指紋識別技術在身份認證中的應用與研究

劉 振，王國仕，莫 云，黃曉靜，鄒小娟

（海南電網有限責任公司信息通信分公司 海南 海口 570203）

1 引言

傳統的身份識別技術已經無法滿足現代社會發展的需求，20世紀末出現了包括掌紋識別、手型識別、指紋識別、人臉識別、虹膜識別簽名識別以及聲音識別等生物識別技術[1]。這些生物識別技術被廣泛的應用于各類身份認證，基于生物識別技術的各項產品也在市場上得到了積極的推廣，其中應用最為廣泛的就是指紋識別技術，指紋識別具有其獨特的優勢，包括容易采集，具有穩定性和普遍性，尤其指紋具有唯一性，因此該項技術的應用已經越來越引起了社會各界的重視。

2 指紋認證技術與傳統身份認證的區別

傳統的身份識別技術已經逐步被先進的生物識別技術所取代，傳統的身份鑒定方法主要包括密碼、口令、以及實物等，使用中容易出現遺忘或者丟失，有時認證磁卡等會發生消磁，芯片等也有一定的使用壽命，尤其在常用的傳統方法密碼識別中，用戶在進行密碼設置等環節時未引起足夠的安全隱患重視，簡單使用身份證號碼，或者電話號碼，家人生日等，導致密碼被破譯甚至失竊等發生，因此傳統認證方式存在著隱患。尤其隨著社會的發展需要開展身份認證的環節越來越多，因此傳統方式已經無法滿足需求，而生物識別技術則有效解決了這些問題，指紋識別是被最為廣泛應用生物身份識別技術。

折紋識別技術是通過利用指紋唯一性特征進行圖文采集儲存，在需要身份認證的環節通過對指紋驗證和預先保存指紋的比較來驗證用戶的真實身份。每個人的指紋紋路是唯一的，指紋的圖案、斷點、交叉點各不相同且具有穩定性，基于唯一性和穩定性特征才能創造指紋識別技術。

指紋識別技術主要根據人體細節特征中的指紋紋路對使用者進行身份驗證，技術上依賴于可靠的算法研究和現代電子集成制造技術，指紋識別技術已經成為目前生物檢測學中研究最深入、發展最成熟、應用最廣泛的身份識別技術逐步滲透到我們生活的每個角落。

指紋識別技術與傳統的IC卡和ID加密碼識別方法作比較，具有防偽性能好不會發生變性以及具有唯一性，無遺忘可能及沒有丟失風險使用便捷的優點；此外，每個人可以用于使用的指紋數達到十個，因此鑒定特征也足夠多，為身份識別的可靠性提供了保障；在進行身份采集指紋采集的掃描速度非常快，用戶只需要將手指與指紋采集感應器相接觸中就可以獲取可靠的指紋信息，因此采集方便，而且指紋采集器的體積與采集面都比較小具有價格低廉的優勢。

3 指紋識別技術的原理

指紋識別技術是指通過對不同指紋的細節特征點進行比較后進行鑒別的一種生物識別技術。指紋識別技術涉及到很多學科技術，包括：模式識別、圖像處理、計算機視覺、小波分析、數學形態學等。即使是同一人十指指紋也會不一樣，更何況不同的人，因此指紋用于身份鑒定是最為理想的介質。但是指紋在采集中由于每次捺印的方位不同帶來的著力點不同會帶來指紋不同程度變形，再加上采集中模糊指紋的存在因此如何正確提取指紋并實現匹配是指紋識別技術應用的關鍵。

指紋識別技術有四個主要功能，包括對對象指紋圖像的讀取、提取指紋特征、進行數據保存和對比，設備通過提取的人體指紋圖像進行原始圖像處理以確保指紋圖像的清晰性，再通過儀器中的指紋辨識軟件對指紋的各項特征數據進行判別。指紋紋路上打圈處或者分叉這是指紋的節點，指紋節點具備七種以上的唯一性特征，每個手指平均通常會具有70個左右的節點，每個節點具有七種特征，這樣就會產生約490個可供對比的數據[2]。儀器通過對預留信息以及在身份鑒定時提起的信息模板進行比較，就可以推算出兩次指紋采集的相似度最終達到身份識別的目的。

4 指紋識別技術在身份認證中的應用

近些年來，光電技術及微型計算機技術日漸成熟及在各領域的廣泛應用為指紋圖像采集處理提供了技術支持，也推動了指紋識別技術的日漸發展成熟，從而推動了指紋身份識別技術在各領域的廣泛應用，以前指紋技術通常適用于刑事偵查上等，如今在民用范圍內使用也越來越廣泛，例如指紋考勤機的使用、駕駛員指紋管理系統、指紋門禁系統指紋鎖，包括醫療保險系統，指紋機械管理系統，防指紋儲蓄系統，且各種基于指紋采集技術的身份識別設備被廣泛的應用于生產和管理當中，如今二代身份證也已經采用了身份采集技術。

5 舉例指紋識別技術在各領域的應用

5.1 指紋鎖中的應用

指紋識別技術被應用于應用于傳統的門鎖改造，實現生物識別技術的民用化進程，基于指紋識別技術的新一代智能門鎖徹底顛覆了人類傳統中鑰匙開門方式。指紋鎖獨有的安全（通過唯一性體現）、低成本便捷（無需使用鑰匙）等特性將會為這種新型鎖具帶來樂觀的市場前景促進門鎖市場的發展。

5.2 智能社區中的普及

指紋識別技術作為生物識別技術中性能穩定，技術最成熟，成本低的身份識別技術尤其適應現代化智能小區的建設需求，因此尤其適合在智能小區推廣和普及。他被廣泛應用于社區的樓宇門禁出入、停車收費系統、超市購物計算、圖書借閱手續等各項日常活動，為居民生活帶來便利的同時也提升了社區現代化管理手段。

5.3 企業考勤中的應用：

指紋身份識別被廣泛應用于企業考勤中，基于指紋識別技術的考勤系統能夠徹底解決傳統考勤中的代打卡問題，使得考勤數據體現公開、公平和公正，促進企業提高管理效率和水平。此外，指紋識別產品是價格最廉價的生物識別身份產品，其使用方便、性能可靠成為大多數中小企業首選、

6 結語

二十一世紀是信息安全高速發展的時代，建立一種高效安全便捷的身份識別系統是社會發展的需要，指紋識別技術有著廣泛研究與發展空間，我們期待該項技術在社會各領域得到更長足的發展。