A、 生物辨识简介
生物辨识指利用人体的生理特微作为辨识身份用途。主要分为“生理特微”辨识与“行为特微”辨识2大类。生理特微是直接颉取人类活体的生理特微来辨识,如指纹、掌纹、人脸、虹膜、静脉辨识等,成本较高精度较佳。行为特微是颉取人类行为的差异来辨识身份。如声纹、签名辨识等,成本较低相对精度较差。
B、 系统构成与应用
以指纹辨识为例,系统构成主要分为:(1)影像输入(颉取指纹影像);(2)影像处理(过滤杂讯、影像数位化、影像细线化、影像处理);(3)特微值处理(特微抽取);(4)比对处理;(5)输出(确定身份)等部分,其他生物辨识方式亦同。
生物辨识主要应用包含下列数项:
(i)电脑或手持装置登錄认证:
于电脑、手机、PDA等装置上使用辨识方式,先确认使用者身份后得以使用,对非用户尝试入侵系统时,可记录其生物特微、入侵时间与次数,以提供追查之用。
(ii)电脑档案加解密或管理权限认证:
经认证身份后,才可以将档案进行加密或解密、资料库登錄,或是电子公文流程安全认证。
(iii)门禁管控系统:
应用于家庭、办公大楼或楼房等,确认进入者身份。并可结合智慧卡等提高门禁管理之安全性与可靠性。
(iv)员工考勤系统:
取代传统打卡等考勤作业,减少人事管理之成本与效率,并防止假冒等。
(v)电子商务、网路银行与票据安全交易认证:
利用生物辨识方式确保银行支票签名的安全性,确保上网用户交易的安全性,侦测非法者后,可以直接通知保全人员采取必要之主动措施。
(vi)身份认证系统:
如考生、户政事务所、医疗单位、银行业或是会员制场所等作为身份认证用途。
(vii)其他如应用于汽车身份辨识、学童保全系统等。
C、 技术与标准发展
生物辨识技术主要分为下列数项:
(i)人脸辨识技术
利用人的正面脸部,作为个人身份特微的生物认证技术。当使用者进入有效距离内时,设备将自动颉取人脸面影像,并且透过範本比对法(Template Matching),将影像中的人脸藉由预先模拟出的人脸模型进行检测并进行定位。
不同于其他生物认证技术的是,人的头部不断移动,因此人脸辨识技术需要不断追踪运动中的人脸影像,以确定被侦测及被辨识的人脸仍在监控画面中。
在人脸追踪技术上,采用可适性颜色追踪法等方式,并颉取人脸特微,包括发线、前额、两眼、鼻、嘴、下巴等,并将这些面部特微与资料库中的特微资料进行比对并即时确认身份。目前有Eigen face等方法作为模式识别之技术。
(ii)签名辨识技术
在数位板上签名的过程中及时记录下书写的位置、笔速、时间、笔划数等书写资料,并透过笔迹前处理以滤掉笔迹杂讯,并将签名资料做正规化的动作。接着抽取出个人签名的特微,包含笔迹、笔势、笔顺、落笔的时间与位置等特微值。然后透过资料库中的特微值进行比对确认签名者。
每个人的签名会因年龄、时间、习惯、环境等而有所不同,不可能写出两个完全相同的签名,因此签名辨识技术除了需要精准比对确认外,也需要极高的智慧型判断能力。
(iii)指纹辨识技术
人体指纹具有唯一和不变特性,辨识原理是透过指纹机采集指纹的影像,然后利用辨识软体抽取出不同指纹独有的特微资讯,经过比对演算得到结果,并确定指纹所有人的身份。
指纹辨识技术主要利用指纹突起(Ridge)和凹下(Valley)组合的唯一性,提供资料比对功能。比对方式包含细节比对(Minutiae Matching)与全域型态比对(Global Pattern Matching)。指纹辨识优点为简单可行,缺点为犯罪技术提升,指纹膜有可能被复制的风险。
(iv)其他技术
其他技术有:(1)虹膜辨识:优点为虹膜共有240个独特处,辨识错误率低,但操作复杂,设备价格昂贵,人使用较不自然也不舒服;(2)声纹辨识,优点为容易受使用,但常受到器材品质、背景声音或声音沙哑混淆,准确度不高;(3)静脉辨识:优点为利用红外线等扫描手的静脉血管做比对用途,即使是双胞胎的静脉特微亦不同,特微几乎永久不变,目前技术难仿造,但辨识设备实体较大,单价仍高。(4)NDA晶片:利用人工合成的DNA植入晶片中,具立即辨识、难以复制伪造之特性,但较不易即时取得DNA样本,并即时进行样本采样分析。
(v)生物辨识技术关键
生物辨识技术可接受之技术基准包含下列数项:(1)识别准确性与否;(2)低登錄失败率(Failure Enroll);(3)低误识率(False Acceptance),显示非常低之非法者被接受的程度;(4)低拒识率(False Rejection),显示非常低之合法者被拒绝的程度;(5)其他如识别速率、安全性、耐久性、简便性、成本等因素。
(vi)国内外发展现况
国外主要应用公共领域包含:护照、出入境审查、身份证、政府部门、公共安全、医疗护照、行动商务等。企业及私人领域应用包含:学校、娱乐、汽车、金融终端、门禁管制、交通运输、电脑、资讯周边、网际网路认证等。
日本在静脉生物辨识技术发展上高于邻近国家,故导入速度较快,主要发展厂商有Hitachi、Fujitsu等。以金融市场应用较早,护照、出入境审查试验中。美国、韩国也积极发展银行应用如ATM、电话银行终端、网路银行终端,方式包含指纹、虹膜、脸部辨识等。
其他如SONY、SanDisk发展指纹辨识随身碟、Nikon数位相机(脸部识别)、Microsoft发展指纹辨识滑鼠及键盘、SONY、Fujitsu及IBM发展指纹辨识笔记型电脑、PANTECH、LG推出指纹辨识手机、HP的iPAQ h5550以及hx2750PDA指纹辨识产品以及主机板厂商在BIOS层级加入指纹辨识认证功能。
国内发展现况工研院于2003年度起由工研院系统中心推动相关发展,星友科技、蒙恬科技、宜霖科技、浦晶智慧晶片大都以发展指纹辨识为主。
生物辨识系统未来发展成熟后,人们可不需要钥匙或密码,利用生理辨识,即可畅行无阻。但由于人类生物特微之不可变动性,管理庞大的资料库及严谨的防守资料库的安全,更是有其必要性,以避免侵犯到个人主体性、隐私权及基本人权等隐憂,若是这种强大的工具被宵小破坏入侵后果不堪设想。