指靜脈認證技術在信息安全領域應用初探

文/尹麗丹 李寧

在現如今的信息化時代，人們越來越注重信息安全。由于傳統的身份認證方法有著易復制、易丟失、易盜取的缺陷，而具有隨身、唯一、穩定等優點的生物認證方式逐漸走入人們的生活，成為最有發展前景的身份認證方式。市場上占比重最大的生物認證技術就是指紋認證。近年來，由于靜脈認證技術較之指紋認證技術的活體性，比指紋認證更加安全、不可復制性更高，逐步成為人們所關注的熱點。指靜脈認證技術的快速發展，存在著核心技術缺乏，價格較高的缺點，但隨著國內中高端企業的交流合作，國家政策的大力支持和配合，指靜脈技術逐步融合、取代其他身份認證已成為趨勢。

傳統生物認證技術

生物認證技術就是通過計算機與光學、聲學、生物傳感器和生物統計學原理等高科技手段密切結合，利用人體固有的生理特性（如指紋、臉象、虹膜等）和行為特征（如筆跡、聲音、步態等）來進行個人身份的鑒定。20世紀60年代，生物認證技術誕生，之后隨著計算機技術的進步逐漸發展起來。下面主要介紹聲紋識別技術、指紋識別技術、視網膜識別技術、指靜脈識別技術。

聲紋識別，是生物識別技術的一種。人類語言的產生是人體語言中樞與發音器官之間一個復雜的生理物理過程，人在講話時使用的發聲器官——舌、牙齒、喉頭、肺、鼻腔在尺寸和形態方面每個人的差異很大，所以任何兩個人的聲紋圖譜都有差異。可以作為生物識別的依據。但是聲紋不是一成不變，不僅與生理、病理、心理、模擬、偽裝有關，也與環境干擾有關。

指紋識別，就是通過光學技術、硅技術或超聲波技術提取指紋圖像，使用不同的數字化算法在指紋圖象上找到并比對指紋的特征，從而把人和指紋一一對應。指紋識別技術由于其可靠性、穩定性、獨一性強加之價格低廉，成為目前生物檢測學中研究最深入，應用最廣泛，發展最成熟的技術。相應的，指紋識別技術存在特體難成像、受環境濕度、手指粗糙度影響和指紋痕跡可復制的缺點。

視網膜識別技術作為最古老的生物識別技術，早在20世紀30年代得出唯一性理論。錄入設備從視網膜上可以獲得 400個特征點，同指紋錄入比較，指紋只能提供30到40個特征點用來錄入。優點，視網膜不磨損、不老化、不直接接觸、隱藏在身體內部不易仿制。缺點是激光照射眼球影響健康、不易降低成本。

新走入人們視線靜脈認證技術，不僅具有傳統生物識別技術的不會遺失、不會被竊、無記憶密碼負擔的特性；還具有不受表皮粗糙、外部溫度、濕度環境的影響、活體性等特性，比傳統生物認證更加安全、不可復制性更高，逐步成為人們所關注的熱點。

指靜脈認證技術

指靜脈認證技術的產生

指靜脈認證技術源于日立公司在醫學科技領域對人類大腦功能活動管理的高級研究項目。在這項研究中，近紅外線被用來觀察血液流量的增加情況，研究人員同時發現，這種技術同時也適用于指靜脈圖像的采集工作。1997年日立中央研究開始對指靜脈認證技術進行研究，并獲得多項專利。2005年，日立公司開發出指靜脈ATM機。同年，國內燕南信息科技公司的技術研發團隊開始對指靜脈認證技術進行研發和實驗。其實早在幾年前國內就對靜脈認證技術開始理論研究和實驗，如清華大學的2003年發表的“人體手背血管圖像的特征提取及匹配”一文中就提到靜脈認證的實驗和后期處理算法。隨著指靜脈認證技術在日本等國家的研發和使用，指靜脈認證技術逐步融合、代替傳統的指紋、虹膜等生物認證技術已成為趨勢。政府也在指靜脈認證技術的研發上給予支持。2006年10月，中國民航大學的楊金鋒獲得國家自然科學基金資助，研究手指靜脈認證,這是目前國內手指靜脈認證領域第一項獲得國家自然科學基金資助的研究項目。2008年大連第六屆中國國際軟件和信息服務交易會上，日立展示了手指靜脈認證技術，日立指靜脈認證技術正式引入中國。至此，國內指靜脈認證類研發，生產分為兩類：一類是燕南科技為代表的指靜脈認證核心技術自主研發；另一類是日立核心技術的再開發。再開發的指靜脈認證技術的終端產品在日立指靜脈核心模塊進入國內后發展迅速。2010年凌佳科技隆重推出基于日立指靜脈認證技術的指靜脈認證技術智能終端，指靜脈門禁。

指靜脈認證技術的進一步發展

我國作為生物認證技術產品的巨大潛力市場，2002-2012十年間，生物認證行業市場的平均增長率都在60%以上，2012年的市場規模高達60多億人民幣，預計我國生物認證行業的市場規模將高達100億以上。日立等國際企業加快了自身調整，豐富功能以適應國內的工作電壓、使用習慣等，擴大國內市場對其的認可度。國家相關機關也制定并計劃實施相關的技術標準，在2013年3月1日的正式啟動安防指靜脈認證應用系統圖像技術要求、算法評測方法和設備通用技術要求三項行業標準。規范指靜脈產品，加快其行業的發展速度。國內的指靜脈研發生產企業加快相關核心技術的研發和產品的生產，不斷縮小自身與日立等成熟產商的技術指標的差距，擴大優勢，加大價格優勢。燕南科技積極探索指靜脈認證核心技術，產品的性能和穩定性。將指靜脈一體化考勤機應用到北京大學體育鍛煉考勤系統中，在風吹日曬的惡劣環境中穩定運行已6年之久。各企業也在進行指靜脈產品的創新性探索，深圳市普羅巴克科技股份有限公司作為國際電工委員會唯一一家中國企業，2013年將指靜脈認證技術成功應用到鎖具當中，推出全球首款指靜脈鎖。填補了指靜脈鎖具的技術和市場空白。由于該技術突出的準確性和價格的逐漸降低，指靜脈不只是在銀行、監獄等場所應用，在國內市場也在逐漸被認可和使用。從2008年上海環球金融中心正式使用指靜脈認證考勤管理系統開始，指靜脈認證技術在考勤、考試和社會福利等方面得到應用。2013年“全國專業技術人員職稱外國語等級考試”報名，采用指靜脈認證系統進行報名考生的信息采集。2014年內蒙古自治區高考反作弊措施中，就用指靜脈采集設備。社會福利方面，為了避免誤領、冒領造成的國家利益的損失，在信息核實階段及福利發放時，都需要進行認證，2013年，臨邑縣德州市率先啟用指靜脈認證系統，提高資格認證工作效率。2014年，山西大同采用指靜脈認證系統發放養老金。

指靜脈技術的缺點及發展前景

隨著國內指靜脈認證技術的研發熱潮，技術的快速發展及市場的爆發式擴展，國內指靜脈認證技術的發展也出現相應的瓶頸和缺點：

核心技術缺乏

在我國指靜脈認證領域國內企業所掌握的、能夠商用的指紋認證核心技術非常少，大多是應用他人技術作二次開發，核心技術還有待提高。

品質、成本的不對等交換

國內的大多數指靜脈產品，價格可以達到日立同款產品的二分之一或三分之一，擁有相似的外觀，但是在指靜脈認證的技術參數上和系統運行的穩定性方面遠遠無法與之相較。

市場需求的空前膨脹必然導致相關技術泡沫式發展。只有低價是遠遠不夠的，是不會產生真正的市場競爭力的。生物認證是一種高科技身份認證手段，指靜脈認證技術必須依靠高性能高標準的科技去實現和拓展，讓市場從了解到接受，最后加以普及。如果只是把指紋產品包上了一個指靜脈技術的外殼，其本質可能還不如指紋的指標好。

為了克服指靜脈認證技術的上訴缺點，國家也在通過相關標準政策的制定，推動、規范國內指靜脈技術市場的發展。相信通過指靜脈高端企業的技術研發和創新，中、高端企業的合作和交流，指靜脈產業短期內一定會有突破和升級。

結論

由于指靜脈認證技術誤識率為0.0001%，遠低于指紋認證的0.001%和人臉認證的1.3%。該技術逐步融合、取代其他身份認證已成為趨勢。在不久的將來，國內部分地區將首先體驗高安全、超簡化的便捷生活。全國范圍內普及也將不再是幻想。