安全性一直是困擾指紋識(shí)別技術(shù)最大的問(wèn)題。就連號(hào)稱(chēng)最安全的蘋(píng)果Touch ID，在推出的當(dāng)天就被混沌電腦俱樂(lè)部的黑客們破解了，黑客們利用制作出的假指紋膜可以輕易破解Touch ID。由此，這種指紋身份驗(yàn)證的安全性似乎在一開(kāi)始就招致人們的懷疑。

　　近日在德國(guó)第31屆混沌電腦俱樂(lè)部大會(huì)上，該俱樂(lè)部成員表示已經(jīng)掌握了新的技術(shù)，可以通過(guò)遠(yuǎn)距離拍攝的幾張手指照片，便可復(fù)制出人們的指紋。據(jù)稱(chēng)，此前他們已成功提取復(fù)制了德國(guó)國(guó)防部長(zhǎng)Ursula von der Leyen的指紋。這無(wú)疑又一次將指紋識(shí)別的安全問(wèn)題推向風(fēng)口浪尖。

　　指紋識(shí)別安全性低，源于特征點(diǎn)不足

　　印象認(rèn)知總經(jīng)理、國(guó)內(nèi)知名指紋識(shí)別專(zhuān)家王曙光博士指出，指紋識(shí)別過(guò)程中，會(huì)從指紋圖像中提取具有特征性的部分，并將其轉(zhuǎn)換成記錄了其位置關(guān)系的數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)稱(chēng)特征數(shù)據(jù)。指紋識(shí)別時(shí)就對(duì)這些特征數(shù)據(jù)進(jìn)行相互比較。iPhone5s等指紋識(shí)別功能之所以被輕易攻破，很大一部分原因是由于指紋采集面積小、特征點(diǎn)不足等問(wèn)題造成。

　　指紋的特征通常可分為三級(jí)。一級(jí)特征表示指紋的紋型、流向等宏觀特征;二級(jí)特征表示指紋的Galton細(xì)節(jié)，即紋線(xiàn)的分叉點(diǎn)、端點(diǎn)等特征;三級(jí)特征則是更高分辨率上的紋線(xiàn)屬性，例如紋線(xiàn)的偏移、寬度、汗孔、褶皺、傷疤等，以及其他的永久性特征。在國(guó)內(nèi)、國(guó)際刑偵，包括傳統(tǒng)指紋識(shí)別應(yīng)用市場(chǎng)，基本采用二級(jí)特征。但隨著智能手機(jī)的發(fā)展，受限于尺寸及成本，二級(jí)特征已經(jīng)越來(lái)越不能滿(mǎn)足安全需求。

　　當(dāng)指紋采集面積足夠大時(shí)，基于二級(jí)特征的識(shí)別具有很高的準(zhǔn)確性。一些最優(yōu)秀的算法可以達(dá)到0.1%的EER(Equal Error Rate，相等錯(cuò)誤率。是衡量指紋識(shí)別準(zhǔn)確性的主要指標(biāo)，EER 越低，意味著識(shí)別準(zhǔn)確性越高)。但智能手機(jī)需要使用尺寸更小的指紋傳感器，例如Touch ID采用的是4.5×4.5mm 芯片面積的半導(dǎo)體傳感器，分辨率只有500 PPI。而印象認(rèn)知團(tuán)隊(duì)在做相關(guān)測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，在如此小的指紋采集面積和如此低的分辨率的傳感器上進(jìn)行指紋識(shí)別，基于特征點(diǎn)的指紋識(shí)別傳統(tǒng)算法的EER有可能升高至15%以上，這個(gè)數(shù)據(jù)意味著指紋識(shí)別將同時(shí)有15%的拒識(shí)率及15%的誤識(shí)率。而即便僅作為手機(jī)的屏幕解鎖，這種識(shí)別準(zhǔn)確性也是不可接受的。

　　“汗孔識(shí)別”檢測(cè)完美解除指紋識(shí)別安全危機(jī)

　　王曙光博士介紹，如果提高采集分辨率，獲得第三級(jí)特征，情況則變得完全不同。目前相關(guān)的實(shí)驗(yàn)顯示，在小尺寸采集面積時(shí)，汗孔識(shí)別比細(xì)節(jié)點(diǎn)識(shí)別具有明確優(yōu)勢(shì)，可通過(guò)汗孔識(shí)別提高指紋識(shí)別準(zhǔn)確性。但使用第三級(jí)特征，至少要求指紋采集的分辨率達(dá)到 1000PPI。而即使是蘋(píng)果手機(jī)上攜帶的電容式指紋傳感器，其分辨率能做到500PPI已是極致，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿(mǎn)足這一市場(chǎng)需求。

　　為了研發(fā)高分辨率的指紋傳感器，印象認(rèn)知重新審視了中國(guó)古老的“小孔成像原理”，進(jìn)行了細(xì)致研究，并基于此成功實(shí)現(xiàn)MAPIS技術(shù)(矩陣式微孔陣列)。這一技術(shù)的實(shí)現(xiàn)不僅將傳統(tǒng)的光學(xué)指紋傳感器模組壓縮到1.5mm的超薄尺寸，只要調(diào)節(jié)小孔間距、縮短物距即可輕易達(dá)到高分辨率。據(jù)了解，目前通過(guò)MAPIS技術(shù)成功研發(fā)的一款超薄型光學(xué)指紋傳感器“UTFIS”已在2015年美國(guó)CES展上發(fā)布。UTFIS傳感器的尺寸為11.25×7mm，厚度僅有1.5mm，且突破性的獲得了2000ppi的超高分辨率，成為全球首款可用于移動(dòng)電子設(shè)備的2000PPI指紋傳感器。

　　據(jù)介紹，UTFIS傳感器擁有2000PPI的超高分辨率，可以實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別的第三級(jí)特征“汗孔識(shí)別”檢測(cè)。人體汗孔不停分泌汗液，降溫、保持皮膚濕潤(rùn)，是人體活性檢測(cè)的重要證據(jù);特別地，有研究表明，人體手指失去生命活力后(人體死亡或手指被切除)，手指汗孔會(huì)停止分泌汗液而導(dǎo)致汗孔萎縮。而UTFIS傳感器可通過(guò)檢測(cè)手指汗孔活性，判定是否活體指紋，可以非常有效地防范假指紋膜的攻擊，同時(shí)還可以大大提高指紋識(shí)別的準(zhǔn)確度。這意味著，黑客依靠其他技術(shù)手段提取的指紋圖像，所制作的沒(méi)有活性的指紋膜將無(wú)法被UTFIS傳感器所識(shí)別，更無(wú)法用來(lái)破解用戶(hù)的指紋密碼。

　　“本次CES展上，我們重點(diǎn)演示了蘋(píng)果的指紋膜攻擊，包括蘋(píng)果iPhone6手機(jī)、iPad2在內(nèi)的多款蘋(píng)果設(shè)備全部中招，而在UTFIS傳感器上，這種指紋膜根本無(wú)法成像。”王曙光如是說(shuō)。

　　高分辨率圖像技術(shù)或成指紋識(shí)別的未來(lái)

　　未來(lái)，隨著移動(dòng)電子設(shè)備的普及，通過(guò)指紋識(shí)別還可掌握移動(dòng)支付入口，指紋識(shí)別技術(shù)將為每一個(gè)用戶(hù)提供更加安全的隱私保護(hù)服務(wù)。為了解決安全問(wèn)題，很多指紋認(rèn)證方案提供商也推出了軟硬件解決方法。

　　目前大部分的解決方案主要是將注意力集中在指紋數(shù)據(jù)的安全性上，即將指紋數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在一個(gè)獨(dú)立的“黑盒子”中，這個(gè)“黑盒子”與主操作系統(tǒng)隔離，就算手機(jī)中毒指紋數(shù)據(jù)也不會(huì)被外界讀取。但指紋數(shù)據(jù)本身的質(zhì)量(指紋數(shù)據(jù)能否給用戶(hù)帶來(lái)安全性)還是來(lái)自于指紋傳感器的性能。因此，相比之下，通過(guò)高分辨率圖像技術(shù)實(shí)現(xiàn)的指紋識(shí)別的安全性，則更加具有說(shuō)服力。

　　智能手機(jī)廠商對(duì)指紋識(shí)別的熱情還在持續(xù)升溫，未來(lái)1-2年，國(guó)內(nèi)指紋識(shí)別產(chǎn)業(yè)鏈也將加速走向成熟。隨著技術(shù)的不斷升級(jí)，指紋識(shí)別傳感器的識(shí)別精度及安全級(jí)別也將會(huì)得到更大的提升。

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