輕松證明“你是誰”

郁悶呀郁悶!小璐最近很郁悶因?yàn)樗恍⌒陌鸭议T的鑰匙弄丟了，為了安全，不得不換了把新鎖。為此，她還被媽媽批評(píng)了一番。

為什么開門一定要用鑰匙呢?小璐心里不住地想。如果自己家的門可以認(rèn)識(shí)自己家的人，這樣就不用“鑰匙”這個(gè)容易丟的身外之物了。

小璐的想法貌似異想天開，不過這樣“智能的門”卻并非不可能實(shí)現(xiàn)。因?yàn)槲覀內(nèi)梭w本身，就是一把超級(jí)強(qiáng)大的不可復(fù)制的“鑰匙”!不信?那就跟著小諾一起探秘“生物特征認(rèn)證技術(shù)”，它能輕松證明你是誰!

如何證明你是誰?

如何證明你是誰，這在不同的時(shí)期難度系數(shù)是不一樣的。

在古代，人煙稀少，很多人一輩子只生活在自己出生的村落里，沒什么變動(dòng)。這時(shí)，大家互相認(rèn)識(shí)，張三借了李四二兩銀子，根本不需要證明自己是張三而不是王五。

隨著社會(huì)的進(jìn)步，地理間的距離越來越小，為了方便證明自己是誰，于是有了身份證。比如你想在銀行開個(gè)賬戶，或者報(bào)考大學(xué)，就得拿著身份證，以便證明你是誰。

當(dāng)計(jì)算機(jī)技術(shù)充斥著現(xiàn)代社會(huì)的時(shí)候，又如何證明你是誰呢?再以銀行為例，如果你有了銀行卡，下次存取款的時(shí)候，你只要拿著銀行卡，記著你的密碼，就可以在銀行的ATM機(jī)上自動(dòng)存取款了。

看起來證明自己也不是很難嘛!可不管是身份證還是銀行卡，它們和小璐的家門鑰匙一樣，都是“身外之物”，丟了就麻煩了，還有被冒用的可能。

據(jù)調(diào)查，2008年美國(guó)由于網(wǎng)絡(luò)詐騙事件，使得銀行和消費(fèi)者遭受的直接損失總計(jì)達(dá)24億美元，平均每位受害者付出了約1200美元的代價(jià)。另據(jù)香港明報(bào)消息，香港2008年由于網(wǎng)絡(luò)詐騙導(dǎo)致的直接損失達(dá)140萬港元。

層出不窮的網(wǎng)絡(luò)犯罪，引起了人們對(duì)個(gè)人身份的信任危機(jī)，如何證明“你是誰”及如何防止身份冒用等問題又一次成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

證件1——指紋

“同學(xué)們好，我是指紋!張開你的手，仔細(xì)看看你的手指肚上，是不是有不同的花紋呢?這就是指紋?！?/p>

“早在19世紀(jì)初，科學(xué)研究就發(fā)現(xiàn)了我們指紋的兩個(gè)重要特征：一是兩個(gè)不同手指的指紋紋脊的樣式不同，另外一個(gè)是指紋紋脊的樣式終生不變。所以，如果知道一個(gè)人的指紋是什么形狀的，就能通過指紋來識(shí)別這個(gè)人，這就是指紋認(rèn)證。這一發(fā)現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于犯罪鑒別中，有不少犯罪分子就是因?yàn)樵诂F(xiàn)場(chǎng)遺留下指紋，而被繩之以法的。我的作用還挺大吧!”

在指紋中，凹凸起伏的線叫紋路。一條紋路分開成2條紋路的地方叫分叉點(diǎn)，一條紋路終結(jié)的地方叫終結(jié)點(diǎn)。這種特征點(diǎn)一般稱為節(jié)點(diǎn)。指紋，正是由這些節(jié)點(diǎn)組合而成的多種多樣、各不相同的圖案。指紋大概有右邊三種類型(如右圖)。

要用指紋認(rèn)證，首先要把指紋信息預(yù)先登陸到系統(tǒng)中。在認(rèn)證時(shí)，要再次讀入指紋信息，如果和登陸系統(tǒng)時(shí)的信息一致，那就能夠確認(rèn)為是本人。

調(diào)查錄入的指紋信息和登陸好的指紋信息是否一樣。這叫做比對(duì)。作為比對(duì)的辦法，一般首先想到比對(duì)指紋的形狀。先把指紋的形狀做成畫像數(shù)據(jù)，比較2種畫像是否一致，這通常被稱作模板匹配法。

另外，也有通過比較指紋的特征的節(jié)點(diǎn)方式。通過從指紋中找出分叉點(diǎn)和終結(jié)點(diǎn)這些特征點(diǎn)，比較它們的位置、角度和種類等。除此以外，還有將特征點(diǎn)間的紋路的紋數(shù)也一起比較的節(jié)點(diǎn)匹配法，和比較指紋的斷面的波浪形狀的周波數(shù)解析法，等等。

現(xiàn)在，傳感器已經(jīng)小型化了，指紋信息可以內(nèi)置在手機(jī)、筆記本電腦中，變成了日?？梢云毡槭褂玫纳锾卣髡J(rèn)證。相信，指紋在未來的作用會(huì)越來越大!

證件2——靜脈

“行了行了，指紋老弟，你說了這么多，也讓我自我推薦幾句呢!”來自手掌的靜脈開始說話了。

“嗨，大家好，我是靜脈!大家掌心向上，在手掌上能發(fā)現(xiàn)我!我是最近比較受關(guān)注的認(rèn)證方式。因?yàn)槲覀冹o脈認(rèn)證比指紋認(rèn)證更加精確!在人體中，每個(gè)人流動(dòng)的血管的模板都不相同。通過利用靜脈的模板差異認(rèn)證的方式叫靜脈認(rèn)證。其實(shí)我們靜脈遍布全身，不過用作生物特征認(rèn)證最方便的就是手靜脈?！?/p>

使用一定波長(zhǎng)的近紅外線拍手掌，靜脈顯得有點(diǎn)黑。這是因?yàn)榱魅腱o脈的血液中，有吸收近紅外線的還原血紅蛋白(血紅素)，根據(jù)這個(gè)能夠取得靜脈的模板。

取得的靜脈模板，可以通過模板匹配。也可以像指紋認(rèn)證那樣選出特征點(diǎn)比對(duì)。作為靜脈模板的特征點(diǎn)。跟血管的位置有關(guān)系(分叉、距離、方向等)，把這些綜合起來數(shù)值化以后就可以加以利用了。

靜脈認(rèn)證跟指紋認(rèn)證相比更加精確，而且血管因?yàn)樵隗w內(nèi)，不能偽造。最近，小型的傳感器也面世了，筆記本電腦和汽車的車門把手上可以安裝的手指靜脈認(rèn)證傳感器也研制成功了。未來。靜脈認(rèn)證的使用將越來越廣!

證件3——臉相

“用得著這么麻煩嗎?又是指紋又是靜脈的。按我說，最原始的臉部特征就是最好的認(rèn)證。把我們輸入電腦中，然后比對(duì)就行了。”現(xiàn)在開口的是臉。哈哈，它看不慣指紋和靜脈一個(gè)勁地顯擺，趕緊也插話進(jìn)來。

雖然臉相認(rèn)證對(duì)于像辨別雙胞胎這樣的問題還有點(diǎn)頭疼，準(zhǔn)確率也不高，但是它能夠遠(yuǎn)距離對(duì)人認(rèn)證。比如你在上學(xué)的路上遇到了同學(xué)，一眼就能看出這是誰，多方便!

雖說是臉相認(rèn)證，但并不是說臉部的所有部位都能用來認(rèn)證。比如發(fā)型可以輕易改變，變胖或者變瘦時(shí)，臉部的輪廓也會(huì)產(chǎn)生變化。因此，只有眼睛、鼻子、嘴巴這些在臉相中不容易發(fā)生變化的部分能夠用作認(rèn)證。

臉相認(rèn)證的特征是，不需要有特別的計(jì)算機(jī)硬件。最近，大部分手機(jī)里都有內(nèi)置照相機(jī)，只要在這上面裝入電腦軟件，就能夠利用臉相認(rèn)證。另外，跟其他的認(rèn)證方式不一樣，離照相機(jī)稍微遠(yuǎn)一點(diǎn)也能夠認(rèn)證，所以在公寓的門口安裝的監(jiān)視器，在電腦上使用的攝像頭等等也可以結(jié)合起來使用。

當(dāng)然，臉相認(rèn)證也存在缺點(diǎn)啦。比如容易受攝影條件影響，認(rèn)證的精確性比較低。肌膚的顏色、臉的朝向、表情、燈光和背景等，這些因素如果登錄和認(rèn)證的時(shí)候有變化，那么兩者的數(shù)據(jù)就會(huì)出現(xiàn)比較大的誤差。有時(shí)候即使是本人可能也無法被認(rèn)證。還有的時(shí)候，像雙胞胎這樣的極度相似的人，即使是不同的人，也可能被認(rèn)證成是本人。如何解決類似這種狀況，是一個(gè)重要的研究課題。

證件4——虹膜

“臉部認(rèn)證確實(shí)方便些，但是精確度卻不敢恭維。在那些安全性要求比較高的場(chǎng)所，還得看我的!”又一個(gè)聲音冒了出來。是誰呢?不仔細(xì)找還真不知道。原來是眼睛里的虹膜說話了。

虹膜就是瞳孔周圍的環(huán)狀薄膜，它是調(diào)節(jié)進(jìn)入眼睛光線的量的器官。在暗的地方瞳孔放大，在亮的地方縮小，調(diào)節(jié)這些行為的就是虹膜。它又是如何證明主人是誰的呢?

這時(shí)，虹膜的聲音又響起來：“不是我自吹自擂，上面幾種認(rèn)證方式，精確程度都沒有我高。通過虹膜認(rèn)證錯(cuò)誤的可能性很低。據(jù)計(jì)算，

這種可能性大概只有1／(1.2×10⁶)。實(shí)際上至今也沒發(fā)現(xiàn)一例錯(cuò)誤案例。所以在安全性要求較高的場(chǎng)所，我們虹膜認(rèn)證出現(xiàn)的頻率最大。”

虹膜通過肌肉出現(xiàn)，可以做出非常復(fù)雜的形狀。根據(jù)人不一樣，虹膜的形狀的模板也大不相同。應(yīng)用在認(rèn)證過程中的不是虹膜的形狀本身，而是由形狀生成的被稱作虹膜密碼的密碼。用相機(jī)拍攝的眼睛圖像切出虹膜的部分，把同心圓的環(huán)狀體分為8等份。從圖像中抽出虹膜的濃淡。進(jìn)行數(shù)學(xué)處理生成虹膜密碼。比對(duì)一般都用比較虹膜密碼的密碼匹配法進(jìn)行。

因?yàn)榫_度高，虹膜認(rèn)證一般使用在機(jī)場(chǎng)和一些安全要求高的場(chǎng)所。另外，因?yàn)椴皇褂檬忠材軌蛘J(rèn)證。所以當(dāng)人們提著行李，手騰不出來的時(shí)候也能夠認(rèn)證。

登陸的時(shí)候需要裸眼，但是在認(rèn)證的時(shí)候可以戴著眼鏡，也可以戴隱形眼鏡。

其他證件——聲音、氣味、簽名、步態(tài)……

除了前面介紹的幾種認(rèn)證方式，還有手的形狀、耳朵的形狀、身體氣味、聲音和DNA等等。有各種各樣的生物特征都可以作為認(rèn)證方式。還有利用行為特征的，如步態(tài)識(shí)別以及根據(jù)敲打的節(jié)奏、強(qiáng)度、速度的不同而產(chǎn)生的擊鍵識(shí)別。

話說回來，不是任何東西都能用作生物特征認(rèn)證的。能用作生物特征認(rèn)證的要具有以下特點(diǎn)：1，是所有人必須有的特征：2，本人的特征和別人都不一樣：3，這個(gè)特征不會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化。

在這些基礎(chǔ)上還要比較容易操作，這點(diǎn)也很重要。比如，指紋不只是手上，腳上也有。但是如果每次認(rèn)證都要脫鞋子脫襪子就非常不方便了。還有，DNA也是精確度比較高的認(rèn)證方式，但是它不能立即作出比對(duì)。因此，綜合考慮每種認(rèn)證方式的優(yōu)缺點(diǎn)是非常重要的。

通過組合一些生物特征認(rèn)證方式，從而提高認(rèn)證精確度的技術(shù)現(xiàn)在也備受矚目。有時(shí)候一種認(rèn)證方式精確度比較低，通過組合幾個(gè)認(rèn)證方式，構(gòu)筑認(rèn)證系統(tǒng)，就能極大提高認(rèn)證精確度了。

生物特征認(rèn)證：數(shù)據(jù)最關(guān)鍵

要用生物特征技術(shù)認(rèn)證，首先要把自己的數(shù)據(jù)登陸到系統(tǒng)中。登陸的時(shí)候，先要使用傳感器或者照相機(jī)，采集到指紋和臉相這些生物特征信息并制作成圖像。因?yàn)橛袝r(shí)候取到的圖像特征不太清楚，所以要經(jīng)過畫像處理，做成特征點(diǎn)清楚的圖像，以便識(shí)別。

模板匹配的時(shí)候，雖然有時(shí)候是直接以圖像形式登陸到數(shù)據(jù)庫，但大多數(shù)情況下都是先取出特征點(diǎn)，將之?dāng)?shù)值化、密碼化之后再登錄，并不是直接把指紋和臉相的圖像保存下來。

認(rèn)證時(shí)再次錄入自己的信息，跟登陸時(shí)的數(shù)據(jù)加以比對(duì)。數(shù)據(jù)如果一致就認(rèn)證是本人；如果不一致，就會(huì)拒絕認(rèn)證。為什么同一個(gè)人，卻會(huì)發(fā)生拒絕認(rèn)證呢?

這是因?yàn)楸葘?duì)時(shí)所使用的數(shù)據(jù)，是以傳感器或照相機(jī)等攝入的圖像為依據(jù)做成的數(shù)據(jù)。這些圖像有時(shí)會(huì)斜一點(diǎn)啦、光線的強(qiáng)弱發(fā)生改變啦等等。以此為根據(jù)作出的數(shù)據(jù)不可能和數(shù)據(jù)庫存放的數(shù)據(jù)完全一致。

因此，在生物特征認(rèn)證的時(shí)候，有一點(diǎn)小差異對(duì)認(rèn)證本人是被允許的。如果差異較大，那么就不能認(rèn)證是本人。

以后開汽車不用鑰匙——未來的生物特征認(rèn)證更方便

現(xiàn)在，生物特征認(rèn)證正代替鑰匙和密碼等，主要應(yīng)用于安全性要求高的領(lǐng)域。未來，它們將在更加廣闊的領(lǐng)域里被使用。

出國(guó)時(shí)需要的護(hù)照，也能引入生物特征認(rèn)證技術(shù)。把本人的臉相、指紋和虹膜等數(shù)據(jù)輸?shù)阶o(hù)照上，這樣不但能夠證明護(hù)照是本人的，出入境的手續(xù)也能夠變得簡(jiǎn)單。

今后，生物特征認(rèn)證技術(shù)的應(yīng)用范圍會(huì)不斷擴(kuò)大。比如利用生物特征認(rèn)證來代替汽車鑰匙。只要駕駛員預(yù)先登陸，陌生人就不能夠駕駛。機(jī)器人也可用生物特征認(rèn)證技術(shù)。比如，家用機(jī)器人來到了你家，怎么讓這個(gè)機(jī)器人認(rèn)識(shí)你們家里的成員呢?這可以利用生物特征認(rèn)證技術(shù)，只要把你們家中每個(gè)成員的臉相、聲音信息預(yù)先存在機(jī)器人的信息庫里。它即可從大家的臉相和聲音中，認(rèn)出家里的每個(gè)人，并且根據(jù)對(duì)象不一樣。改變談話內(nèi)容，或變成一起玩的伙伴等。

生物特征認(rèn)證技術(shù)將會(huì)走進(jìn)我們的生活，使我們的生活越來越便利。