譚鐵牛院士在介紹虹膜識別技術。本報記者 沈 慧攝
伴隨著iPhone X引入Face ID，以人臉識別為代表的生物特徵識別，一夜間忽然迎來「千樹萬樹梨花開」的「勝景」
前不久，曠視科技（Face++）宣布獲得4.6億美元C輪融資。無獨有偶，商湯科技也於近日宣布獲得6.2億美元C＋輪融資。指紋、虹膜、手掌、靜脈……當名目繁多的生物特徵識別相繼湧現，無密碼時代漸行漸近。
「阿富汗少女」
藉助虹膜識別技術，時隔17年後，拍攝者在上千個自稱是照片主角的人中找到了那位擁有綠色眼眸的「阿富汗少女」
在前不久舉行的2018中科虹霸產品發布會上，中國科學院院士、中科虹霸創始人譚鐵牛再次講起那個曾經牽動人心的故事——「阿富汗少女」。
上世紀80年代，美國《國家地理》雜誌封面刊登過一張照片，照片中的主角是一位擁有綠色眼眸的阿富汗少女。然而，面對這張聞名於世的面孔，沒有人知道她是誰。時隔17年，拍攝者突然萌生尋找神秘少女的念頭。幾經輾轉，他最終藉助虹膜識別技術，在上千個自稱是照片主角的人中找到了她。
眼睛是心靈的窗戶，也是身份的標識。虹膜是位於人眼表面黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環狀部分，包含很多相互交錯的斑點、細絲、冠狀、條紋、隱窩等細節特徵。「在很多情況下，虹膜可能是唯一能夠識別身份的生物特徵，國際上一系列研究表明，虹膜識別是目前最安全、最準確的身份識別。」譚鐵牛稱。
根據原公安部物證鑑定中心主任、中國工程院院士劉耀提供的數據，與指紋0.8%、人臉識別2%左右的誤識率相比，虹膜識別誤識率可低至百萬分之一。
縱觀整個世界發展史，身份鑑別技術一直是人類長期致力研究的重要課題。早期的識別技術主要通過人工比對——基於經驗對檢材和樣本進行比較；而隨著計算機技術不斷發展，以指掌紋、足跡、人臉、虹膜、聲紋等為代表的生物特徵識別技術，日趨成熟。
其中，指紋是最古老的生物特徵識別技術，1892年，阿根廷警官利用犯罪現場的一枚血指印破獲了弗朗西斯卡殺害親子案，這是世界首例利用指紋偵破的案件。目前，我國省級公安機關指紋自動識別系統存儲十指指紋總量已超過1億人次。近些年，全國利用指紋識別系統破案總數每年在10萬餘起。
人臉識別，顧名思義，是基於人臉的面部特徵進行身份識別的技術。由於具有非接觸、無需配合、應用方便、符合人的認知習慣等優勢，目前在出入境管理、公安身份查重、公安重點人群監控等領域有所應用。
「公安刑偵是生物特徵識別的重要應用領域。」劉耀說，近年來以指紋、人臉為代表的生物特徵識別技術已經在公安領域得到了廣泛應用，但在應用過程中，還存在一些局限性，而虹膜識別的唯一性、穩定性恰恰彌補了這些不足。
一個眼神確定你
虹膜紋理具有唯一性、穩定性，因此，虹膜識別成為目前最為精準的生物特徵識別技術，可以識別同卵雙胞胎
虹膜識別技術，是通過對比虹膜圖像特徵之間的相似性來確定人的身份。科學研究表明，虹膜環狀區域的細節一歲半之後就定型，它是唯一一個能從外面看到的內部器官，不會像指紋一樣存在磨損問題。
「相比較而言，虹膜是比人臉和指紋更可靠、更難偽造的生物特徵。」譚鐵牛告訴經濟日報記者，指紋比較容易被模仿和偽造，人臉識別會存在雙胞胎、父子母女難分辨的問題。「即使同一個人，隨著年齡變化，容貌也會發生改變。而且，整容、不同光照下的表情、姿態等也會影響識別效果。」譚鐵牛說。
中科虹霸研發的虹膜識別產品已投入應用。 （資料圖片）
不僅如此，虹膜還有3大特性：非接觸性，中遠距離就可以識別；大容量，速度快、實時性強；防偽性，通過瞳孔震顫可實現活體檢測。「因虹膜紋理具有每個人都不同的唯一性、在嬰兒階段穩定後終身不變的穩定性，各類公開的對比測試和實際應用表明，虹膜識別是目前最為精準的生物特徵識別技術，可以識別同卵雙胞胎。」譚鐵牛表示。
不過，要將虹膜識別做到好用、易用、便捷，並不容易。譚鐵牛說，虹膜識別主要涉及4大關鍵技術：一是虹膜成像技術，解決虹膜圖像的有無問題；二是活體判別技術，解決虹膜圖像的真假問題；三是質量評價技術，解決虹膜圖像質量好壞問題；四是特徵表達技術，解決虹膜圖像的主體問題。
以虹膜採集為例。與西方人相比，中國人的眼睛普遍較小，很多人還是眯眯眼，而拍攝時不能要求對方一直盯著攝像頭，這種情況下，如何方便快捷獲取虹膜成為難題。這還只是問題的冰山一角。「採集到的虹膜是不是來自活體，會不會來自玻璃眼球、照片，而不是活生生的人，抑或是義眼虹膜、計算機合成虹膜等，這些特殊情況都需要考慮到，這就涉及虹膜圖像真假的問題。」譚鐵牛舉例說。
在國外機構不提供資料庫用於算法研究，也不出售虹膜採集設備的情況下，中國科學院自動化研究所從零開始，開始了國內虹膜識別的研究。經過多年發展，目前，中國科學院在虹膜圖像獲取方面完成4大跨越：從無到有，實現了零的突破；實現了從單目到雙目的圖像獲取；實現了由近及遠的圖像獲取；實現了從固定到移動狀態的圖像獲取。
根據譚鐵牛提供的數據，中國科學院自主建設的CASIA虹膜圖像資料庫是目前國際上使用最廣泛的虹膜圖像資料庫，有來自180個國家的1.6萬多個科研團隊申請使用。在虹膜特徵描述的研究中，中科虹霸還建立了基於定序測量的虹膜圖像特徵表達一般框架，揭示了虹膜圖像的本質特徵，統一了主流的虹膜識別方法。
從「刷臉」到「刷手」
異軍突起的生物特徵識別正迎來發展的春天。預計2020年，生物特徵識別技術的全球市場規模將達到250億美元
不需要銀行卡，不需要密碼，甚至不再需要手機，就在「刷臉付款」成為熱議的話題不久，「刷手支付」再次闖入公眾視野——日本大型信用卡公司JCB今年宣布，開發出了掃描手掌即可完成本人確認和信用卡付款的機制。未來，大家只需要在指定的App中註冊手掌完成記錄，付款時便可直接「刷手」完成支付。
「手掌幾何學識別，是通過測量使用者的手掌和手指的物理特徵來進行識別。近幾年再次興起的靜脈識別，則是利用靜脈分布圖進行個人識別，例如手指、手掌、手背的靜脈。」劉耀解釋。
與傳統的指紋識別相比，指靜脈識別技術有一個顯著特點——必須活體且有流動的血液，因此信息不能被複製或被盜；而且，不會因為手指潮溼或不乾淨、破損等情況就無法使用。
近日，浙江某商業銀行上線首批應用「指靜脈生物識別技術」的智慧櫃員機，辦理銀行業務不用再攜帶銀行卡、不用輸密碼，只需「動動手指」。該行相關負責人表示，這項技術未來將逐步在櫃面等其他場景中全面推廣應用。
異軍突起的生物特徵識別正迎來發展的春天。根據前瞻產業研究院統計，2007年至2013年，生物特徵識別技術的全球市場規模年均增速為21.7%，預計2020年將達到250億美元，5年內年均增速約14%。
「面對實際應用場景，單一生物特徵如同一個個『信息孤島』，識別準確率和穩定性會下降，如何連通這些『信息孤島』，實現多種生物特徵信息的綜合集成應用和關聯融合分析，是未來發展的趨勢之一。」劉耀說，國內外研究多集中在利用高質量的生物特徵進行身份識別，而現場留下的指紋、足跡、視頻人像等生物特徵，很多都存在特徵不完整、質量受限等問題。「因此，在實際應用中，如何融合低質量的生物特徵數據實現高質量的識別，是今後發展的關鍵。」劉耀說。
(原標題:生物特徵識別：身體即密碼)