指靜脈識別技術的應用前景研究

牛妞王潔　程君霞　程瑛璠　許可　姜雪

摘要：由于個人信息安全問題被關注，基于生物特征的身份識別技術也受到越來越多的重視，其中指靜脈識別以其準確可靠的活體識別、安全穩(wěn)定的指內(nèi)密碼等優(yōu)勢逐漸變?yōu)樯锾卣髯R別領域的熱門話題。本文依據(jù)近年來手指靜脈識別的研究結果，詳細闡述了其原理、優(yōu)勢、發(fā)展現(xiàn)狀以及應用前景。

關鍵詞：指靜脈識別;生物特征;方向分析

中圖分類號：TP212? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）12-0190-02

Abstract： Due to the personal information security problem is more and more attention， based on the biometric identification technology has been more and more attention， which refers to the vein recognition by its accurate and reliable in living identification， security and stability refers to the advantages of the password gradually become a hot topic in the field of biometrics. Based on finger vein recognition results in recent years， introduced in detail the principle， advantages， development status and application prospect

Key words： Finger vein recognition;Biometric;Directionofanalysis

前言

進入21世紀以來，計算機網(wǎng)絡技術得到快速發(fā)展，信息化時代帶給人們花樣繁多的安全認證，如何快速正確識別出一個人的身份信息顯得至關重要。傳統(tǒng)身份認證采用的身份標志物丟失會導致無法認證及身份被冒充等安全問題，而生物特征識別利用人類生理或行為特征來驗證個人身份，具有不變性、唯一性、不被遺忘，不易被盜的特點。其中手指靜脈識別作為近幾年來新開辟的領域，因其具備特有的優(yōu)勢而備受關注。

1 指靜脈識別技術的簡介

1.1指靜脈技術的原理

指靜脈生物識別技術利用血液流經(jīng)手指皮下淺表細管時形成的靜脈分布圖像作為生物特征來進行身份識別的。這一固有特征的指靜脈圖像信息相當于活體密碼，將其與登記好的手指靜脈特征數(shù)據(jù)庫進行查找比對，就可以確認該用戶的身份信息是否正確。

1.2指靜脈技術特點

1.2.1活體識別

依據(jù)手指中流動血液能夠吸收特定波長光線，照射后得到的靜脈分布圖像作為密碼。

1.2.2指內(nèi)密碼

靜脈血管隱藏于手指內(nèi)部肉眼不可，安全性高防偽性強。

1.2.3穩(wěn)定性強

指靜脈識別不受氣候環(huán)境等影響。例如手指在潮濕的情況下不容易用指紋解鎖智能手機，而指靜脈識別不存在此問題的。

1.2.4高防偽性

活體識別技術+指內(nèi)密碼這兩個優(yōu)勢，使指靜脈鎖具有高防偽性。

1.2.5準確可靠

生物識別技術領域的拒真率、認假率指標數(shù)值越低越安全，指靜脈識別的拒真率和認假率標準分別是0.1%和0.001%。

1.2.6智能管理

除了用戶現(xiàn)場識別，也可以通過智能APP進行人員管理、遠程控制、開門數(shù)據(jù)監(jiān)控、臨時授權開門等。

1.3指靜脈技術的優(yōu)勢

1）采集設備簡易，采集過程相比DNA識別更加友好;

2）手指的靜脈血管相對來說較穩(wěn)定，采集得到的樣本文件小;

3）具有很強的唯一性，屬于身體內(nèi)部的血管特征，而每個人的手指靜脈分布也完全不同;

4）準確率很高，樣本在人體內(nèi)部，匹配和收集時很難受到外界干擾;

5）靜脈血管屬于非接觸式的信息采集，對于公共場合來說比較衛(wèi)生并且不會產(chǎn)生污染;

6）不存在手指表皮受損后無法認證的情況。

目前靜脈識別主要分為手背靜脈識別與手指靜脈識別兩類。相比手背靜脈識別，手指靜脈識別的設備體積小便于安裝攜帶且有更多保障。人的手指有十根，特殊情況下將十指的十份數(shù)據(jù)都備份后，即使有手指受傷不能使用的情況下也不會產(chǎn)生影響。因此手指靜脈識別技術具有廣泛的應用前景。

2 指靜脈技術的研究現(xiàn)狀

2.1國內(nèi)的發(fā)展

國內(nèi)因為圖像采集設備研發(fā)相對滯后導致手指靜脈識別技術的研究起步較晚。在2005年之后，才開始有團隊對手指靜脈進行學術研究和應用開發(fā)，其進展較為迅速。目前產(chǎn)品的核心模塊可以進行應用，性能和使用體驗也更契合中國國情。新的微型化靜脈識別技術相較于之前配置了多個短焦距鏡頭并使用了接觸式平面感應器，不僅縮短手指與感應器間的距離，還減小了環(huán)境光對識別正確性的影響，使得將該技術從需要身份識別的大型設備轉移到小型便攜的設備上成為可能。

2.2國外的發(fā)展

日本學者Kono等人提出的可以利用近紅外光采集指靜脈圖像以實現(xiàn)身份識別，并提供一種有效的提取方法，是指靜脈識別研究方面最早可見的公開學術文獻。日立公司在2011年推出了較為成熟的產(chǎn)品，應用于保護隱私和更高的安全性及保密性場所。國際上很多的高校、研究機構也都在從事指靜脈識別方面的研究。

2.3生產(chǎn)生活中的應用

指靜脈識別技術是第二代生物識別技術，應用于高安全、精準及注重個人隱私保護的識別應用場景。

2.3.1指靜脈門禁系統(tǒng)

指靜脈門禁系統(tǒng)能夠防止公司內(nèi)部信息的泄漏，并阻止未通過驗證的人員進入公司，監(jiān)視控制工作人員的出入，其安全性高、處理能力強、運算快的優(yōu)點遠勝于其他生物識別技術，于信息安全性要求高的企業(yè)而言是最佳選擇。

2.3.2智能樓宇系統(tǒng)

融合通信網(wǎng)絡技術、自動控制技術等一體的智能樓宇電梯系統(tǒng)、智能樓宇可視對講系統(tǒng)的設計，利用指靜脈識別技術的高隱私性達到準確識別用戶控制門禁系統(tǒng)的目的，具有非接觸式身份驗證、安全性能高、使用方便等特點，適用于小區(qū)住宅管理和酒店管理。

2.3.3 公安業(yè)務

國內(nèi)已有部分地區(qū)開始將指靜脈識別技術應用于監(jiān)獄等公安系統(tǒng)，如指靜脈授權，指靜脈（移動）點名等。

2.4其他行業(yè)的應用

目前指靜脈技術在國內(nèi)的社會保障、教育、金融等應用領域都有非?？捎^的應用前景，與發(fā)展迅猛的物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等領域以及其他生物識別技術的相結合是指靜脈技術發(fā)展的必然趨勢。

1） 指靜脈特征取代刷卡或者密碼

如銀行的ATM機嵌入指靜脈特征系統(tǒng)取代刷卡或密碼，通過指靜脈識別的認證終端進服務，直接刷手指進行交易操作。

2） 社會保障管理系統(tǒng)

杜絕養(yǎng)老金冒領、操作人員失誤的情況，減少對社會經(jīng)濟的影響。

3） 教育領域的引用

杜絕考生替考的作弊行為和監(jiān)考人員的作假行為，節(jié)省人力資源和考試成本，提高考試的公平性。

3 市場前景分析

隨著人工智能的蓬勃發(fā)展和生物識別市場的迅速興起，指靜脈識別技術也迎來了一個重要的發(fā)展機遇。指靜脈技術的普及使得其應用領域逐漸增加，近年來，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等前沿科學技術的迅速發(fā)展，對指靜脈識別技術在應用領域、框架升級上的有著非常積極的作用。未來該技術要想獲得更加廣闊的市場和應用，與其他生物識別技術融合能夠發(fā)揮更多優(yōu)勢，在安全性、便利性、智能性方面實現(xiàn)巨大提升。如今指靜脈識別技術應用的使得產(chǎn)品更加智能和便捷，隨著前沿科技的不斷發(fā)展，指靜脈識別技術一定能夠得到更為廣泛的應用和市場。

4 結論

手指靜脈識別技術幾乎能應用到所有需要個人信息識別的領域中，它不僅滿足了人們對高度安全的需求，而且簡單易用、識別率高、對人體無害。生物識別技術具有不易偽造和被盜的特點，利用人體固有的生理或行為特征鑒別個人身份，手指靜脈是一種新的生物特征識別技術，通過調查和研究，相信在將來一定會得到更廣泛的應用。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】