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我们知道你是谁

2002-10-14 11:10 作者:鲁伊 2002年第22期
日新月异的生物测量学系统使身份验证变得如此容易

日新月异的生物测量学系统使身份验证变得如此容易

无论从任何一个角度来看,生物测量学(Biometrics)这个听起来略为拗口的名词都是近20年来最迷人的技术之一。从《星际迷航》到《霹雳娇娃》再到《职业特工队》,好莱坞的导演设计出了种种应用多项生物测量学技术的防卫森严的身份验证系统,然后让自己的主人公借此大显神威。虽然这些电影中夸张的描写常常被生物测量学专家们斥为有悖技术原理,但毫无疑问,数字指纹扫描系统、面部扫描系统、虹膜扫描系统和声音识别系统等生物测量学系统通过这个途径为更多人所熟知,并逐渐走入日常生活。

时至今日,如果你住在纽约,即使并不是一个FBI特工或黑客高手,在每天生活中,仍有可能大量接触到各种类型的生物测量学身份验证系统。

你是上班族吗?在曼哈顿的许多公司,手掌扫描仪已经取代了传统的打卡钟。雇员上下班时候将手掌放在扫描仪的屏幕前,扫描仪就能通过手掌的长宽比例和厚度等独特数据,判断出该员工的姓名、职位,并记录下他的上下班时间。这样,员工不能再用互相帮忙打卡的方式欺骗老板。

你是大忙人,经常要在国内外飞来飞去吗?包括波士顿的洛根机场、弗雷斯诺机场、圣彼德斯堡机场、棕榈滩机场在内,越来越多的机场都在测试或是使用着面部扫描仪。这些面部扫描仪有些被安装在安检出口,有些则隐蔽在天花板和角落中。在很短时间内,这些生物测量学系统就能够拍下经过乘客的面部照片,分析处理后,将数据同FBI提供的恐怖分子和在逃犯面部照片数据库相比较,从而找出危险分子。

你是公司的VIP,拥有进入重要数据库所在房间的权限吗?除了拥有只有你知道的开门密码之外,恐怕你还得接受声音识别和虹膜扫描。对着麦克风念出你的“芝麻开门”的咒语,再将眼睛对准虹膜扫描仪的摄像孔。要小心,别太紧张,免得声音改变。只有当你发出声音的频率同声音扫描仪中预先记录下的频率一致,而虹膜扫描的结果也比对无误之时,大门才会为你敞开。

你混得可不太好,沦落到要领失业救济金的地步,还是要接受生物测量学系统的身份验证。纽约州政府已经使用了数字指纹扫描系统来审核申请领取社会救济的申请者身份,只需要几分钟,该系统就能核查出申请者的职业记录和收入状况。对那些试图骗取救济金和冒名顶替者,州政府会予以拘捕。同样的指纹识别系统也被用在费城的数十家中学中。学生在学校食堂进午餐时,选好菜后,将手指在识别系统的接触屏上按一下,就能确定自己的身份。这样,所费金额就会从他的账户中自动扣除。这一系统不仅缩短了排队等候时间,对那些因家境贫穷而享受免费午餐的学生来说,更保护了他们的自尊心。

上千种运用了生物测量学技术的身份识别系统正在各领域被越来越广泛地使用,手掌、指纹、虹膜越来越多取代了传统的身份证件,成为更安全更方便的身份证明。技术进步带来硬件设备价格的降低和软件识别能力的提高,精确度的提升使这一行业在最近两三年中有了突飞猛进的发展。“9·11”恐怖事件促使人们对机场等关键所在的安全问题更加关注,这也在很大程度上成为生物测量学行业兴旺发达的推动力量。据国际生物测量学行业联合会(International Biometric Industry Association,简称IBIA)统计,在2001年,全球生物测量学身份识别系统的销售额达到1.7亿美元,比前一年增长了70%。IBIA还预计,到2004年,这一数字将增长到10亿美元。

饼被做大了,但生物测量学专家和一些谨慎的身份识别系统制造商已经开始担心:竞争会使商家做出过多、过快的承诺,将实际上并未完全成熟的技术渲染得过于完美,将用户的期待值提升得过高,最后反而导致公众对整个行业的信心丧失。没有什么是完美的,生物测量学也一样。从理论上讲,当指纹、虹膜这些独特的个人物理特征取代了传统身份证明时,以往的丢失、被窃、盗用等问题都迎刃而解,但在实践中,情况却并非绝对如此。圣荷西州立大学的生物测量学专家吉姆·维曼(Jim Wayman)在接受《美国新闻与世界报道》采访时指出:“那些声称生物测量学能够提供绝对无误、安全可靠的身份验证的人是错误的。”

毫无疑问,就像电影中表现的一样,再精确的身份验证系统面对精心准备的故意侵入者也是有机可乘的。日本横滨国立大学的一项调查显示,用明胶制成的假手指就可以轻而易举骗过指纹识别系统。虽然虹膜和指纹只属于你自己,但闯入设计上存在漏洞的身份识别系统数据库的黑客却能够窃取他人的虹膜或指纹的数字膜版,借此进入安全网络。这种被称为“重放”(replay)的盗窃手段将身份盗窃提升到了一个全新的层次。

即使不是故意的欺骗,由于种种原因,生物测量学身份验证系统对有些人的作用也相当有限。常年与化学物质打交道的人,如美发师,还有指纹磨损得厉害的老年人,都是让指纹识别系统“头痛”的对象。一项调查显示,有些系统不能成功收集识别指纹的用户数目占到总用户的12%以上。面部扫描系统也差强人意,在同一项调查中,有些系统在初始数据被记录下的6周之后,仍然在1/3以上的时间中识别不出对象的脸。光线和视角的改变、佩戴眼镜等因素都会使系统不能正确识别对象,由于这一原因,目前许多机场的面部扫描系统所起到的只能是一种象征性的威慑作用。

技术上的问题总是可以借助技术的进步而获得解决,许多制造商已经研制出了通过测量记录瞳孔扩张收缩、手指血液流动等活体证据来识破身份的伪造盗用,而软件和硬件设备的不断升级也显著提高了识别的精确程度。但总有一些问题是并非单纯依赖技术可以解决的,比如隐私权保护。实际上,一度使用过指纹扫描系统的费城下梅林中学已经迫于家长们的强烈抗议废止了该系统。在机场等场合,公众虽然因为“9.11”后的安全忧虑而妥协接受了面部扫描系统,但如果立法机关和制造商不能未雨绸缪地尽早制定出相关法律法规,隐私权问题迟早会爆发出来。

目前,独立的研究和咨询机构国际生物测量学组织(International Biometric Group)已经制定出了自己的隐私权条款,内容包括告知对象自己收集数据的内容和收集的原因、将收集数据的数量最小化、仅将数据用于最初陈述的目的、给对象改正记录的机会等。纽约州的立法机关也规定,除非收到传票,禁止州政府与FBI共享数据。但这些,都还远远不够。在知道了“你是谁”之后,无论是商家、政府还是个人,都还有很长的路要走

主要的生物测量学身份验证系统

指纹识别器1. 数字指纹扫描

可能是历史最悠久也最常被采用的生物测量系统,通过记录识别指纹的斗箕等特征来判断身份。

优点:可以被安装于体积很小的设备中;指纹的独特性很强,获得的结果可靠。

缺点:指纹的质量会因年龄和职业而改变;伪造的手指能够骗过指纹扫描仪。

主要用于社会救济项目、犯罪调查、访问计算机权限和驾驶执照确认等方面的身份校验。

2. 手掌扫描

通过测量手掌的长度、宽度、厚度和皮肤表面区域等数据确定人的身份。

优点:方便快捷,易于使用,扫描设备经久耐用。

缺点:采用的设备比较笨重;手掌受到损伤、佩戴戒指和指甲生长过长都会导致误差的产生。

用于建筑物的门禁装置和确定雇员考勤状况的打卡钟。

3. 脸部扫描

不同公司出产的扫描系统会采取不同的验证方式,主要包括分析面部器官如下腭、鼻子和眼睛之间的距离等。

优点:易于使用,且对软硬件的要求不高。基本上只需要分析软件和一台摄像机即可。

缺点:涉及到隐私权问题;光线不足的话很容易产生误差。

主要用于飞机场、警察局和赌场等地的安全监视系统,能够同警方的罪犯存档照片匹配比较。

4. 虹膜扫描

通过扫描记录下虹膜独特的条纹和颜色,从而完成身份验证。

优点:准确率极高,因为每个人的虹膜都彼此不同,并且很少改变。

缺点:需要体积庞大且价格昂贵的硬件设备,必须对用户进行培训并要求特定的光线。

用于狱中犯人的身份识别,同时在对安全性要求极高的地点(如核电站等)被用来确定进入者的身份和访问权限。

5. 签名和声音扫描

以音调的高低、语速的快慢、字体风格和书写力量等个人化的行为特征作为确定身份的标准。

优点:成本低,无需对用户进行培训。

缺点:声音和签名都会随着时间而变化,而且会受到疾病和压力的影响。

主要用于文件签署、电话银行和私宅门禁系统中的个人身份识别

“聪明的枪”

还记得《逃学威龙》里面那支“善良的枪”吗?著名枪支制造商Smith & Wesson正在研制一种应用最新光学感应识别技术的新型手枪,依照制造者的意图,它将是一支绝对忠实于主人的“善良”的手枪,而它的名字,叫做“聪明的枪”(smart-gun)。

让“聪明的枪”具备如此超乎寻常的能力的,是位于美国新墨西哥州阿尔伯克基市的Lumidigm公司最新开发出的“光印”(LightPrint)感应器。这是一种最新的运用光谱学原理测量皮肤差异,从而完成身份识别的生物测量学身份验证系统。“光印”由银制成,外观酷似一枚方形的纽扣。它能够发射出一束可见近红外光,照到直径约6毫米的小块皮肤上。感应器随之测量光线在皮肤上散射的情况,并使用特殊的算法进行分析,最终得到独特的光学模式。通过比对记录中的光学模式和计算得出的光学模式,就能够实现身份验证。

同以往的生物测量学身份验证系统不同,“光印”针对的是人类皮肤。皮肤其实是一个极为复杂的人体器官,虽然每个人都拥有皮肤,但由于皮层的厚度、皮肤色素沉积状况、胶原纤维和其他蛋白质的密度、毛囊和汗腺分布的状况各自不同,使没有两个人的皮肤会是完全相同的,即使同胞胎也不例外。而且,由于“光印”能够作用于任何一处皮肤表面,它的检测结果不会受到伤口、烧伤和污垢的影响。

在迄今为止所进行的500例“光印”测试中,显示了非常精确的身份验证功能,正是这一点吸引了Smith & Wesson的工程师们的目光。在未来的一年中,两家公司将合作把“光印”植入枪柄中。这样,除了特定的使用者,谁都不能用这把枪射击。研究人员正在致力于将“光印”感受器授权用户射击的时间限制在一秒钟之内,但即使在目前,它所需要的验证时间也不过是短短的两秒钟而已。

如果“光印”能够在进一步应用中获得成功,它的前途将不可限量。或许有朝一日,除了手枪,安装了嵌入式“光印”感应器的手机、笔记本电脑、PDA乃至汽车都会礼貌而坚决地对主人之外的人说上一句:“很抱歉,您无权使用我们。”

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