指纹识别技术现状_应用与发展

表１ 各类生物识别技术比较
类型
惟一性
指纹
高
脸形
低
手形
中
虹膜
高
视网膜
高
语音
低Leabharlann Baidu
ＤＮＡ
高
气味
高
签名
低
欺骗性 低 中 中 低 低 高 低 高 高
可获得性 高 高 高 中 中 高 低 高 高
可接受性 高 高 中 低 低 高 低 中 高
性能 高 低 中 高 中 低 高 低 低
38
２００７年８月
可接受性是从被识别对象的 意愿性角度来评价，该识别技术 是否容易被人们认可使用。在这 一项中指纹、脸形、语音和签名 四种最容易被人接受。也就是说 人们对他们认为不影响健康的最 为认可。而对虹膜、视网膜这种 采集对象有健康担心的方式比较 排斥，不管它实际上是不是真的 影响人体健康。
２００７年８月
37
感指纹采集仪和电容式采集指纹 采集仪都是数字化自动指纹采集 技术。指纹采集的过程本质上是 指纹成像的过程，其原理是根据 嵴与峪的几何特性、物理特征和 生物特性的不同，以得到不同的 反馈信号，根据反馈信号的量值 来绘成指纹图像。
指纹识别技术属于模式识别 的范畴。指纹识别实际上是通过 特定的数学算法来分析指纹特 征，并判定两枚指纹特征的相似 度，包括指纹特征分析和匹配两 大过程。指纹特征分析是对指纹 图案的整体特征和细节特征进行 提取、鉴别的过程。指纹特征值 匹配是对指纹图案的整体特征和 细节特征按模式识别的原理进行 比对匹配，匹配是在已注册的指 纹和当前待验证的指纹之间进行 的，匹配运算不是对两个指纹图 像进行比较，而是对已形成数字 模板的指纹特征值进行匹配。指 纹特征值匹配从整体特征和局部 特征两个方面进行。整体特征的 匹配包括对指纹纹形的分类和判 断，指纹嵴密度的判断等。局部 匹配包括每个细节点的类型匹 配、坐标匹配、质量匹配、方向 匹配等，甚至还包括由一组特征 值之间形成的拓扑关系的匹配。
Ｓａｍｓｕｎｇ的手指手机，国内手机 厂商深圳宇龙也研究出ＣｏｏｌＰａｄ ８５８Ｆ指纹手机，可以明确的看出 手机厂商给手机勾勒的演进方 向，指纹手机会成为手机的下一 个竞争点。其它手持设备（如警 用追逃设备等）都会逐渐与指纹 识别技术相结合，拓展指纹技术 的应用空间。
指纹识别技术的与众不同
对各种生物识别技术进行比 较，可以从生物特征的惟一性、 欺骗性、可获得性、可接受性和 性能五个方面来分析。
惟一性是指在现有认知范围 内，该生物特征用于分辨不同个 体的准确性。在这一项中，指 纹、虹膜、视网膜、ＤＮＡ和气味 五种生物特征准确性最高。指纹 的准确性可以达到百万分之一的 水平。
机制，因为账号密码机制的天生 缺陷易被盗用、易被窃取、易被 破解、易被复制和传递，导致了 整个信息安全体系的隐患。所 以，指纹认证是所有信息安全系 统的最先进最安全的认证体系。 因此，这一部分市场，将随着对 信息安全问题的重视而不断拓展 开来。其市场价值远比指纹门 锁、指纹考勤更有意义。
３． 以ＰＣ周边为应用核心的指 纹数码、存储产品。
截止２００４年，全球已有４０多
２００７年８月
39
家著名大型公司正式推出了各种 数码类指纹识别产品。指纹识别 技术的应用领域也从指纹门锁等 扩展到现在的移动存储类产品。 这些产品如指纹Ｕ盘、指纹移动硬 盘、指纹笔记本电脑、指纹手 机、指纹键盘和指纹鼠标等，都 在２００５年就开始纷纷上市，成为 各大媒体和消费者聚焦的对象。 单 就 指 纹 Ｕ盘 来 讲 ， ２００５年的大陆市场就出 现了１３种２０多款；指纹 移动硬盘有５种５款；指 纹 鼠 标 有 ７ 种 ７款 ； 指 纹 键盘至少由３家国内公司 推出。到２００６年底，相 当多的移动存储品牌厂 商、ＰＣ厂商都推出了自 己的指纹产品，如 ＳＡＮＤＩＳＫ、威刚、爱国 者的指纹Ｕ盘、联想指纹 识别笔记本、清华同方 商用ＰＣ、清华紫光的指 纹鼠标和指纹键盘等。 从价格上来看，１Ｇ指纹 Ｕ盘 的 价 格 不 过 ２００多 元，指纹鼠标的价格低 于２００元，价格已经探底 到起量条件。
指纹技术与手持设备结合的 应用方向
许多手持设备需要有操作密 码，以防止他人非法使用。对手 机、ＰＤＡ这一类设备，因为作为 “信息终端”的手机，手机上丰 富的个人信息的安全是移动信息 安全的一个重要方面。新一代的 智能手机，已经具备强大的个人 信 息 管 理 能 力 。 ＷＯＲＤ和 ＥＸＣＥＬ办公文档、电子邮件、媒 体文件、电子货币、电子名片等 等都是手机上个人信息的重要组 成部分，而且大部分智能手机已 经配备６４Ｍ以上的存储器，甚至有 的手机开始支持微盘。手机将存 储越来越多的个人隐私信息或者 重要的工作文档。通过指纹保护 手机信息安全将是一种趋势。从 １９９８年西门子第一个推出指纹手 机，到现在Ｆｕｊｉｓｔｕ的Ｆ９００ｉ指纹手 机 、 ＬＧ的ＬＰ３５５０指 纹 手 机 、 ＮＴＴ的 Ｆ５０５ｉ指 纹 手 机 以 及
车防盗方面的典型应用。国内个 别厂商已经推出指纹防盗产品。
指纹ＵＫＥＹ 指纹ＵＫＥＹ是网上银行业务用 于进行身份验证的终端，它比目 前的账号密码验证以及普通 ＵＫＥＹ验证要更为安全些。 它 完全 不需要密码或ＰＩＮ，使得病毒软件 无可乘之机，也杜绝了网银账号
盗用的可能。它将大大 提升网银业务的诚信度 和安全性，为银行真正 扩大网上交易量。
指纹ＩＣ卡 目 前 的 Ｉ Ｃ大 多 是 不 记名的ＩＣ，记名也都是 用密码。随着ＩＣ在人们 生活中的使用频度增 加，ＩＣ卡中的信息甚至 代表着特殊的权力和金 钱 。 通 过 在 Ｉ Ｃ卡 中 存 入 持卡人指纹信息，可以 大 大 提 高 ＩＣ卡 的 安 全 性。
指纹识别技术今后 的发展趋势分析
指纹技术与智能卡 结合的应用方向
使用方便。指纹是人类自身 天然的密码，与钥匙、密码、ＩＤ卡 相比，它是人与生俱来的，不是 外界赋予的。在使用过程中，它 无需记忆，自然随身，真正的触 手可及，同时采集指纹所使用的 设备，一般比鼠标都小，最小的 只有Ｕ盘大小。因此，指纹技术不 仅对个体是方便的，整个系统布 署也是非常方便的。
难以丢失。指纹作为人的身 份标识，不像钥匙、密码容易被 盗用，或者自己丢失。它是内在 的，不是外在的。所以，对于绝 大部分人来讲，你难以获得他人 的指纹。不像密码可以病毒通过 扫描键盘来获取，输入指纹的过 程只是轻轻一按，没有任何的击 键行为。一个指纹数据长度约为 ０．５－２Ｋｂｙｔｅ之间，是普通密码长 度的几百倍，其数据强度也是密 码难以比拟的。
从 表 １可 以 看 出 ， 指 纹 识 别 是 所有生物识别技术中，最有亲和 力，最受民众欢迎，也是使用成 本较低的一项便民安全技术。
目前国内指纹识别的应用 状况
１．以指纹模块为应用核心 的锁具考勤机、门禁、锁具类 市场 。
这三类指纹产品是嵌入式指 纹产品的主力市场。其中指纹考 勤机产品经过了至少５年的发展改 进，产品性能已经非常成熟。在 市场方面，这两类产品的价格已 经降到几百元人民币的区间。众 多的办公用品厂商已经开始转型 到指纹考勤市场，这方面的渠道 商参与也非常活跃。因此，在办 公用品商店看到一台指纹考勤机 应该不足为奇。另一方面指纹门 锁的出口和内销势头强劲。以深 圳、广州、中山、温州等地的指 纹门锁厂商为代表，充分展现了 指纹门锁的广阔前景。指纹门锁 目前的主要消费群有高档楼盘、 办公室等集体消费者。相信经过 ２－３年发展，指纹门锁将逐步进入 普通老百姓的家中。该领域的重
目前我国指纹识别技术应 用新领域
指纹识别技术的应用前景非 常广阔。
指纹支付
通过把指纹与银行卡绑定的 方式，用指纹轻轻一点来完成消 费支付。这种新型应用在美国已 经出现至少２年以上。国内２００６年 上海某公司也已经涉足指纹支付 市场。
汽车指纹防盗 通过指纹控制车门开关，或 者控制引擎点火是指纹技术在汽
指纹识别技术
现状、应用与发展
文 ／ 杨若冰 西安紫牛信息技术有限公司总经理
目前国内指纹识别技术的 发展现状
我国生物（指纹）识别技术 发展相对于美国、日本要晚１０－ ２０年 的 时 间 。 指 纹 识 别 产 品 在 我 国 最 早 出现 是 在 ９ ０ 年 代 初 期 ， 当 时只是聊聊数十家，而产业化起 步应该是２０００年以后。２０００年之 前，处于核心技术和相关产品研 发阶段，２０００年以后，形成了一 定的产业供求关系，有核心算法 提供商，有指纹模块提供商，有 指纹传感器提供商，也有指纹产 品经销商。但这些产品主要以门 禁和考勤为主，指纹应用面非常
认证确认持卡人身份后，再从卡 上读取业务交易所需数据，从而 保证了业务交易的安全，又不影 响使用的方便性。指纹识别技术 一旦与智能卡结合使用，以政府 为主导的公共事业领域，就可以 把各类政府发放的智能卡，如身 份证、社保卡、医疗卡、通行 证、驾驶证等统一为一个指纹智 能卡。这将大大方便民众的使 用，并促使我国智能卡升级换 代。指纹识别技术与银行卡结合 的前景广阔，两种技术的结合， 除了能够加强现有银行卡的安全 度，同时从技术上也可以支持国 家倡导的存款实名制的推行。
指纹识别技术的主要特征 独 一 无 二 性 。指纹的两大基 本特征“指纹终身不变”和“指 纹各不相同”是指纹独一无二性 的根本。“指纹终身不变”性是 由人类学家奥克尔（Ｗｅｌｋｅｒ）在 １ ８ ５ ６ 年 提 出 的 。 “ 指纹 各 不 相 同”是由英国人亨利·福尔茨
（Ｈｅｎｒｙ·Ｆｕｌｄｓ）在日本传教期 间提出。后来被法国巴黎大学教 授勃太柴用数学方法进行了证 明。指纹这一特征是整个指纹识 别技术的基石。
智能卡是目前全国 范围内使用量最大的个人身份信 物，已经被应用于各种各样的业 务系统中。但智能卡存在以下缺 点：容易丢失，并且不能真正的 确认持卡人是否为真正的主人。 如果把智能卡与指纹技术结合， 在智能卡中存储个人指纹数据， 可以把个人身份与个人信物有机 统一起来。在使用时，通过指纹
40
２００７年８月
单 一 。 到 ２ ０ ０ ４年 ， 随 着 移 动 存 储 设备等数码类产品的大量使用， 指纹技术与数码类产品结合应用 的 局面才铺开，所以指纹识别产 业在我国，目前仍处于形成阶 段。如果说２００４年之前处于从点 到线的状态，那么２００４年之后指 纹产业开始了从线到面的发展。 在很多信息安全领域，甚至金融 支持领域都出现了指纹技术应用 方案。
４． 银 行 内 控 、 驾 校 培训、社保医疗等行业市场。
行业市场的指纹技术需求， 最早在社保系统上。目前随着大 中型信息系统对用户身份验证需 求的增加，指纹技术的应用领域 也因此不断扩大到更多的行业市 场。凡是涉及到“专人专用”、 “专人专管”、“专人专享”、 “专人授权”业务性质的环节，
都可以采用指纹技术来提升系统 运行和业务运行的可靠性和安全 性。
要厂商有杭州中正、西安紫牛科 技等。
２．以指纹认证平台为应用核心 的软件信息化系统市场。
这包括在ＯＡ／ＣＲＭ／ＥＲＰ／会员 管理／远程接入等信息化系统中， 使用指纹技术作为信息化系统的 身份认证平台。随着信息安全问 题的日益严重，信息安全事件中 因为账户密码引起的信息泄漏占 到了总事件的７０％以上。也就是 说，大部分的信息安全事故都是 由于采用了不太安全的账号密码
欺骗性是指可被仿制、仿冒 的容易程度。在这项中，语音、 气味和签名三个特征最容易被人 以假乱真，欺骗识别系统。指纹 的防欺骗性要高的多。目前已有 部分采集设备具有一定的活体识 别能力。
可获得性是站在生物特征采 集的角度来分析该生物特征是否 容易提取出来，并表示为识别系 统可以理解的形式。这一项中， 虹膜、视网膜、ＤＮＡ三种采集方 法较为复杂，指纹、脸形、语音 采集最为方便。
指纹识别的核心技术和主 要特征
日常称呼的指纹识别技术其
实包括“指纹采集技术”和“指 纹识别技术“，后者即人们常说 的“指纹算法技术”。
指纹采集技术的发展经过了 较长的历史时期，其过程也随传 感技术的发展而影响和推动。第 一代指纹采集技术采用“按压留 痕”的方式来采集指纹，利用的 是指纹“触物留痕”的特性，这 一时期主要通过“油墨－指纹 卡”的方式采集。第二代指纹采 集技术采用自动化、数字化的采 集方式，指纹数据以数字信息表 示和存储。现有的光学指纹采集 仪、半导体压感指纹采集仪、温