生物识别技术——后疫情时代的核心技术

（本文关键词：生物识别 新冠疫情 发展机遇）

近年来，随着生物识别技术的发展，生物识别技术已经深入到门禁系统、金融机构、智能手机等人们日常生活和工作的方方面面。在新冠疫情的催化下，因生物识别技术具有安全高效且卫生、无接触的特性，而被更加广泛地应用于智能城市的各个领域，极大的方便了人们的使用。预计，生物识别技术作为后新冠疫情时代的核心技术，或将迎来新的发展机遇。

图片来源于韩国安全新闻网站

一、什么是生物识别技术

生物识别技术是指在读取和分析用户身体的特定部位后，与现有存储的数据进行对比，从而确认本人身份并进行验证的技术。与身份证或密码不同，由于它使用的是个人的唯一信号，所以不用担心被盗或者丢失，并且难以伪造或篡改，因此该技术主要用于需要保证安全的地方。

目前，生物识别技术被广泛应用于金融服务、通信、信息安全、医疗、治安管理、电子商务等领域。由于新冠疫情在全球蔓延，人们对非接触系统的关注度越来越高，结合生物识别技术之一的人脸识别的产品和系统备受关注。除了人脸识别之外，利用指纹、虹膜、掌静脉等多种生物识别技术也适用于各个领域，且使用率较高。

日常生活中，当我们提及生物识别技术时，我们通常会想到指纹或面部等身体识别方法。但生物识别大致可以分为身体上的生理生物识别（Physilogical Biometrics）和习惯上的行为生物识别（Behavioral Biometrics）。

身体上的生物生理识别是一种利用人的身体结构或遗传基因等的生物学测定方法，除了被我们所熟知的面部、指纹、静脉和虹膜外，还包括视网膜和DNA。 习惯上的行为生物识别是一种无需生物学测定也能验证身份的替代方法，如笔迹、声音和步态等都属于这一范畴。

图片来源于韩国安全新闻网站

二、几种常见的生物识别技术及其优缺点

下面我们对几种常见的生物识别技术进行简单介绍并对其优缺点进行简要分析。

（一）指纹识别技术

指纹识别技术指的是通过采集手指上的纹路来实现生物身份识别。大家都知道人类指纹的纹路是没有重复的，也就是说，每一个人的指纹都是唯一的，因此通过指纹可以进行身份识别。现如今，指纹识别技术已经被广泛地运用在各种数码产品中，比如应用于智能手机上，是一种较为普遍的识别方法；也安装在数码门锁和笔记本电脑等设备上以限制外人使用。另外，指纹识别还被广泛用于各地的门禁系统和考勤管理中。

指纹识别技术推动了生物识别市场的增长，但自去年新型冠状病毒出现以来，情况发生了巨大变化。随着无接触（Untact）需求的激增，通过手指接触操作的指纹识别需求开始急剧下降，基于人工智能的面部识别取而代之。即便如此，现如今指纹识别技术仍在生物识别市场中占据最大份额。

优点：1、操作便捷、识别率高，耗时短；2、指纹纹路唯一，所以稳定性和可靠性高；3、指纹损坏后，可以再生，不必担心数据丢失。

缺点：1、指纹采集过程繁琐，需要多次进行；2、存在缺陷，不排除有的人天生没有指纹的情况；3、手指蜕皮或者指纹损坏，短期内无法正确识别；4、指纹可以被复制、伪装，导致其安全性大大降低。

（二）人脸识别技术

人脸识别技术是近年来最流行的生物识别方法。人脸识别技术是一种通过热红外线成像、三维测量、骨骼分析等方式，对人脸的形态或热图像进行扫描、储存和识别的技术，并与利用相机储存的数据库进行比较从而确认身份。新冠疫情爆发后，基于人工智能的人脸识别正在迅速填补指纹识别无法实现非接触的技术空白，人脸数据可使用相机实现非面对面采集和非接触式身份验证，同时保持生物识别技术的优势。最近人脸识别技术通过不断升级已经摆脱了单纯地只识别脸部的形态，还能识别是否佩戴口罩。

优点：1、不需要刻意保持一个表情，可以在完全自然状态下进行；2、不需要接触，方便卫生，减少疾病传染风险；3、支持同时识别出多个人的脸部特征。

缺点：1、人脸不像手指那样不需要装扮，在化妆或者整容之后可能就无法识别了，还可能伪装成他人，导致安全性下降；2、可以通过使用他人照片或者一段脸部视频来伪装他人，造成错误的匹配，降低安全性；3、因为人脸采集和处理的数据相比指纹要多，所以速率上没有指纹识别快。

（三）虹膜识别技术

虹膜识别技术是一种通过分析虹膜的形状和颜色、视网膜毛细血管的形态等虹膜特征，并将其信息化，作为识别个人身份的手段而开发的认证方式。虹膜具有在出生18个月大后终生不变的优点。此外，虹膜识别技术不仅适用于视力障碍者、白内障、青光眼等眼疾患者，即使佩戴隐形眼镜或眼镜，只要不是颜色较深的墨镜或美瞳就可以进行识别虹膜。因为人眼部结构的复杂性以及特殊性，一般是无法进行复制和修改的，所以虹膜识别是所有生物识别技术中准确性最高的。

优点：1、眼部的特殊性，不会被修改和复制，安全性高；2、与人脸识别一样，无接触，安全卫生，可避免疾病的传播感染。

缺点：1、虹膜识别硬件造价大，相较于其它识别无法进行快速大范围推广；2、不得佩戴深颜色的墨镜或美瞳，识别不方便；3、在当前的技术条件下，识别准确率低，速率也比较低。

（四）掌静脉识别技术

掌静脉识别，顾名思义，就是对手掌静脉进行扫描和认证。掌静脉识别系统首先通过静脉识别仪获得个人掌静脉分布图，再根据专用比对算法提取特征值。静脉比对时，实时采样静脉图，运用先进的滤波、图像二值化、细化手段对数字图像提取特征，同存储在主机中静脉特征值进行比对，采用复杂的匹配算法对静脉特征进行匹配，从而对个人进行身份鉴定和确认。虽然掌静脉识别目前尚未被广泛应用，但在银行系统中应用最为活跃，应用范围正在不断扩大。

优点：1、属于内生理特征，不会磨损，较难伪造，具有很高安全性；2、血管特征通常更明显，容易辨识，抗干扰性好；3、可实现非接触式测量，使用便利，交叉感染的风险低，易于为用户接受；4、不易受手表面伤痕或油污的影响。即使手掌有湿气或异物的状态下，也能快速识别皮肤内部的血管，从而减低被复制的风险；5、静脉模式终生不变，一旦注册，无需重新注册即可使用。

缺点：1、由于采集方式受自身特点的限制，产品难以小型化；2、采集设备有特殊要求，设计相对复杂，制造成本高；3、由于目前人工智能算法不多，只有极少数厂商有能力应对海量掌静脉数据的瞬时比对。

（五）声纹识别技术

声纹识别技术是运用了声纹的图谱的特征来实现的生物识别技术。主要是通过声音信号处理、声纹特征提取和建模，然后再进行信息比对和身份辨别。

优点：1、声音获取方便，操作便捷，捕获硬件成本低；2、可以进行远程身份认证；3、算法相较其他生物识别复杂度低。

缺点：1、易受身体状况、年龄、情绪等因素影响，造成识别失败；2、易受环境噪音干扰；3、麦克风参数（比如信道等）因素也会影响识别效率。

图片来源于韩国安全新闻网站

三、生物识别技术的未来展望

自新冠疫情爆发以来，远程工作模式激增，导致网络安全威胁日益增加。作为电子邮件、金融、社交等数字生活主要安全手段的密码正成为网络攻击者的主要攻击目标。根据微软的一项调查研究显示，人们通常在密码中使用包含姓名和生日等的单词和数字来创建不容易忘记的密码，十分之一的人在所有账户使用相同的密码。这导致了全世界每秒发生大约 579 起密码黑客攻击事件，每年大约发生 180 亿次密码黑客攻击事件。传统密码的安全性令人堪忧。

随着生物识别技术的不断发展，生物识别技术安全性得到公认，并且已经深入渗透到门禁、金融机构、智能手机等日常生活中。生物识别技术已经超越了单纯的门禁管制，被广泛应用于国家机关或健康保险等领域的身份认证，并扩散到了无人商店、无人网吧等无人生态系统领域中。除此之外，它还应用于智能城市和机场等各个领域，极大地提高了人们使用的便利性。生物识别技术还与新冠疫情防疫工作相结合，成为后新冠疫情时代的核心技术而备受关注。

据韩国《安全世界》和韩国《安全新闻》今年发布的《2021国内外安全市场展望报告》预测，韩国国内生物识别市场规模将从2020年的3148亿韩元增加至2021年的3510亿韩元，到2022年将达到3,915亿韩元。这分别对应整体物理安全市场规模的8.18%、8.78%和9.39%，市场份额逐年增加。

全球企业增长咨询公司弗若斯特沙利文（Frost & Sullivan）公司发布的《2024全球生物识别市场分析报告》预测，截至2024年，全球生物识别技术市场规模将以年平均19.6%的增速增长，到2024年将达到459.6亿美元。市场潜力巨大。

当然，正如前面我们所提到的，生物识别技术还存在很多技术短板和不足之处，其发展还有很长的路要走。业界人士普遍认为，识别的准确性、用户的便利性（包括安全性）以及识别所需时间成为决定生物识别解决方案和产品成败的3个最重要的关键要素。

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