試論信息安全領域中生物識別技術和人工智能的應用

摘? 要：生物識別技術是一項涵蓋多學科知識的身份驗證技術，隨著大數據技術以及云計算技術等的發展，人工智能技術在實際生活中的應用也越來越廣泛。利用生物識別技術和人工智能技術進行識別驗證，在多個領域中都有體現，本文主要對信息安全領域中生物識別技術和人工智能技術應用進行了分析，以供參考。

關鍵詞：人工智能;生物識別;信息安全

中圖分類號：TP18;TP391.41? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）23-0142-03

The Application of Biometrics and Artificial Intelligence

in the Field of Information Security

LI Yafang

（Suzhou Chien-shiung Institute of technology，Taicang? 215411，China）

Abstract：Biometrics technology is an authentication technology that covers multi-disciplinary knowledge. With the development of big data technology and cloud computing technology，artificial intelligence technology is more and more widely applied in real life. The use of biometrics and artificial intelligence technology for identification verification has been reflected in many fields. This paper mainly analyzes the application of biometrics and artificial intelligence in the field of information security for reference.

Keywords：artificial intelligence;biometric identification;information security

0? 引? 言

在計算機技術以及網絡技術快速發展的同時，信息安全問題也越來越重要，利用生物識別技術來進行身份驗證，能夠增加信息的安全性，最大程度地避免信息泄露問題，如今在很多領域中都有應用，而且生物識別技術已經進入全面應用發展時代。

1? 生物識別技術的應用發展

生物識別技術主要是利用計算機與生物學、光學、聲學等的結合，通過人體的生物特征來鑒別個人身份信息。人體的生物特征包括生理特征和行為特征。利用生理特征進行識別的技術有人臉識別、指紋識別、虹膜識別、掌紋識別、靜脈識別等。利用行為特征進行識別的技術有聲音識別、步態識別、字跡識別等。在眾多的生物識別技術中，人臉識別、指紋識別、虹膜識別、掌紋識別技術的發展較為成熟，應用也比較多。對生物識別技術進行簡單比較如表1所示。

我國最早開始進行人臉、虹膜、字跡、步態等生物識別技術研究的單位有中科院研究所，并且在步態識別技術方面取得了很好的研究效果。如今，生物識別技術已經在很多領域中得到了應用。在公共安全方面，可以使用相關的生物識別技術進行罪犯信息識別、刑偵追擊等，為公安系統的安全提供更好的保障;在計算機信息安全方面，可以使用生物識別技術進行文件加密、登錄以及解密等;在商業企業信息安全方面，可以使用生物識別技術進行電子商務、電子貨幣的交易，保障資金信息安全;在門禁系統安全方面，可以使用生物識別技術保障軍事機構、金融機構等的信息安全。

2? 基于人臉識別的生物識別技術算法研究

人臉識別技術在使用時流程通常如圖1所示。在整個識別流程中，圖像的預處理是非常重要的一個環節，因為在人臉識別中，圖像的質量會影響對人臉的檢測和對比識別，而人臉圖像的取得大都是使用攝像頭來拍攝的，這樣得到的圖像就會受到很多環境因素的影響，導致圖像與原物之間的差異過大，不能夠進行有效識別，所以要在人臉識別前進行圖像預處理，使圖像的質量得到改進，這樣就能夠使人臉識別更好地進行。通常使用的人臉圖像預處理的方法包括灰度歸一與直方圖均衡、圖像二值化、圖像濾波去噪等。

在灰度歸一與直方圖均衡方法中，灰度歸一主要是指經過一定的處理后，彩色圖像轉化成灰度圖像。如果直接使用彩色圖像，會需要很長時間的處理，影響系統的處理速度，而把彩色的圖像轉化成灰度圖像后，信息能夠更好地得到體現，并且也不會使圖像失真。在取得人臉圖像之后，可以對其進行灰度歸一處理，減少光度的影響，使圖像的對比度能夠進一步加強，保證人臉識別的關鍵信息，這樣才能更好地進行后續識別工作。在處理圖像時通常使用RGB圖像格式，使用這種方式來進行處理時，由于受到光線影響，需要將RGB顏色模型進行灰度歸一處理。如果把RGB作為原圖像的某像素值，將RGB作為灰度歸一后的像素值，那么計算公式為：

另外，直方圖均衡主要是將圖像局部的對比度進一步加強，通過直方圖讓局部圖像的亮度均衡分布，使局部圖像對比度增強而不影響整體圖像的對比度。

圖像預處理完成后，需要對人臉特征進行提取，通常人臉圖像特征表示的方法有Haar特征、Gabor特征、LBP特征等。圖像預處理和人臉特征表示這兩部分的工作做好后，才能夠使人臉檢測更好地進行。人臉檢測主要是利用計算機技術來處理圖像信息，檢測目標中有沒有人臉以及人臉圖像的實際位置，這也是識別技術中最關鍵的部分。然后是對人臉進行識別，并與人臉數據庫進行比對，識別人臉圖像信息與數據庫的匹配程度，從而實現識別的目的。在研究完人臉識別技術的關鍵流程后，使用攝像頭進行人臉圖像拍攝，在獲取到圖像后，對人臉進行檢測，檢測有人臉信息后進行識別，識別成功后就會讀取到人臉所對應的信息。在人臉識別技術中，對人臉的圖像預處理、人臉特征表示、人臉檢測及識別是其中最主要的內容，確保人臉圖像的收集質量，并做好人臉檢測和識別，才能夠使該項技術順利地完成身份驗證。

3? 在保障安全方面生物識別技術的應用

3.1? 金融信息安全應用

根據有關研究報告顯示，在全球金融無現金化交易中，中國已經位居第六位，僅次于美國。而在國內的金融交易中，手機支付交易占據較高的比重，美國的無現金化交易主要是使用信用卡，而中國則是手機支付最多。在美國金融行業中，很多大型的銀行都在使用人臉識別、指紋識別等生物識別技術來確保金融交易信息的安全。例如，美國銀行在手機賬戶登錄方面使用指紋識別技術，客戶通過指紋識別才能夠進入該銀行的賬戶登錄界面。花旗銀行使用聲音識別技術來驗證信用卡客戶達到80萬人以上，通過不同的生物識別技術提高金融交易信息的安全。在國內，中科博宏科技有限公司將人工智能和生物識別技術進行融合應用在金融安全上。如今很多銀行及金融機構在使用生物識別技術進行交易安全認證，包括工商銀行、平安銀行、廊坊銀行等單位。將人臉識別技術應用在中國工商銀行中，如今，可以在自助取款機上進行刷臉取款、進行生物識別建檔、自助業務辦理等方面實現。生物識別技術的應用，使金融交易信息安全進一步得到保障，同時也提高了金融業務交易的效率。

3.2? 個人身份信息安全認證應用

在航空信息安全認證方面，生物識別技術已經逐漸受到重視，利用生物識別技術，美國已經將人臉識別系統應用在多個機場中。2018年，美國航空公司與海關保護局、運輸安全管理局合作，全面使用生物識別技術在亞特蘭大國際機場，是首個全面使用生物識別技術的航站樓。而在我國，利用生物識別技術進行信息安全認證，2014年是最重要的轉折點，到2018年，生物識別技術的應用已經進入全面發展階段，比如智能手機與生物識別技術的融合，人們可以利用人臉識別技術進行個人身份信息的安全認證，在線上交易進行時，以往個人信息的安全認證要通過密碼，使用生物識別技術后，可以利用指紋識別和人臉識別更快地完成信息驗證，防止密碼外泄的情況發生，而且生物識別技術的優勢就是不可復制的唯一性，不怕忘記，不會丟失，能夠保障個人信息的安全。

3.3? 門禁系統安全應用

在很多安全級別較高的機構中，門禁系統的安全是非常重要的，涉及到很多機密信息的安全問題，因此會使用生物識別技術來驗證進出人員的身份合理性，以防止重要信息泄露情況的發生。利用生物識別技術進行門禁識別，大都是使用人臉、掌紋、虹膜、聲音等進行身份識別，或者是多種識別技術同時使用進行多重驗證，確保信息的安全性。例如，在一些重要的實驗研究場所，為了確保核心資料數據不被盜取，門禁系統的進出需要核心技術人員的虹膜識別或者是掌紋識別，這樣可以控制好重要場所人員的進出，保證信息數據的安全性。

4? 生物識別和人工智能的結合應用

4.1? 智能設備與生物識別技術的結合

如今，智能手機已經成為人們生活中普遍應用的移動終端設備，而生物識別技術也已經實現了與智能手機之間的結合，尤其是指紋識別技術和人臉識別技術。到2018年，智能手機中生物識別技術的使用率已經達到55%左右，主要用于手機的安全解鎖以及隱私文件的解密還有手機支付的身份安全驗證等。如今，大多數品牌智能機的安全解鎖都有指紋識別技術和人臉識別技術，并且還增加語音識別技術來增強人工智能體驗。例如，華為Mate10手機系統使用海思970處理器和EMUI8.0，能夠增加語音識別的信息交互體驗，蘋果iPhone X使用仿生處理器實現了人臉識別解鎖功能。

4.2? 生物識別技術在智能化場景中的應用

生物識別技術在信息安全方面的應用能夠防止信息外泄，確保信息的安全，與人工智能技術結合，在很多智能化的場景中也得到了很好的應用。在汽車使用中，生物識別技術的體現主要在開關啟動、車鎖使用、監測等方面。

5? 結? 論

從有關資料數據顯示中可以看出，生物識別技術的應用已經逐漸變得廣泛，未來的應用市場還會不斷地擴大，這些都源于生物識別技術的良好特點，而且隨著人工智能化程度的不斷加深，生物識別技術的發展也會逐漸多元化，應用空間會更廣。尤其是在大數據技術以及云計算技術等快速發展的時代，信息安全越來越受人們的重視，為了進一步確保信息的安全性，生物識別技術也會不斷地創新，實現多方式的生物識別。

參考文獻：

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作者簡介：李亞方（1972-），男，漢族，江蘇太倉人，碩士，講師，主要研究方向：計算機網絡及信息安全技術。