指紋識別技術(shù)在身份認證中的應(yīng)用與研究

劉 振，王國仕，莫 云，黃曉靜，鄒小娟

（海南電網(wǎng)有限責(zé)任公司信息通信分公司 海南 海口 570203）

1 引言

傳統(tǒng)的身份識別技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代社會發(fā)展的需求，20世紀末出現(xiàn)了包括掌紋識別、手型識別、指紋識別、人臉識別、虹膜識別簽名識別以及聲音識別等生物識別技術(shù)[1]。這些生物識別技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于各類身份認證，基于生物識別技術(shù)的各項產(chǎn)品也在市場上得到了積極的推廣，其中應(yīng)用最為廣泛的就是指紋識別技術(shù)，指紋識別具有其獨特的優(yōu)勢，包括容易采集，具有穩(wěn)定性和普遍性，尤其指紋具有唯一性，因此該項技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)越來越引起了社會各界的重視。

2 指紋認證技術(shù)與傳統(tǒng)身份認證的區(qū)別

傳統(tǒng)的身份識別技術(shù)已經(jīng)逐步被先進的生物識別技術(shù)所取代，傳統(tǒng)的身份鑒定方法主要包括密碼、口令、以及實物等，使用中容易出現(xiàn)遺忘或者丟失，有時認證磁卡等會發(fā)生消磁，芯片等也有一定的使用壽命，尤其在常用的傳統(tǒng)方法密碼識別中，用戶在進行密碼設(shè)置等環(huán)節(jié)時未引起足夠的安全隱患重視，簡單使用身份證號碼，或者電話號碼，家人生日等，導(dǎo)致密碼被破譯甚至失竊等發(fā)生，因此傳統(tǒng)認證方式存在著隱患。尤其隨著社會的發(fā)展需要開展身份認證的環(huán)節(jié)越來越多，因此傳統(tǒng)方式已經(jīng)無法滿足需求，而生物識別技術(shù)則有效解決了這些問題，指紋識別是被最為廣泛應(yīng)用生物身份識別技術(shù)。

折紋識別技術(shù)是通過利用指紋唯一性特征進行圖文采集儲存，在需要身份認證的環(huán)節(jié)通過對指紋驗證和預(yù)先保存指紋的比較來驗證用戶的真實身份。每個人的指紋紋路是唯一的，指紋的圖案、斷點、交叉點各不相同且具有穩(wěn)定性，基于唯一性和穩(wěn)定性特征才能創(chuàng)造指紋識別技術(shù)。

指紋識別技術(shù)主要根據(jù)人體細節(jié)特征中的指紋紋路對使用者進行身份驗證，技術(shù)上依賴于可靠的算法研究和現(xiàn)代電子集成制造技術(shù)，指紋識別技術(shù)已經(jīng)成為目前生物檢測學(xué)中研究最深入、發(fā)展最成熟、應(yīng)用最廣泛的身份識別技術(shù)逐步滲透到我們生活的每個角落。

指紋識別技術(shù)與傳統(tǒng)的IC卡和ID加密碼識別方法作比較，具有防偽性能好不會發(fā)生變性以及具有唯一性，無遺忘可能及沒有丟失風(fēng)險使用便捷的優(yōu)點；此外，每個人可以用于使用的指紋數(shù)達到十個，因此鑒定特征也足夠多，為身份識別的可靠性提供了保障；在進行身份采集指紋采集的掃描速度非常快，用戶只需要將手指與指紋采集感應(yīng)器相接觸中就可以獲取可靠的指紋信息，因此采集方便，而且指紋采集器的體積與采集面都比較小具有價格低廉的優(yōu)勢。

3 指紋識別技術(shù)的原理

指紋識別技術(shù)是指通過對不同指紋的細節(jié)特征點進行比較后進行鑒別的一種生物識別技術(shù)。指紋識別技術(shù)涉及到很多學(xué)科技術(shù)，包括：模式識別、圖像處理、計算機視覺、小波分析、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)等。即使是同一人十指指紋也會不一樣，更何況不同的人，因此指紋用于身份鑒定是最為理想的介質(zhì)。但是指紋在采集中由于每次捺印的方位不同帶來的著力點不同會帶來指紋不同程度變形，再加上采集中模糊指紋的存在因此如何正確提取指紋并實現(xiàn)匹配是指紋識別技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。

指紋識別技術(shù)有四個主要功能，包括對對象指紋圖像的讀取、提取指紋特征、進行數(shù)據(jù)保存和對比，設(shè)備通過提取的人體指紋圖像進行原始圖像處理以確保指紋圖像的清晰性，再通過儀器中的指紋辨識軟件對指紋的各項特征數(shù)據(jù)進行判別。指紋紋路上打圈處或者分叉這是指紋的節(jié)點，指紋節(jié)點具備七種以上的唯一性特征，每個手指平均通常會具有70個左右的節(jié)點，每個節(jié)點具有七種特征，這樣就會產(chǎn)生約490個可供對比的數(shù)據(jù)[2]。儀器通過對預(yù)留信息以及在身份鑒定時提起的信息模板進行比較，就可以推算出兩次指紋采集的相似度最終達到身份識別的目的。

4 指紋識別技術(shù)在身份認證中的應(yīng)用

近些年來，光電技術(shù)及微型計算機技術(shù)日漸成熟及在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用為指紋圖像采集處理提供了技術(shù)支持，也推動了指紋識別技術(shù)的日漸發(fā)展成熟，從而推動了指紋身份識別技術(shù)在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，以前指紋技術(shù)通常適用于刑事偵查上等，如今在民用范圍內(nèi)使用也越來越廣泛，例如指紋考勤機的使用、駕駛員指紋管理系統(tǒng)、指紋門禁系統(tǒng)指紋鎖，包括醫(yī)療保險系統(tǒng)，指紋機械管理系統(tǒng)，防指紋儲蓄系統(tǒng)，且各種基于指紋采集技術(shù)的身份識別設(shè)備被廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)和管理當(dāng)中，如今二代身份證也已經(jīng)采用了身份采集技術(shù)。

5 舉例指紋識別技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用

5.1 指紋鎖中的應(yīng)用

指紋識別技術(shù)被應(yīng)用于應(yīng)用于傳統(tǒng)的門鎖改造，實現(xiàn)生物識別技術(shù)的民用化進程，基于指紋識別技術(shù)的新一代智能門鎖徹底顛覆了人類傳統(tǒng)中鑰匙開門方式。指紋鎖獨有的安全（通過唯一性體現(xiàn)）、低成本便捷（無需使用鑰匙）等特性將會為這種新型鎖具帶來樂觀的市場前景促進門鎖市場的發(fā)展。

5.2 智能社區(qū)中的普及

指紋識別技術(shù)作為生物識別技術(shù)中性能穩(wěn)定，技術(shù)最成熟，成本低的身份識別技術(shù)尤其適應(yīng)現(xiàn)代化智能小區(qū)的建設(shè)需求，因此尤其適合在智能小區(qū)推廣和普及。他被廣泛應(yīng)用于社區(qū)的樓宇門禁出入、停車收費系統(tǒng)、超市購物計算、圖書借閱手續(xù)等各項日常活動，為居民生活帶來便利的同時也提升了社區(qū)現(xiàn)代化管理手段。

5.3 企業(yè)考勤中的應(yīng)用：

指紋身份識別被廣泛應(yīng)用于企業(yè)考勤中，基于指紋識別技術(shù)的考勤系統(tǒng)能夠徹底解決傳統(tǒng)考勤中的代打卡問題，使得考勤數(shù)據(jù)體現(xiàn)公開、公平和公正，促進企業(yè)提高管理效率和水平。此外，指紋識別產(chǎn)品是價格最廉價的生物識別身份產(chǎn)品，其使用方便、性能可靠成為大多數(shù)中小企業(yè)首選、

6 結(jié)語

二十一世紀是信息安全高速發(fā)展的時代，建立一種高效安全便捷的身份識別系統(tǒng)是社會發(fā)展的需要，指紋識別技術(shù)有著廣泛研究與發(fā)展空間，我們期待該項技術(shù)在社會各領(lǐng)域得到更長足的發(fā)展。