技术发展没有止境
IBM在最初推出计算机的时候认定:全球的计算机需求量不会超过5~10台;比尔·盖茨在最初将DOS的基本内存定为640K的时候宣布:无论什么样的程序,640K的内存都太大了。显然,在许多新技术发展的初期,即使是最具天才的创始者也难免低估了它的发展潜能。生物识别技术同样如此——早在2000年左右,国际国内就有一种看法,认为指纹识别算法经过多年的发展已经达到了一个极限,不可能再有发展了。
尽管部分权威人士也对上述看法表示认同,但在3年后的今天,结果证明他们显然是错了。因为生物识别技术从核心算法到外围硬件采集设备都在不断地演进、升级,原有的一些技术、算法、硬件随着相关技术的不断进步而不断突破原有的技术框架,提出了新的解决方案。
从技术种类来说,指纹识别研究是最早也是应用最多的生物识别技术。虹膜识别技术以高精度以及几乎无法伪造而成为近期国际研究及应用中一个受到特别关注的主题。随着虹膜采集硬件的不断发展,采集虹膜越来越容易,成本越来越低,研究人员相信,虹膜识别技术的应用必将会在更大的范围内得到普及。面相识别技术则是近期研究的一个重点与热点,目前全球各大研究机构、各大跨国公司都将面相识别作为下一代的战略制高点加以重点投资、研究。微软亚洲研究院从2002年就开始对面相识别进行重点研究。我国的联想集团也开始与中科院自动化所合作在三维成像的面相识别上进行前期研究。
除了指纹、虹膜、面相的研究高速发展以外,国内外的研究机构对其他一些生物特征识别技术的研究也从来没有停止过。声纹识别具有容易采集、非侵犯性、可用于公用通信线路监听等特点,从而受到各国国家安全部门的高度重视;签字体识别因可以与现有的金融体系在一定程度上结合而在一定的范围内具有相当的生命力。科研人员对诸如掌纹、掌型、耳型、视网膜、DNA、步态等识别技术的研究也在继续向前,此外,部分研究人员也在从事诸如指型、静脉、体味、打字习惯等其他生理特征的研究。
最近国际上出现了一种新的识别技术:颅骨识别。它是一项全新的识别技术,与传统基于二维图像的识别技术不同,颅骨识别需要在三维的空间上对识别对象进行处理。因此导致以前的很多在二维识别对象处理上很有效的数理工具无法应用在这种新的识别技术上。在这方面,中科院自动化所生物特征认证与测评中心的研究走在了世界的前沿,与国家863支持的三维动画课题相结合,认证中心组建了自己的研究团队。
在应用技术层面上,生物特征识别技术与IC卡技术的结合是目前的技术发展趋势。在现阶段,现有的数据库技术无法解决在极大尺度下的生物特征识别技术应用。于是,人们采取了一种稍加变通的方法以实现特定的用途。即结合IC卡,将生物特征存入到IC卡中,通过对比IC卡中(或卡号所代表)的特征达到减小运算量的目的。
应用难题与先天缺陷
与传统的密码、钥匙和证卡相比,生物识别技术的本质原理不是一个100%识别的技术,它是通过概率匹配实现的识别技术。而一般的数据库查找是确定内容搜索的技术。这种确定内容查找的数据库技术经过近百年的发展,已经有了各种各样的优秀、有效的算法来实现大数据库上的迅速查找。而以概率匹配为特点的生物识别要在传统的数据库技术上完成,所要求的计算量比传统的数据库匹配技术的计算量要高2~3个数量级(100~1000倍)。假如全球的人口都有统一的生物特征数据库,而目前的数据库技术要实现在如此大的数据库上的查找基本上不可能。这无疑是生物特征识别技术发展的一个技术瓶颈。
除了应用中的技术瓶颈外,生物特征识别技术也存在着先天缺陷:其惟一性既是其技术优点,同时也是其技术缺陷。一旦这一技术被伪造,系统就将在所有层面上失去效力,而且这种失效是一种无法弥补的失效。如果是密码技术的话,一旦一个密码被破解,则可以重新设定一个新的密码,整个系统可以在新的密码体系下良好运行,所以惟一性既是生物特征识别技术先天的优点,也是先天的缺点。道高一尺,魔高一丈,以指纹识别技术为例,自2000年以来,德国、日本、美国、英国等国都有人宣布:成功地发明了新型的材料以及工艺,可以很方便地采集到人们留在任何地方的指纹,并使用伪造的指纹成功地使得原有的系统失效。这自然令人们对生物特征识别技术系统的安全性产生了疑问。
难以预测的未来之路
为了避免生物识别技术的缺点,通过外围方法提高识别系统的防伪性能是一条可行的途径。对指纹识别系统来说,可以通过同时测量指纹的温度、湿度、压力和弹性等进行依靠特征的鉴别;虹膜可以通过眼皮识别、虹膜动态识别等技术鉴别造假的虹膜;而面相则可以通过三维面部特征的处理提高面相识别的防伪性。
另外一条途径是通过探索新的技术方向实现防伪。比如颅骨识别,与虹膜识别一样,由于颅骨属于人体内部结构,伪造的成本很高,难度很大,作假的可能性几乎不存在。
但开发新的识别方法的推广、应用产品的成型、用户普遍接受显然需要很长的时间,其前景更是难以预测。