论文部分内容阅读
郁闷呀郁闷!小璐最近很郁闷 因为她不小心把家门的钥匙弄丢了，为了安全，不得不换了把新锁。为此，她还被妈妈批评了一番。
为什么开门一定要用钥匙呢?小璐心里不住地想。如果自己家的门可以认识自己家的人，这样就不用“钥匙”这个容易丢的身外之物了。
小璐的想法貌似异想天开，不过这样“智能的门”却并非不可能实现。因为我们人体本身，就是一把超级强大的不可复制的“钥匙”!不信?那就跟着小诺一起探秘“生物特征认证技术”，它能轻松证明你是谁!
如何证明你是谁?
如何证明你是谁，这在不同的时期难度系数是不一样的。
在古代，人烟稀少，很多人一辈子只生活在自己出生的村落里，没什么变动。这时，大家互相认识，张三借了李四二两银子，根本不需要证明自己是张三而不是王五。
随着社会的进步，地理间的距离越来越小，为了方便证明自己是谁，于是有了身份证。比如你想在银行开个账户，或者报考大学，就得拿着身份证，以便证明你是谁。
当计算机技术充斥着现代社会的时候，又如何证明你是谁呢?再以银行为例，如果你有了银行卡，下次存取款的时候，你只要拿着银行卡，记着你的密码，就可以在银行的ATM机上自动存取款了。
看起来证明自己也不是很难嘛!可不管是身份证还是银行卡，它们和小璐的家门钥匙一样，都是“身外之物”，丢了就麻烦了，还有被冒用的可能。
据调查，2008年美国由于网络诈骗事件，使得银行和消费者遭受的直接损失总计达24亿美元，平均每位受害者付出了约1200美元的代价。另据香港明报消息，香港2008年由于网络诈骗导致的直接损失达140万港元。
层出不穷的网络犯罪，引起了人们对个人身份的信任危机，如何证明“你是谁”及如何防止身份冒用等问题又一次成为人们关注的焦点。
证件1——指纹
“同学们好，我是指纹!张开你的手，仔细看看你的手指肚上，是不是有不同的花纹呢?这就是指纹。”
“早在19世纪初，科学研究就发现了我们指纹的两个重要特征：一是两个不同手指的指纹纹脊的样式不同，另外一个是指纹纹脊的样式终生不变。所以，如果知道一个人的指纹是什么形状的，就能通过指纹来识别这个人，这就是指纹认证。这一发现被广泛应用于犯罪鉴别中，有不少犯罪分子就是因为在现场遗留下指纹，而被绳之以法的。我的作用还挺大吧!”
在指纹中，凹凸起伏的线叫纹路。一条纹路分开成2条纹路的地方叫分叉点，一条纹路终结的地方叫终结点。这种特征点一般称为节点。指纹，正是由这些节点组合而成的多种多样、各不相同的图案。指纹大概有右边三种类型(如右图)。
要用指纹认证，首先要把指纹信息预先登陆到系统中。在认证时，要再次读入指纹信息，如果和登陆系统时的信息一致，那就能够确认为是本人。
调查录入的指纹信息和登陆好的指纹信息是否一样。这叫做比对。作为比对的办法，一般首先想到比对指纹的形状。先把指纹的形状做成画像数据，比较2种画像是否一致，这通常被称作模板匹配法。
另外，也有通过比较指纹的特征的节点方式。通过从指纹中找出分叉点和终结点这些特征点，比较它们的位置、角度和种类等。除此以外，还有将特征点间的纹路的纹数也一起比较的节点匹配法，和比较指纹的断面的波浪形状的周波数解析法，等等。
现在，传感器已经小型化了，指纹信息可以内置在手机、笔记本电脑中，变成了日常可以普遍使用的生物特征认证。相信，指纹在未来的作用会越来越大!
证件2——静脉
“行了行了，指纹老弟，你说了这么多，也让我自我推荐几句呢!”来自手掌的静脉开始说话了。
“嗨，大家好，我是静脉!大家掌心向上，在手掌上能发现我!我是最近比较受关注的认证方式。因为我们静脉认证比指纹认证更加精确!在人体中，每个人流动的血管的模板都不相同。通过利用静脉的模板差异认证的方式叫静脉认证。其实我们静脉遍布全身，不过用作生物特征认证最方便的就是手静脉。”
使用一定波长的近红外线拍手掌，静脉显得有点黑。这是因为流入静脉的血液中，有吸收近红外线的还原血红蛋白(血红素)，根据这个能够取得静脉的模板。
取得的静脉模板，可以通过模板匹配。也可以像指纹认证那样选出特征点比对。作为静脉模板的特征点。跟血管的位置有关系(分叉、距离、方向等)，把这些综合起来数值化以后就可以加以利用了。
静脉认证跟指纹认证相比更加精确，而且血管因为在体内，不能伪造。最近，小型的传感器也面世了，笔记本电脑和汽车的车门把手上可以安装的手指静脉认证传感器也研制成功了。未来。静脉认证的使用将越来越广!
证件3——脸相
“用得着这么麻烦吗?又是指纹又是静脉的。按我说，最原始的脸部特征就是最好的认证。把我们输入电脑中，然后比对就行了。”现在开口的是脸。哈哈，它看不惯指纹和静脉一个劲地显摆，赶紧也插话进来。
虽然脸相认证对于像辨别双胞胎这样的问题还有点头疼，准确率也不高，但是它能够远距离对人认证。比如你在上学的路上遇到了同学，一眼就能看出这是谁，多方便!
虽说是脸相认证，但并不是说脸部的所有部位都能用来认证。比如发型可以轻易改变，变胖或者变瘦时，脸部的轮廓也会产生变化。因此，只有眼睛、鼻子、嘴巴这些在脸相中不容易发生变化的部分能够用作认证。
脸相认证的特征是，不需要有特别的计算机硬件。最近，大部分手机里都有内置照相机，只要在这上面装入电脑软件，就能够利用脸相认证。另外，跟其他的认证方式不一样，离照相机稍微远一点也能够认证，所以在公寓的门口安装的监视器，在电脑上使用的摄像头等等也可以结合起来使用。
当然，脸相认证也存在缺点啦。比如容易受摄影条件影响，认证的精确性比较低。肌肤的颜色、脸的朝向、表情、灯光和背景等，这些因素如果登录和认证的时候有变化，那么两者的数据就会出现比较大的误差。有时候即使是本人可能也无法被认证。还有的时候，像双胞胎这样的极度相似的人，即使是不同的人，也可能被认证成是本人。如何解决类似这种状况，是一个重要的研究课题。
证件4——虹膜
“脸部认证确实方便些，但是精确度却不敢恭维。在那些安全性要求比较高的场所，还得看我的!”又一个声音冒了出来。是谁呢?不仔细找还真不知道。原来是眼睛里的虹膜说话了。
虹膜就是瞳孔周围的环状薄膜，它是调节进入眼睛光线的量的器官。在暗的地方瞳孔放大，在亮的地方缩小，调节这些行为的就是虹膜。它又是如何证明主人是谁的呢?
这时，虹膜的声音又响起来：“不是我自吹自擂，上面几种认证方式，精确程度都没有我高。通过虹膜认证错误的可能性很低。据计算， 这种可能性大概只有1／(1.2×106)。实际上至今也没发现一例错误案例。所以在安全性要求较高的场所，我们虹膜认证出现的频率最大。”
虹膜通过肌肉出现，可以做出非常复杂的形状。根据人不一样，虹膜的形状的模板也大不相同。应用在认证过程中的不是虹膜的形状本身，而是由形状生成的被称作虹膜密码的密码。用相机拍摄的眼睛图像切出虹膜的部分，把同心圆的环状体分为8等份。从图像中抽出虹膜的浓淡。进行数学处理生成虹膜密码。比对一般都用比较虹膜密码的密码匹配法进行。
因为精确度高，虹膜认证一般使用在机场和一些安全要求高的场所。另外，因为不使用手也能够认证。所以当人们提着行李，手腾不出来的时候也能够认证。
登陆的时候需要裸眼，但是在认证的时候可以戴着眼镜，也可以戴隐形眼镜。
其他证件——声音、气味、签名、步态……
除了前面介绍的几种认证方式，还有手的形状、耳朵的形状、身体气味、声音和DNA等等。有各种各样的生物特征都可以作为认证方式。还有利用行为特征的，如步态识别以及根据敲打的节奏、强度、速度的不同而产生的击键识别。
话说回来，不是任何东西都能用作生物特征认证的。能用作生物特征认证的要具有以下特点：1，是所有人必须有的特征：2，本人的特征和别人都不一样：3，这个特征不会随着时间的变化而变化。
在这些基础上还要比较容易操作，这点也很重要。比如，指纹不只是手上，脚上也有。但是如果每次认证都要脱鞋子脱袜子就非常不方便了。还有，DNA也是精确度比较高的认证方式，但是它不能立即作出比对。因此，综合考虑每种认证方式的优缺点是非常重要的。
通过组合一些生物特征认证方式，从而提高认证精确度的技术现在也备受瞩目。有时候一种认证方式精确度比较低，通过组合几个认证方式，构筑认证系统，就能极大提高认证精确度了。
生物特征认证：数据最关键
要用生物特征技术认证，首先要把自己的数据登陆到系统中。登陆的时候，先要使用传感器或者照相机，采集到指纹和脸相这些生物特征信息并制作成图像。因为有时候取到的图像特征不太清楚，所以要经过画像处理，做成特征点清楚的图像，以便识别。
模板匹配的时候，虽然有时候是直接以图像形式登陆到数据库，但大多数情况下都是先取出特征点，将之数值化、密码化之后再登录，并不是直接把指纹和脸相的图像保存下来。
认证时再次录入自己的信息，跟登陆时的数据加以比对。数据如果一致就认证是本人；如果不一致，就会拒绝认证。为什么同一个人，却会发生拒绝认证呢?
这是因为比对时所使用的数据，是以传感器或照相机等摄入的图像为依据做成的数据。这些图像有时会斜一点啦、光线的强弱发生改变啦等等。以此为根据作出的数据不可能和数据库存放的数据完全一致。
因此，在生物特征认证的时候，有一点小差异对认证本人是被允许的。如果差异较大，那么就不能认证是本人。
以后开汽车不用钥匙——未来的生物特征认证更方便
现在，生物特征认证正代替钥匙和密码等，主要应用于安全性要求高的领域。未来，它们将在更加广阔的领域里被使用。
出国时需要的护照，也能引入生物特征认证技术。把本人的脸相、指纹和虹膜等数据输到护照上，这样不但能够证明护照是本人的，出入境的手续也能够变得简单。
今后，生物特征认证技术的应用范围会不断扩大。比如利用生物特征认证来代替汽车钥匙。只要驾驶员预先登陆，陌生人就不能够驾驶。机器人也可用生物特征认证技术。比如，家用机器人来到了你家，怎么让这个机器人认识你们家里的成员呢?这可以利用生物特征认证技术，只要把你们家中每个成员的脸相、声音信息预先存在机器人的信息库里。它即可从大家的脸相和声音中，认出家里的每个人，并且根据对象不一样。改变谈话内容，或变成一起玩的伙伴等。
生物特征认证技术将会走进我们的生活，使我们的生活越来越便利。
为什么开门一定要用钥匙呢?小璐心里不住地想。如果自己家的门可以认识自己家的人，这样就不用“钥匙”这个容易丢的身外之物了。
小璐的想法貌似异想天开，不过这样“智能的门”却并非不可能实现。因为我们人体本身，就是一把超级强大的不可复制的“钥匙”!不信?那就跟着小诺一起探秘“生物特征认证技术”，它能轻松证明你是谁!
如何证明你是谁?
如何证明你是谁，这在不同的时期难度系数是不一样的。
在古代，人烟稀少，很多人一辈子只生活在自己出生的村落里，没什么变动。这时，大家互相认识，张三借了李四二两银子，根本不需要证明自己是张三而不是王五。
随着社会的进步，地理间的距离越来越小，为了方便证明自己是谁，于是有了身份证。比如你想在银行开个账户，或者报考大学，就得拿着身份证，以便证明你是谁。
当计算机技术充斥着现代社会的时候，又如何证明你是谁呢?再以银行为例，如果你有了银行卡，下次存取款的时候，你只要拿着银行卡，记着你的密码，就可以在银行的ATM机上自动存取款了。
看起来证明自己也不是很难嘛!可不管是身份证还是银行卡，它们和小璐的家门钥匙一样，都是“身外之物”，丢了就麻烦了，还有被冒用的可能。
据调查，2008年美国由于网络诈骗事件，使得银行和消费者遭受的直接损失总计达24亿美元，平均每位受害者付出了约1200美元的代价。另据香港明报消息，香港2008年由于网络诈骗导致的直接损失达140万港元。
层出不穷的网络犯罪，引起了人们对个人身份的信任危机，如何证明“你是谁”及如何防止身份冒用等问题又一次成为人们关注的焦点。
证件1——指纹
“同学们好，我是指纹!张开你的手，仔细看看你的手指肚上，是不是有不同的花纹呢?这就是指纹。”
“早在19世纪初，科学研究就发现了我们指纹的两个重要特征：一是两个不同手指的指纹纹脊的样式不同，另外一个是指纹纹脊的样式终生不变。所以，如果知道一个人的指纹是什么形状的，就能通过指纹来识别这个人，这就是指纹认证。这一发现被广泛应用于犯罪鉴别中，有不少犯罪分子就是因为在现场遗留下指纹，而被绳之以法的。我的作用还挺大吧!”
在指纹中，凹凸起伏的线叫纹路。一条纹路分开成2条纹路的地方叫分叉点，一条纹路终结的地方叫终结点。这种特征点一般称为节点。指纹，正是由这些节点组合而成的多种多样、各不相同的图案。指纹大概有右边三种类型(如右图)。
要用指纹认证，首先要把指纹信息预先登陆到系统中。在认证时，要再次读入指纹信息，如果和登陆系统时的信息一致，那就能够确认为是本人。
调查录入的指纹信息和登陆好的指纹信息是否一样。这叫做比对。作为比对的办法，一般首先想到比对指纹的形状。先把指纹的形状做成画像数据，比较2种画像是否一致，这通常被称作模板匹配法。
另外，也有通过比较指纹的特征的节点方式。通过从指纹中找出分叉点和终结点这些特征点，比较它们的位置、角度和种类等。除此以外，还有将特征点间的纹路的纹数也一起比较的节点匹配法，和比较指纹的断面的波浪形状的周波数解析法，等等。
现在，传感器已经小型化了，指纹信息可以内置在手机、笔记本电脑中，变成了日常可以普遍使用的生物特征认证。相信，指纹在未来的作用会越来越大!
证件2——静脉
“行了行了，指纹老弟，你说了这么多，也让我自我推荐几句呢!”来自手掌的静脉开始说话了。
“嗨，大家好，我是静脉!大家掌心向上，在手掌上能发现我!我是最近比较受关注的认证方式。因为我们静脉认证比指纹认证更加精确!在人体中，每个人流动的血管的模板都不相同。通过利用静脉的模板差异认证的方式叫静脉认证。其实我们静脉遍布全身，不过用作生物特征认证最方便的就是手静脉。”
使用一定波长的近红外线拍手掌，静脉显得有点黑。这是因为流入静脉的血液中，有吸收近红外线的还原血红蛋白(血红素)，根据这个能够取得静脉的模板。
取得的静脉模板，可以通过模板匹配。也可以像指纹认证那样选出特征点比对。作为静脉模板的特征点。跟血管的位置有关系(分叉、距离、方向等)，把这些综合起来数值化以后就可以加以利用了。
静脉认证跟指纹认证相比更加精确，而且血管因为在体内，不能伪造。最近，小型的传感器也面世了，笔记本电脑和汽车的车门把手上可以安装的手指静脉认证传感器也研制成功了。未来。静脉认证的使用将越来越广!
证件3——脸相
“用得着这么麻烦吗?又是指纹又是静脉的。按我说，最原始的脸部特征就是最好的认证。把我们输入电脑中，然后比对就行了。”现在开口的是脸。哈哈，它看不惯指纹和静脉一个劲地显摆，赶紧也插话进来。
虽然脸相认证对于像辨别双胞胎这样的问题还有点头疼，准确率也不高，但是它能够远距离对人认证。比如你在上学的路上遇到了同学，一眼就能看出这是谁，多方便!
虽说是脸相认证，但并不是说脸部的所有部位都能用来认证。比如发型可以轻易改变，变胖或者变瘦时，脸部的轮廓也会产生变化。因此，只有眼睛、鼻子、嘴巴这些在脸相中不容易发生变化的部分能够用作认证。
脸相认证的特征是，不需要有特别的计算机硬件。最近，大部分手机里都有内置照相机，只要在这上面装入电脑软件，就能够利用脸相认证。另外，跟其他的认证方式不一样，离照相机稍微远一点也能够认证，所以在公寓的门口安装的监视器，在电脑上使用的摄像头等等也可以结合起来使用。
当然，脸相认证也存在缺点啦。比如容易受摄影条件影响，认证的精确性比较低。肌肤的颜色、脸的朝向、表情、灯光和背景等，这些因素如果登录和认证的时候有变化，那么两者的数据就会出现比较大的误差。有时候即使是本人可能也无法被认证。还有的时候，像双胞胎这样的极度相似的人，即使是不同的人，也可能被认证成是本人。如何解决类似这种状况，是一个重要的研究课题。
证件4——虹膜
“脸部认证确实方便些，但是精确度却不敢恭维。在那些安全性要求比较高的场所，还得看我的!”又一个声音冒了出来。是谁呢?不仔细找还真不知道。原来是眼睛里的虹膜说话了。
虹膜就是瞳孔周围的环状薄膜，它是调节进入眼睛光线的量的器官。在暗的地方瞳孔放大，在亮的地方缩小，调节这些行为的就是虹膜。它又是如何证明主人是谁的呢?
这时，虹膜的声音又响起来：“不是我自吹自擂，上面几种认证方式，精确程度都没有我高。通过虹膜认证错误的可能性很低。据计算， 这种可能性大概只有1／(1.2×106)。实际上至今也没发现一例错误案例。所以在安全性要求较高的场所，我们虹膜认证出现的频率最大。”
虹膜通过肌肉出现，可以做出非常复杂的形状。根据人不一样，虹膜的形状的模板也大不相同。应用在认证过程中的不是虹膜的形状本身，而是由形状生成的被称作虹膜密码的密码。用相机拍摄的眼睛图像切出虹膜的部分，把同心圆的环状体分为8等份。从图像中抽出虹膜的浓淡。进行数学处理生成虹膜密码。比对一般都用比较虹膜密码的密码匹配法进行。
因为精确度高，虹膜认证一般使用在机场和一些安全要求高的场所。另外，因为不使用手也能够认证。所以当人们提着行李，手腾不出来的时候也能够认证。
登陆的时候需要裸眼，但是在认证的时候可以戴着眼镜，也可以戴隐形眼镜。
其他证件——声音、气味、签名、步态……
除了前面介绍的几种认证方式，还有手的形状、耳朵的形状、身体气味、声音和DNA等等。有各种各样的生物特征都可以作为认证方式。还有利用行为特征的，如步态识别以及根据敲打的节奏、强度、速度的不同而产生的击键识别。
话说回来，不是任何东西都能用作生物特征认证的。能用作生物特征认证的要具有以下特点：1，是所有人必须有的特征：2，本人的特征和别人都不一样：3，这个特征不会随着时间的变化而变化。
在这些基础上还要比较容易操作，这点也很重要。比如，指纹不只是手上，脚上也有。但是如果每次认证都要脱鞋子脱袜子就非常不方便了。还有，DNA也是精确度比较高的认证方式，但是它不能立即作出比对。因此，综合考虑每种认证方式的优缺点是非常重要的。
通过组合一些生物特征认证方式，从而提高认证精确度的技术现在也备受瞩目。有时候一种认证方式精确度比较低，通过组合几个认证方式，构筑认证系统，就能极大提高认证精确度了。
生物特征认证：数据最关键
要用生物特征技术认证，首先要把自己的数据登陆到系统中。登陆的时候，先要使用传感器或者照相机，采集到指纹和脸相这些生物特征信息并制作成图像。因为有时候取到的图像特征不太清楚，所以要经过画像处理，做成特征点清楚的图像，以便识别。
模板匹配的时候，虽然有时候是直接以图像形式登陆到数据库，但大多数情况下都是先取出特征点，将之数值化、密码化之后再登录，并不是直接把指纹和脸相的图像保存下来。
认证时再次录入自己的信息，跟登陆时的数据加以比对。数据如果一致就认证是本人；如果不一致，就会拒绝认证。为什么同一个人，却会发生拒绝认证呢?
这是因为比对时所使用的数据，是以传感器或照相机等摄入的图像为依据做成的数据。这些图像有时会斜一点啦、光线的强弱发生改变啦等等。以此为根据作出的数据不可能和数据库存放的数据完全一致。
因此，在生物特征认证的时候，有一点小差异对认证本人是被允许的。如果差异较大，那么就不能认证是本人。
以后开汽车不用钥匙——未来的生物特征认证更方便
现在，生物特征认证正代替钥匙和密码等，主要应用于安全性要求高的领域。未来，它们将在更加广阔的领域里被使用。
出国时需要的护照，也能引入生物特征认证技术。把本人的脸相、指纹和虹膜等数据输到护照上，这样不但能够证明护照是本人的，出入境的手续也能够变得简单。
今后，生物特征认证技术的应用范围会不断扩大。比如利用生物特征认证来代替汽车钥匙。只要驾驶员预先登陆，陌生人就不能够驾驶。机器人也可用生物特征认证技术。比如，家用机器人来到了你家，怎么让这个机器人认识你们家里的成员呢?这可以利用生物特征认证技术，只要把你们家中每个成员的脸相、声音信息预先存在机器人的信息库里。它即可从大家的脸相和声音中，认出家里的每个人，并且根据对象不一样。改变谈话内容，或变成一起玩的伙伴等。
生物特征认证技术将会走进我们的生活，使我们的生活越来越便利。