【科学强国】用眼睛也能支付？虹膜识别技术大展身手

　　眼睛是心灵的窗户，而密码学赋予了它另外一种用途，就是虹膜识别。

　　伴随着人们对安全、精准、便捷的要求越来越高，从IC（或ID）卡开锁到指纹识别、人脸识别等生物识别技术的大面积普及，虹膜识别作为当前应用最为方便和精确的一种，被密码学界寄以厚望，更有专家认为它是未来身份鉴别的主要方式。

　　据报道，知情人士称，苹果公司将于明年推出人们期待已久的混合现实（MR）头显，支持虹膜扫描等功能。这意味着，只要用户戴上这款头显，就能快速通过验证虹膜登录其账号。此外，该功能还允许用户通过MR头显进行快速支付。

　　那么，虹膜识别技术究竟是怎样的一门技术呢？

　　虹膜：藏在眼睛里的身份证

　　可能大多数小伙伴们还不知道虹膜的具体位置，它是位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分。

　　不同人种，虹膜的颜色不同，因为虹膜的颜色取决于它所含色素的多少，多亏了虹膜的功劳，让人们拥有了黄、蓝、棕、灰等多彩的眼睛。

　　对着镜子，仔细观察我们的眼睛，瞳孔随着光线的强弱，放大和缩小。

　　虹膜的纹理清晰可见，斑点，细丝，条纹等这些细节特征，在出生之前，就以随机组合的方式确定下来。一旦形成，终身不变。

　　这张特殊的身份证，每个人都不相同，就连双胞胎也不例外。所以将虹膜作为密码，有着更好的长期安全性。

　　正是由于其独特、稳定和活体检测性，虹膜被密码学界寄以厚望，有专家认为它是未来身份鉴别的主要方式。

　　伪造虹膜：几乎不可能

　　那么，虹膜识别技术又是如何实现的呢？

　　第一步，采集虹膜图像，通过图像采集系统，采集虹膜的照片。

　　第二步，虹膜定位，从采集图像中，找出虹膜，并标注准确位置。

　　第三步，虹膜特征提取，这也是最关键的一步。对完成虹膜定位的图片，提取纹理特征编码，计算出虹膜的特征值。

　　第四步，匹配虹膜身份，在数据库搜寻有没有相同特征的虹膜，从而达到身份识别的目的。

　　总而言之，这看似复杂的流程，在我们眨眼之间，就可以完成了。

　　比起指纹识别，人脸识别等生物特征识别技术，虹膜识别的错误率是最低的，特别是在疫情期间，人们佩戴着口罩、帽子，也能够正确识别。目前，改变虹膜特征的医学难度和手术风险都非常大，虹膜具有细微的动态特征，这让伪造虹膜具有不可能。

　　身份验证：只需不到2秒

　　虹膜的采集对设备的要求较高。目前，虹膜识别在门禁、考勤、公安、金融、军队等安防领域以及社保、教育、智能家居领域已有一定的落地应用。

　　比如，在机场运营中，虹膜识别的独特功能被证明在用于个人识别时可以提高安全性、速度和用户满意度。完整注册和指导可能需要不到 2 分钟的时间。虹膜识别使用类似相机的技术对虹膜进行拍照，使用编码算法创建数字模板，形成仅与一个人匹配的唯一值。注册后，对个人进行身份验证只需不到2秒的时间。

　　又比如矿井虹膜考勤系统，它是煤矿安全生产管理的重要组成部分。相比指纹等生物识别技术的识别精度不够，无法适应井下恶劣环境、设备维护困难等问题，虹膜识别技术在这里也起到了很大作用。

　　公安出入境管理，可以通过虹膜来进行身份识别。

　　社保人员管理，因为单位的搬迁、变更、关闭等原因，造成投保人员流动、分散。所以确定投保人的生存状况一直是社保支付理赔工作中的一个难题，解决这一难题的唯一出路只有采用生物识别技术进行身份鉴别。

　　此外，随着金融行业的不断发展，金融市场竞争日益加剧，银行管理也日趋规范化，安全问题成为重中之重，虹膜识别产品在银行业的应用是大势所趋。

　　从最高级别的安全管控场景，到最日常的交通出行、上班考勤、回家进门，都需要身份识别、认证，虹膜识别行业深入经济、社会、生活各个应用场景。

　　由于虹膜识别具有高准确性、高安全性、高便捷性的优点在全球新冠疫情中凸显，指纹、人脸与虹膜识别此消彼长态势明显，未来几年将各自三分天下有其一，并以虹膜识别为盟主，主导虹膜识别+多模态生物识别。

　　可靠的生物识别技术

　　除了虹膜识别，目前最常见的生物识别技术还有5种：指纹识别、人脸识别、语音（声纹）识别、掌纹识别、静脉识别。

　　指纹识别

　　每个人的指纹都是独一无二的，简单来说指纹识别技术是把一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。

　　智能手机上的指纹识别技术已经非常成熟，无需多言。

　　掌纹识别

　　掌纹识别和指纹识别类似，一个是整个手掌纹路，一个是某个手指的纹路。

　　掌纹是指手指末端到手腕部分的手掌图像，而手掌上的主线、皱纹、细小的纹理、脊末梢、分叉点等这些特征可以用来进行身份识别。

　　不过由于掌纹识别所需的设备体积会比较大，所以并不适用于手机这样的移动设备。

　　语音（声纹）识别

　　每个人的声纹图谱是有差异的，语音识别是把声信号转换成电信号，再用计算机进行识别。

　　由于声音易受身体状况、年龄、情绪等的影响，环境噪音也会对识别有干扰，因此声纹识别目前主要还是被用于一些对于身份安全性要求并不太高的场景。

　　运用此技术的最熟悉的莫过于微信上的“声音锁”，朗读一段数字，做一把声音锁，登录的时候只要说出对应的数字即可。

　　人脸识别

　　即通过比较人脸的视觉特征信息从而进行身份鉴别的技术，既属于图像识别，也属于生物特征识别，还是人工智能领域一项典型的细分技术应用。

　　和虹膜识别一样，人脸识别也是非接触式的识别方式。

　　人脸识别技术目前已经广泛地应用于日常生活中。

　　静脉识别

　　静脉识别系统是通过静脉识别仪取得个人静脉分布图，依据专用比对算法从静脉分布图提取特征值；或者通过红外线 CCD 摄像头获取手指、手掌、手背静脉的图像，将静脉的数字图像存贮在计算机系统中，实现特征值存储。

　　静脉识别防伪性高、简便易用、快速识别，且准确度高。不过由于静脉有可能随着年龄、生理而发生变化，其永久有效性还有待证实，而由于采集设备有特殊要求，成本也就很高了。

　　目前，生物识别技术与互联网、物联网的交集将成为各行业的着力点。由于单一的生物识别技术各有优缺点，在应用上难免会出现一些问题。所以，在一些安全等级要求较高的应用场景当中，往往会采用两种甚至两种以上的生物识别技术进行验证。随着物联网时代的到来，生物识别将拥有更为广阔的市场前景，迎来新的变化和需求。

　　（中国小康网综合科普中国、上观新闻、光明网、百度百科等）

　　来源：中国小康网

　　作者：风华

　　审核：龚紫陌