IC卡技術(shù)的結(jié)合是“911”之后的另一大技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，將生物特征存入IC卡中，通過對(duì)比IC卡中的特征將1∶N算法轉(zhuǎn)化為1∶1算法，從而減少運(yùn)算量。
樂觀地看，生物識(shí)別技術(shù)潛力無限，但在它的發(fā)展過程中也充滿了各種疑問和質(zhì)疑。生物特征識(shí)別技術(shù)的惟一性既是這個(gè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，也是這個(gè)技術(shù)的先天缺陷，一旦這個(gè)特征被偽造，系統(tǒng)將在所有層面上失去效力，而且這種失效將是無法彌補(bǔ)的。相反，如果采用密碼技術(shù)，一旦一個(gè)密碼被偽造，可以重新設(shè)定一個(gè)新的密碼，整個(gè)系統(tǒng)仍然能夠良好運(yùn)行。以指紋識(shí)別技術(shù)為例，從2000年開始，德國、日本、美國、英國等國都有人宣布，他們成功地發(fā)明了新型材料以及工藝過程，可以很方便地采集到人們留在任何地方的指紋，并能使用偽造的指紋使得原有系統(tǒng)失效。這不由得使人們對(duì)生物特征識(shí)別技術(shù)安全性的信任大打折扣。
與此同時(shí)，跟傳統(tǒng)的密碼、鑰匙、證卡技術(shù)相比，生物識(shí)別技術(shù)的本質(zhì)原理決定了它不是一項(xiàng)100%識(shí)別的技術(shù)，而是通過概率匹配實(shí)現(xiàn)的識(shí)別技術(shù)。要在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)上實(shí)現(xiàn)生物識(shí)別的概率匹配，其計(jì)算量比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫匹配技術(shù)的計(jì)算量要高2～3個(gè)數(shù)量級(jí)（100～1000倍）。同時(shí)，隨著數(shù)據(jù)庫的線性增大，其1∶N算法的計(jì)算量也線性增大。而且，生物識(shí)別技術(shù)最有效的應(yīng)用是基于全尺寸數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用，比如全球所有人有一個(gè)統(tǒng)一的生物特征數(shù)據(jù)庫，但以目前的數(shù)據(jù)庫技術(shù)要在如此大尺寸的數(shù)據(jù)庫上實(shí)現(xiàn)查找基本上不可能，這是生物特征識(shí)別發(fā)展的另一個(gè)技術(shù)瓶頸之一。
為了避免生物識(shí)別技術(shù)的缺點(diǎn)、利用其優(yōu)點(diǎn)，通過外圍方法提高識(shí)別系統(tǒng)的防偽性能是一條可行的途徑。對(duì)指紋識(shí)別系統(tǒng)來說，可以通過同時(shí)測量指紋的溫度、濕度、壓力、彈性等進(jìn)行偽造特征的鑒別；對(duì)虹膜而言，則可以通過眼皮識(shí)別、虹膜動(dòng)態(tài)識(shí)別等技術(shù)鑒別造假的虹膜；而面像則可通過三維面部特征的處理提高面像識(shí)別的防偽性。
另一條途徑是通過探索新的技術(shù)方向?qū)崿F(xiàn)防偽。比如前面所提到的顱骨識(shí)別，與虹膜一樣，由于顱骨屬于人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，偽造的成本很高，難度很大，做假的可能性幾乎不存在。當(dāng)然新的識(shí)別方法的推廣、應(yīng)用產(chǎn)品的成型、用戶普遍接受需要經(jīng)歷相當(dāng)長的時(shí)間。
生物認(rèn)證市場的發(fā)展需要多方力量的推動(dòng)，作為可能影響未來政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)運(yùn)作方式的生物特征識(shí)別技術(shù)，其推廣需要政府、學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界、投資界、用戶等各方面的相互協(xié)調(diào)和配合。對(duì)國家來說，它能提升國家信息安全、物理安全以及經(jīng)濟(jì)金融安全；對(duì)產(chǎn)業(yè)界來說，它將創(chuàng)造出一個(gè)新的、潛力無窮的前沿產(chǎn)業(yè)；對(duì)用戶來說，它可以保證其經(jīng)濟(jì)利益的安全。
政府的推動(dòng)是這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展最有效、最強(qiáng)大的推動(dòng)力。通過制定相關(guān)的政策，可以在國家的重要部門、行業(yè)大規(guī)模應(yīng)用生物特征認(rèn)證技術(shù)，從而大大推動(dòng)生物特征認(rèn)證技術(shù)的發(fā)展。
在美國，生物認(rèn)證技術(shù)的發(fā)展得到了從聯(lián)邦政府到各州政府的大力支持。2001年10月，美國總統(tǒng)布什簽署的“美利堅(jiān)合眾國愛國者法案”（the USA Patriot Act）的第五章第403條第四款規(guī)定：為了獲得犯罪嫌疑人的完整資料，州政府部門必須提供犯罪嫌疑人的指紋。同時(shí)，各州政府必須預(yù)先建立相應(yīng)人員的生物特征數(shù)據(jù)庫。其第十章第1008條規(guī)定：聯(lián)邦以及各州政府必須支持、實(shí)施利用生物特征識(shí)別系統(tǒng)建立的IAFIS系統(tǒng)。2001年11月美國簽署的“航空交通安全法案”（the Aviation and Transportation Security Act）以及2002年5月簽署的"強(qiáng)化邊境安全法案"(the Enhanced Border Security and Visa Reform Act)都規(guī)定了相應(yīng)的內(nèi)容。
政府法律規(guī)定在身份證、護(hù)照、國家基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中應(yīng)用生物特征認(rèn)證技術(shù)造就了西方國家在生物特征認(rèn)證領(lǐng)域技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。但在我國，政府力量還沒有正式介入到生物特征認(rèn)證技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用中，整個(gè)市場仍然處于相對(duì)混亂的自然增長階段。