高景煜

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生物識(shí)別技術(shù)在計(jì)算機(jī)信息安全中的應(yīng)用探析

高景煜

（西安市第二十六中學(xué)，陜西 西安 710000）

任何事物都是不斷發(fā)展的，計(jì)算機(jī)技術(shù)在不斷更新?lián)Q代、創(chuàng)新發(fā)展，同樣計(jì)算機(jī)信息安全隱患也變得更加復(fù)雜，為了適應(yīng)這些變化需加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)信息安全的防范與保障，人們不斷地對(duì)生物識(shí)別技術(shù)進(jìn)行深入研究并將其應(yīng)用到計(jì)算機(jī)信息安全當(dāng)中來。對(duì)生物識(shí)別技術(shù)的相關(guān)概念以及發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，在此基礎(chǔ)上具體探析了生物識(shí)別技術(shù)在計(jì)算機(jī)信息安全領(lǐng)域中的應(yīng)用，并對(duì)其未來的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

人工智能；計(jì)算機(jī)；信息安全；生物識(shí)別技術(shù)

1 生物識(shí)別技術(shù)相關(guān)概念

近些年，科技不斷發(fā)展，人工智能以及生物識(shí)別等以前看來遙不可期的技術(shù)已經(jīng)逐漸變得不再神秘，指紋解鎖、瞳孔虹膜解鎖、聲音識(shí)別等技術(shù)已經(jīng)逐漸被應(yīng)用到我們?nèi)粘５纳钪?。生物識(shí)別技術(shù)發(fā)展至今，無論是從理論還是實(shí)際應(yīng)用層面都得到了長(zhǎng)足發(fā)展與進(jìn)步。

生物識(shí)別技術(shù)是指通過計(jì)算機(jī)技術(shù)與光學(xué)光、聲、生物傳感等生物原理緊密結(jié)合從而對(duì)人體的生理特征進(jìn)行識(shí)別分析，通過個(gè)體生物特征的獨(dú)特性與唯一性來對(duì)個(gè)人的身份進(jìn)行識(shí)別與鑒定。人類的生理特征可以分為生理和行為兩個(gè)層面。基于生理和行為兩個(gè)特征，我們目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用了多種生物識(shí)別技術(shù)，而目前發(fā)展相對(duì)比較成熟且應(yīng)用相對(duì)比較廣泛的有人臉、指紋、虹膜、語音識(shí)別等。從實(shí)際應(yīng)用需要考量的因素來看，指紋識(shí)別技術(shù)由于成本低、技術(shù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)發(fā)展最為成熟；而人臉識(shí)別依靠其方便且適用于人多領(lǐng)域，因此，多被應(yīng)用于公共領(lǐng)域安全防范；虹膜識(shí)別安全性高但成本過高，目前也逐漸被廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)以及智能門鎖。

生物識(shí)別技術(shù)在具體操作時(shí)可分為以下幾個(gè)步驟：①對(duì)識(shí)別對(duì)象進(jìn)行圖像采集；②對(duì)采集的生物體進(jìn)行主要數(shù)據(jù)信息提??；③對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行保存；④進(jìn)行數(shù)據(jù)信息對(duì)比分析。以虹膜識(shí)別為例，在具體識(shí)別的時(shí)候首先要對(duì)人眼瞳孔進(jìn)行紋路、凹陷程度等細(xì)節(jié)特征進(jìn)行提取，進(jìn)而通過提取的這些唯一信息進(jìn)行安全識(shí)別解鎖。因?yàn)槿梭w的虹膜具有唯一性，因此可以將其用作安全識(shí)別工具。

2 生物識(shí)別技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

在當(dāng)今大數(shù)據(jù)時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)滲透到工作、生活的各個(gè)方面，信息化以及科技化程度的提高致使信息安全成為擺在人們面前很重要的問題。傳統(tǒng)的數(shù)字字母形式的密碼，由于較容易忘記且并不能完全做到只與單個(gè)用戶綁定，加上一旦用戶忘記密碼或密碼被盜就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重安全問題，因此存在諸多缺點(diǎn)，而生物技術(shù)的出現(xiàn)在逐漸替代傳統(tǒng)密碼的同時(shí)，也展現(xiàn)出了傳統(tǒng)密碼形式無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，而逐漸替代傳統(tǒng)密碼形式成為人們識(shí)別驗(yàn)證身份的重要手段。近年來，生物識(shí)別技術(shù)也越來越多被應(yīng)用到市面上的智能設(shè)備當(dāng)中滲透到我們的生活。2013年蘋果率先在智能手機(jī)中應(yīng)用指紋解鎖，而最新的iPhoneX、iPhoneXS等新型手機(jī)又將虹膜識(shí)別應(yīng)用進(jìn)來。

在應(yīng)用領(lǐng)域方面，國(guó)內(nèi)外許多軟件開發(fā)商、電子產(chǎn)品制造商也紛紛將基于生物特征的生物識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到軟件以及硬件等相關(guān)產(chǎn)品，而在軍事、醫(yī)療、衛(wèi)生、信息安全、金融制造等各個(gè)層面也都有生物識(shí)別技術(shù)的身影，生物識(shí)別技術(shù)正在被各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域普遍關(guān)注并應(yīng)用。

現(xiàn)階段，生物識(shí)別技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)相對(duì)較成熟，特別是人臉識(shí)別技術(shù)和虹膜識(shí)別技術(shù)已經(jīng)不斷發(fā)展并出現(xiàn)新的突破。目前，僅國(guó)內(nèi)就有超過99%的廠商可以準(zhǔn)確使用該技術(shù)，甚至平安科技、大華股份等企業(yè)的人臉識(shí)別準(zhǔn)確率在國(guó)際權(quán)威榜上都有排名，而在虹膜識(shí)別方面，該技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到60 cm范圍內(nèi)的身份驗(yàn)證上，在諸多領(lǐng)域也被廣泛投入應(yīng)用。

據(jù)生物識(shí)別技術(shù)行業(yè)調(diào)研報(bào)告顯示，2013年全球生物識(shí)別市場(chǎng)使用規(guī)模數(shù)就已經(jīng)達(dá)到了98億美元，2015年增加到150億美元左右，預(yù)計(jì)到2021年將會(huì)增加到300億元左右，足以見得生物識(shí)別技術(shù)的市場(chǎng)前景廣闊。在中國(guó)，生物識(shí)別技術(shù)市場(chǎng)規(guī)模也保持高速增長(zhǎng)，在信息安全、金融交易等各個(gè)安全領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

但是，生物識(shí)別技術(shù)雖然快速發(fā)展并應(yīng)用，但是在技術(shù)上仍然存在著許多需要攻克的難關(guān)和需要突破的技術(shù)層面。是否能對(duì)現(xiàn)有生物技術(shù)的瓶頸進(jìn)行進(jìn)一步突破也是生物識(shí)別技術(shù)該行業(yè)未來發(fā)展的關(guān)鍵所在。比如指紋識(shí)別是當(dāng)下市場(chǎng)上較為主流的生物識(shí)別技術(shù)，操作簡(jiǎn)單快捷，并被廣泛使用，但是指紋識(shí)別又存在可復(fù)制性；人臉識(shí)別雖然具有唯一性，但是容易受到光線、角度等外界客觀因素的影響；虹膜識(shí)別如果瞳距、姿勢(shì)稍有不對(duì)也會(huì)影響最終的識(shí)別，這些問題也都是未來技術(shù)升級(jí)改造需要重點(diǎn)關(guān)注的。

3 生物識(shí)別技術(shù)在計(jì)算機(jī)信息安全中的具體應(yīng)用

3.1 生物識(shí)別技術(shù)的主要應(yīng)用原理

生物識(shí)別技術(shù)被廣泛應(yīng)用到計(jì)算機(jī)信息安全保護(hù)系統(tǒng)以及智能手機(jī)、平板電腦等現(xiàn)代智能設(shè)備當(dāng)中，對(duì)于計(jì)算機(jī)和智能產(chǎn)品，只要內(nèi)置操作系統(tǒng)構(gòu)建，就可以植入和使用生物識(shí)別。目前，計(jì)算機(jī)信息安全中使用最廣泛的生物識(shí)別技術(shù)是指紋識(shí)別，其次是聲音和面部識(shí)別。指紋識(shí)別是利用人手上微小凸起的掌紋紋路，每個(gè)人的生活方式不同，因此，使用程度和使用方式也有很大差別，所以會(huì)導(dǎo)致指紋不同，而指紋相似性的可能性非常低，因此使用指紋進(jìn)行識(shí)別是當(dāng)今最廣泛開發(fā)的技術(shù)之一。今天，隨著技術(shù)的快速發(fā)展，人類的面部特征也被用于識(shí)別。有人說世界上沒有兩個(gè)相同的人，即使是同卵雙胞胎的雙胞胎，他們的DNA也有微妙的差異；而且，成長(zhǎng)環(huán)境會(huì)導(dǎo)致不同的心理和個(gè)性差異，也會(huì)使人的外觀和特征發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其五官等仍舊存在細(xì)微的差異，這些差異有的或許不能單憑肉眼分辨，但是在復(fù)雜的軟件識(shí)別分析系統(tǒng)中，仍然可以區(qū)分兩者之間的差異，從而保護(hù)計(jì)算機(jī)中信息的安全性。

3.2 生物識(shí)別技術(shù)為計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)提供保護(hù)

在用戶登錄界面中，只需要掃描和匹配面部特征與信息，如果匹配成功，則可以成功進(jìn)入并操作計(jì)算機(jī)桌面。同時(shí)，在手機(jī)的應(yīng)用上，無論是IOS系統(tǒng)還是Android系統(tǒng)，指紋識(shí)別指紋解鎖技術(shù)都已成功開發(fā)并用于支付和面部掃描以打開手機(jī)等功能。同時(shí)，在一些存儲(chǔ)重要信息的地方如實(shí)驗(yàn)室等，其門禁控制系統(tǒng)將面部掃描、瞳孔識(shí)別、語音識(shí)別、指紋識(shí)別等生物識(shí)別技術(shù)設(shè)置為門禁密碼學(xué)，以提供更全面的信息安全保護(hù)。

3.3 生物識(shí)別技術(shù)促進(jìn)了計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)的更新

在生物識(shí)別技術(shù)還沒有大規(guī)模普及研發(fā)應(yīng)用之前，人們通常情況下使用關(guān)鍵技術(shù)來對(duì)重要信息進(jìn)行安全保護(hù)。后來，隨著信息數(shù)量的增多、復(fù)雜程度越來越高，傳統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們對(duì)信息安全的高要求。傳統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)使用密碼、密匙等進(jìn)行信息識(shí)別，存在某些對(duì)象缺陷，比如有時(shí)候人會(huì)忘記自己所設(shè)定的密碼，從而產(chǎn)生不必要的麻煩，而生物識(shí)別技術(shù)是基于生物特征的個(gè)體差異來進(jìn)行信息識(shí)別，所以如果將生物識(shí)別技術(shù)與計(jì)算機(jī)互聯(lián)，就會(huì)面臨網(wǎng)絡(luò)攻擊等問題，這也催生了計(jì)算機(jī)自身對(duì)其安全系統(tǒng)的更新與升級(jí)。

4 生物識(shí)別技術(shù)未來應(yīng)用趨勢(shì)

在信息全球化的大背景及大環(huán)境下，未來生物識(shí)別技術(shù)會(huì)在更多的領(lǐng)域發(fā)揮作用。近兩年來，隨著科技的進(jìn)步以及新技術(shù)的突破，原有的指紋解鎖識(shí)別市場(chǎng)份額也在不斷縮水，市場(chǎng)以及受眾對(duì)生物識(shí)別技術(shù)的效用也有了更高的要求和期待。因此，在未來類似DNA以及各種生物識(shí)別技術(shù)交融共同使用的技術(shù)也是受市場(chǎng)青睞且安全系數(shù)最高的，也是未來生物識(shí)別領(lǐng)域發(fā)展的方向與趨勢(shì)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)信息安全越來越重視，生物識(shí)別技術(shù)也會(huì)迎來前所未有的廣闊市場(chǎng)。生物識(shí)別技術(shù)在未來會(huì)與我們的日常生活息息相關(guān)，也會(huì)在我們的生活、工作、學(xué)習(xí)中發(fā)揮著重要作用，創(chuàng)造更大的利益與價(jià)值。

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2095－6835（2019）03－0158－02

TP391.41；TP309

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.03.158

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕