庖丁很牛，不是因?yàn)樗軞⑴?，而是因?yàn)樗院芘５牡斗ǎ瑢⑴＝馄实们迩宄?，妥妥帖帖?這既得益于庖丁個(gè)人的聰明才智，更得益于庖丁在屠牛事業(yè)上的多年專業(yè)程度。今天我們將采訪一個(gè)在國(guó)際生物識(shí)別領(lǐng)域，有如庖丁一樣多年專業(yè)研究的專家--深圳亞略特生物識(shí)別科技有限公司的創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家邵宇。希望他以“庖丁”刀法，將生物識(shí)別這門既熟悉又有些高遠(yuǎn)的技術(shù)解剖出來(lái)。

　　所謂生物識(shí)別技術(shù)，是指采用每個(gè)人獨(dú)一無(wú)二的生物特征來(lái)驗(yàn)證用戶身份的技術(shù)，又稱生物特征認(rèn)證。“從理論上說，生物特征認(rèn)證是最可靠的身份認(rèn)證方式，因?yàn)樗苯邮褂萌说奈锢硖卣鱽?lái)表示每一個(gè)人的數(shù)字身份，不同的人具有不同的生物特征，因此幾乎不可能被仿冒和復(fù)制。”生物識(shí)別技術(shù)主要是通過可測(cè)量的身體或行為等生物特征進(jìn)行身份認(rèn)證的一種技術(shù)；而生物特征是指唯一的可以測(cè)量或可自動(dòng)識(shí)別和驗(yàn)證的生理特征或行為方式。邵宇介紹，生物特征分為身體特征和行為特征兩類。身體特征包括：指紋、掌型、視網(wǎng)膜、虹膜、人體氣味、臉型、手的血管、骨骼和DNA等；行為特征包括：簽名、語(yǔ)音、行走步態(tài)等。

　　接下來(lái)，針對(duì)生物識(shí)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(shí)別技術(shù)一一解剖分析。

　　其一，指紋識(shí)別技術(shù)

　　指紋是人與生俱來(lái)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(huì)因人的繼續(xù)成長(zhǎng)而改變。指紋也具有“唯一性”，不同的兩個(gè)人不會(huì)具有相同的指紋，自從1888年英國(guó)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(lái)，世界各國(guó)先后設(shè)立了指紋儲(chǔ)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(guó)人就意識(shí)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(duì)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(dòng)識(shí)別指紋，同時(shí)刑偵用的指紋自動(dòng)識(shí)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(shí)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(shí)別技術(shù)走向了基于個(gè)人的應(yīng)用。從此，人們對(duì)指紋識(shí)別技術(shù)的研究，對(duì)指紋的性質(zhì)也有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)?，F(xiàn)在，指紋識(shí)別已經(jīng)發(fā)展到了活體識(shí)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(shí)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(lái)。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(rùn)或撕破等。然后對(duì)其進(jìn)行圖像增強(qiáng)，減弱噪聲，增強(qiáng)脊和谷的對(duì)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。

　?、谘菟悖╝lgorithm）：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。

　?、蹅魉停╰ransmit）：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(lái)的數(shù)據(jù)再經(jīng)程序運(yùn)算、驗(yàn)證其與數(shù)據(jù)庫(kù)中的比對(duì)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(lái)的指紋數(shù)據(jù)。

　　故只要符合上述原理，中間無(wú)任何種轉(zhuǎn)換上的漏失，且在一定的比對(duì)值以上，均可確認(rèn)是本人的指紋。

　　下圖描繪的是生物識(shí)別系統(tǒng)使用過程。

　　（1）捕捉選定生物特征；

　?。?）處理生物特征、提取和注冊(cè)生物特征模板；

　?。?）在本機(jī)信息庫(kù)、中央信息庫(kù)或在如智能卡的便攜式令牌內(nèi)存儲(chǔ)模板；

　?。?）現(xiàn)場(chǎng)掃描選定的生物特征；

　?。?）處理生物特征和提取生物特征模板；

　?。?）掃描獲得的生物特征模板同存儲(chǔ)的生物特征模板匹配；

　?。?）為應(yīng)用提供匹配得分；

　?。?）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(shí)別技術(shù)的重要科學(xué)依據(jù)。指紋的識(shí)別通常使用對(duì)比識(shí)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(shí)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(duì)比，就能在極短時(shí)間內(nèi)完成任何人的身份識(shí)別認(rèn)證。

　　指紋識(shí)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(shí)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(tái)系統(tǒng)等。

　　其二，視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)

　　人眼球視網(wǎng)膜的中央動(dòng)脈逐級(jí)分叉，形成難以計(jì)數(shù)的葉片，形成各自不同的眼底血管圖。因此，眼底視網(wǎng)膜血管圖也成為個(gè)人識(shí)別的生物特征之一。目前，主流的視網(wǎng)膜識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用是：系統(tǒng)用弱紅光通過眼的瞳孔進(jìn)入到眼底視網(wǎng)膜上，再經(jīng)視網(wǎng)膜血管反射后進(jìn)入CCD攝像機(jī)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理，對(duì)提取出的樣板信息進(jìn)行存儲(chǔ)，驗(yàn)證時(shí)對(duì)掃入的信息與之比對(duì)以做出身份鑒定。

　　視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)具有生物特征固定、不易磨損、老化或者受疾病影響，有較高的識(shí)別準(zhǔn)確性和防偽性。

　　其三，虹膜識(shí)別技術(shù)

　　據(jù)臨床醫(yī)學(xué)觀察，虹膜位于眼角膜之后，水晶體之前，虹膜具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，其顏色因含色素的多少與分布不同而異，并且這種獨(dú)特的虹膜結(jié)構(gòu)具有很好的穩(wěn)定性。目前，主流的虹膜識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用是：系統(tǒng)使用單色電視和攝像技術(shù)與軟件相結(jié)合的視頻方法獲取虹膜數(shù)字化信息，驗(yàn)證時(shí)掃入的信息與預(yù)先存入的樣板信息進(jìn)行比對(duì)，以作出身份鑒定。

　　虹膜識(shí)別技術(shù)的生物特征采集較為方便、準(zhǔn)確性較高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到目前為止，虹膜識(shí)別的錯(cuò)誤率是各種生物特征識(shí)別中最低的。

　　其四，面像識(shí)別技術(shù)

　　面像識(shí)別技術(shù)，又稱面紋識(shí)別技術(shù)。人的面容各異，既或是一對(duì)孿生子用人類學(xué)方法測(cè)量也可發(fā)現(xiàn)差異。目前，市面上主流的面像識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用是：利用局部特征分析和圖形/神經(jīng)識(shí)別算法對(duì)面部各器官及特征部位的方位進(jìn)行分析，提取成數(shù)字化信息再與數(shù)據(jù)庫(kù)中的樣板信息比較、判斷、確認(rèn)，以此鑒定身份。

　　面像識(shí)別技術(shù)具有主動(dòng)性、非侵犯性和用戶友好等優(yōu)點(diǎn)。

　　其五，簽名識(shí)別技術(shù)

　　見字如見其人，中國(guó)人寫字講究書法，人們選擇了自己青睞的書法風(fēng)格后，又融入自己的書寫特點(diǎn)，因而小到一個(gè)字的間架結(jié)構(gòu)，大到整篇文章的縱橫布局，每個(gè)人都有自己的運(yùn)筆習(xí)慣和格式規(guī)劃；筆跡已成為人們進(jìn)行身份鑒別的重要手段之一。目前，主流的簽名識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用是：系統(tǒng)通過使用有線筆、靈敏的圖形輸入板提取簽字的動(dòng)態(tài)過程信息特征，通過區(qū)分簽字的習(xí)慣部分和幾乎每次簽字都有所變化的變動(dòng)部分信息特征來(lái)確定簽字人的真實(shí)身份。

　　簽名識(shí)別技術(shù)具有較好的接受性，使用簽名識(shí)別是一種公認(rèn)的身份識(shí)別的技術(shù)。易于大眾接受。

　　其六，聲音識(shí)別技術(shù)

　　人的生理、心理和行為特征等語(yǔ)音參數(shù)會(huì)反映在人的語(yǔ)音波形中，人的聲音頻譜包括曲線的時(shí)間變化和驅(qū)動(dòng)聲源的特征各不相同?？梢蕴崛〕霾煌苏Z(yǔ)音變化很大而同一人語(yǔ)音變化很小的特征來(lái)進(jìn)行分析、對(duì)比、識(shí)別。目前，主流的聲音識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用是：通過話筒錄入人的聲音，通過數(shù)字信號(hào)處理器數(shù)字化和軟件壓縮，提取出聲音圖像信息保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，應(yīng)用時(shí)將即時(shí)采集的聲音聲音與數(shù)據(jù)庫(kù)中的特征信息進(jìn)行匹配，作出身份鑒定。

　　聲音識(shí)別技術(shù)是一種非接觸的識(shí)別技術(shù)，用戶可以很自然地接受，具有較好的方便性、經(jīng)濟(jì)性和準(zhǔn)確性。

　　綜上所述，傳統(tǒng)身份驗(yàn)證技術(shù)是基于特定持有物（如：身份證、IC卡）和基于特定知識(shí)（如：密碼、用戶名）進(jìn)行身份鑒定的一種技術(shù)。其缺點(diǎn)已不止于IC卡或USB KEY的丟失或密碼的遺忘帶來(lái)的麻煩，IC卡或USB KEY被偷竊、操作系統(tǒng)漏洞、黑客攻擊、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽、密碼簡(jiǎn)單容易被破譯和猜測(cè)、密碼太復(fù)雜容易遺忘、存在記憶困難、口令密碼的管理不善等問題已成為涉密信息系統(tǒng)的安全隱患。而生物識(shí)別技術(shù)的最大特點(diǎn)就是不易丟失、隨身攜帶、不能被復(fù)制，唯一性安全性最高，既然科技以人為本，而且人以安全為第一，不難想象，生物識(shí)別技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用的未來(lái)市場(chǎng)前景將是非常廣闊。