身份識別技術

身份識別技術採用密碼技術（尤其是公鑰密碼技術）設計出安全性高的協定。

基本介紹

• 中文名：身份識別技術
• 性質：識別技術
• 屬性：身份
• 採用：密碼技術

簡介

身份識別技術採用密碼技術（尤其是公鑰密碼技術）設計出安全性高的協定。

（一）口令方式：口令是套用最廣的一種身份識別方式，一般是長度為5~8的字元串，由數字、字母、特殊字元、控制字元等組成。用戶名和口令的方法幾十年來一直用於提供所屬權和準安全的認證來對伺服器提供一定程度的保護。

（二）標記方式：標記是一種個人持有物，它的作用類似於鑰匙，用於啟動電子設備，標記上記錄著用於機器識別的個人信息。

工作方式

口令方式：

當你每天訪問自己的電子郵件伺服器、利用Telnet登錄大學或公司的計算機或者訪問網際網路上諸如E*Trade的訂閱服務時都在使用口令。伺服器要採用用戶名與口令對用戶進行認證的話，就必須維護合法用戶的用戶名與口令的資料庫。

此系統應允許增加或刪掉用戶，一般還要提供口令更改工具。現在系統（尤其是網際網路上新興的系統）通常還提供用戶提醒工具以防忘記口令。你可請求伺服器用電子郵件把口令發給你，這就要求你系統之外有一個電子郵件賬戶，否則把口令寄到一個你不能訪問的電子郵件賬戶就很麻煩了。

口令的選擇應滿足的幾個原則：

1. 容易記憶；不易猜中；不易分析。

2. 口令管理可通過單項函式來解決，即計算機不存儲口令，只存儲口令的單項函式，其識別過程如下：

1)用戶將口令傳送給計算機；

2) 計算機完成口令單向函式值的計算。

3)計算機把單向函式值和機器存儲值比較。

許多WWW伺服器系統都用固定格式的檔案來存儲用戶名和口令，避免專門建立一個資料庫系統來僅僅存儲用戶名或口令。對大的商務網站來說，不可能將用戶名和口令存儲在固定格式檔案中。這些大網站一般會用工業級的資料庫來存儲商品目錄，而用同樣的資料庫來存儲用戶名和口令就很有意義了。否則，成千上萬的顧客要同時登錄會帶來很大的延遲。

不管將登錄信息存儲在何處。最常見也是最安全的存儲方法（UNIX系統採用的方法）是以明文形式保存用戶名，而用加密方式來保存口令。在系統創建一組新的用戶名/口令時，一般採用單向加密算法對口令進行加密（同前面講述的訊息摘要算法一樣）。

在明文的用戶名和加密的口令方式下，當用戶登錄時，系統根據資料庫中所存儲的用戶名清單來檢查用戶名以驗證用戶的合法身法。對登錄系統時用戶所輸入的口令進行加密，系統將用戶口令的加密結果同資料庫中所存儲的加密口令進行比較。

如果指定用戶的兩種加密口令相互匹配，就接受登錄。這就是UNIX作業系統上即使系統管理員也無法找到被遺忘口令的原因。這時，管理員會給你一個新的臨時口令，然後你可改成自己選定的口令。

要知道口令是不安全的。有的網站將用戶名/口令以Cookie形式存在客戶機上，以方便用戶以後再訪問網站時不用再輸入用戶名/口令就能直接登錄了。

Cookie存在的問題是信息是以明文形式存在客戶機上，如果Cookie內含登錄和口令信息，任何想訪問存儲在客戶機上Cookie人都能看到這些信息。

標記方式：

標記是一種個人持有物，它的作用類似於鑰匙，用於啟動電子設備，標記上記錄著用於機器識別的個人信息。

11項新型身份識別技術

以下所列舉的便是其中有代表性的11項新型身份技術。

1 遠距離指紋掃描

大部分指紋掃瞄器都需要手指與掃瞄器的物理接觸，然而這樣的接觸也常常會造成一起的污染和失效。因此現在有研究者正在嘗試開發一種能在大約20英尺(約合6米)遠處進行指紋掃描的儀器。

當然這種能在6米遠處掃描人的指紋的儀器目前距離正式上市還有很長的路要走。不過美國阿拉巴馬州有一家名為“先進光學系統”的公司開發了一款名為“AIRprint”的掃瞄器，其可以實現在距離9英尺(約合2.7米)遠處對指紋進行掃描。

其工作的原理是使用兩台130萬象素的相機來接受不同的影像數據：一台水平偏振光，另一台垂向偏振光。在使用時，會有一束光被射到手指上，反射光隨後進入鏡片系統，在其中分離的偏振波被合成為清晰影像。另一家名為“IDair”的公司同樣開發出了類似的，能在大約6英尺(約合1.8米)距離上實現指紋掃描的設備並計畫向安全機構推銷。該公司目前正致力於開發20英尺距離上的類似設備，並宣稱其拍攝的圖像將會和衛星圖像的效果相似。

據報導，美國軍方對這些設備顯示出濃厚的興趣。據麻省理工學院評論報導稱，美國海軍陸戰隊正打算藉助這項技術實現在相對安全的空間，如裝甲車內或防爆牆的背後實現對目標人物指紋的掃描，這樣做或許將有助於規避由於自殺式炸彈襲擊等帶來的潛在威脅。對於民用市場而言，這項技術的出現也免去了按壓手指的麻煩，當然如果你不會對莫名其妙就被紀錄了指紋感到心裡不舒服的話。

2 耳朵

你的耳朵有特別之處嗎？其實每個人的耳朵都不一樣，因此研究人員們正在開發一種基於人耳識別的技術，將耳朵的一些特徵當做人的指紋那樣來加以使用。在2010年，一組英國研究人員使用一種名為“圖像射頻轉換”的技術將光束打在人的耳部，隨後重複這一過程，利用一種算法生成人耳管狀區域的圖像。這個耳朵的邊緣區域是每個人都不同的，並且也是區別最明顯的部分。

隨後，研究人員將圖像轉換為一系列的數字並儲存起來，這樣一來，以後當再次掃描到數據相符的耳朵時，系統便能將掃描結果與資料庫中已有樣本進行比對。目前這一識別系統的精度已經可以達到99.6%。在2012年3月，兩位印度新德里的科學家曾經嘗試使用Gabor濾波器進行類似的人耳識別，這是一種數字圖像處理器，其原理與人類處理圖像的方式相類似。不過這項嘗試的結果並不夠理想，其識別的準確度大約僅有92%~96.9%。

甚至有可能開發出一種耳部掃描識別技術，使其識別精度超過傳統的指紋識別。這是因為當你長期從事艱難勞動之後你的手指指紋會變得模糊，但是總體來說人的耳朵在人的一生當中是不會有什麼大的改變的。

當然這項技術目前仍然充滿爭議，因為指紋識別仍然是人們使用最廣泛，歷史也最悠久的一項身份識別技術。其中的一個大問題便是在不同的光照條件下，或是耳朵被頭髮部分遮蔽，或者佩戴著首飾，這些情況是否會對識別精確度造成影響。但是一旦這項技術達到實用階段，那么它就將可以被用於和已有的指紋識別技術相互驗證，配合使用。或許在未來我們也會見識到更加極端的耳部改造術的出現，因為魔高一尺道高一丈，總會出現對抗的手段。

3 氣味

在21世紀頭一個十年的早中期，美國五角大樓“先進研究計畫局”(Darpa)啟動了一項名為“獨特線索探測”的項目。該項目旨在嘗試通過氣味來找到不同的人，甚至通過氣味的不同來進行身份識別。這項研究在2008年終結。一年之後，美國政府國土安全部召集進行一項有關通過人體氣味來用於測謊的技術，並打算將該項技術用於機場和其它關卡出入口區域。

不過到目前為止通過氣味開展身份識別還僅僅停留在研究項目階段。這項研究所涉及的內容是非常複雜的，人體有超過300種不同的化學物質產生氣味，並且我們身體的體味還會隨著我們所吃食物的不同以及環境的差異而出現不同。不過或許研究人員們將會有辦法將代表我們身份的“主要體味”和由於飲食環境等變化而造成的“二級體味”以及使用香皂沐浴露等而產生的“三級體味”區分開來。這裡的“主要體味”是與我們身體的遺傳特性相關的，代表了我們的身份。此前已經在老鼠身上開展了相關實驗，實驗的結果顯示每一個個體都可以產生獨特的味道。在2007年，美國政府反恐怖技術支持工作組甚至還打算建立人體氣味資料庫以供軍犬隊調用。當然，犬類被用於識別並追蹤人體氣味蹤跡已有數十年歷史，科學家們相信犬類正是通過區分人體的主要體味來開展追蹤識別的。

4 心跳

每當你呼吸，你的胸口起伏，還有你的心跳，也會讓你的左胸微微顫動。多年來科學家們致力於研發一種敏感度足夠高的雷達，其精度足以在數百米之外的距離上察覺到這種極細微的胸部顫動——哪怕是隔著厚厚的混凝土牆壁或電磁屏障也不影響到它的識別精度。目前一家總部位於美國亞利桑那的小公司VAWD工程公司正在履行國防部“先進研究計畫局”一項名為“遠距離生物探測”的國防契約並開展相關研究。

實現這種探測的關鍵原理在於都卜勒效應，也就是由於物體運動而對電磁波波長頻率造成的影響。我們對此並不陌生，比方說救護車朝著你開來時你會覺得聲音變得越發尖利，而當它遠去時鳴笛聲則會變得越發低沉。根據VAWD工程公司的說法，他們目前開發的車載“障礙穿透型遠程感知系統”(STORMS)可以感知甚至遠比人的胸口起伏更加細微的顫動信號。

5 聲音

大部分人大概都會對一些自動朗讀軟體的聲音感到熟悉，比如iphone上的某些功能。那么有沒有想過如果有一款軟體可以對聲音進行分析甚至能根據聲音識別人的身份呢？

俄羅斯公司“話音技術中心”便開發出了這項技術，這家公司稱之為“語音格線”(VoiceGrid)。只要事先將某個人的聲音錄入，這一系統隨後便可以自動識別出此人的聲音。這家公司還有著更大的抱負，他們甚至還開發了用於大城市，州，乃至國家層面的相應系統。這項技術目前已經在墨西哥執法部門中得到套用，因為他們有數十萬份的聲音檔案需要辨認。

6 虹膜

想像一種可以從10英尺(約合3米)外凝視你瞳孔的掃描設備。事實上你也用不著如此絞盡腦汁去想像，因為這種技術現在已經存在了，比如由美國政府承包商SRI國際公司開發的，可以在大約3米開外掃描人眼虹膜組織的“IOM PassPort”系統。其承包商承諾該系統可以在1分鐘內掃描30人，因此非常適合用於人流量較大的區域監控，如機場和火車站等。承包商還承諾該系統可以不受隱形眼鏡或佩戴眼鏡的影響。

但是除了機場之外這種遠距離掃描系統在其他地方也有它的用武之處。美國軍隊正在阿富汗使用手持式虹膜識別儀用以區分平民和恐怖分子。美國國土安全部則在沿墨西哥的邊境巡邏站套用這項技術。而美國聯邦調查局則正致力於建立聯邦罪犯的虹膜資料庫，美國谷歌公司也在公司的數據中心套用了此項安全技術。不過這項技術也有缺點，那就是在掃描時目標不能有太大的移動。

或許還有其它的辦法。美國國防部“先進研究計畫局”資助了南衛理公會大學開展的研究項目，其目的是開發一種相機系統，其可以自動實現對焦並掃描人的虹膜，並且不會受到眼睫毛或眼睛反光等干擾因素的影響——就像電影《少數派報告》中的情景那樣。不過該系統的一項缺陷就在於虹膜識別技術並非識別個人身份的最安全途徑。2012年7月，一個來自美國和西班牙的科學家們組成的研究小組發現了一種可以突破這一安全系統的方法，他們使用事先儲存的虹膜圖像騙過了虹膜安全系統，這就意味著有人可以“偷走”你的眼睛並造成重大安全漏洞。

7 眼周區域

目前對於人類眼睛虹膜組織等的識別技術已經發展的相當成熟，但是美國卡內基-梅隆大學的薩維迪斯(Savvides)教授和同事們認為人類眼睛周圍的組織，即所謂“眼周區域”，可能同樣有希望被用於身份識別。

在一篇發表於2011年的文章中，薩維迪斯和同事們寫道：“眼周區域是人臉上最緊湊，擁有最複雜生物醫學特徵的區域，眼角輪廓，眼瞼，眼球，眉毛等等都具有各不相同的形狀，大小和顏色。從生物學和遺傳學角度來說，越複雜的區域意味著‘更加複雜的胚胎基因發育過程’，也就意味著在其外表的最終成型過程中有更多的蛋白質和基因元素的參與。這就是為什麼眼周區域應當被作為人類身份識別的最重要區域的原因。”

並且和其它生物識別技術不同的是，眼周區域隨著人體的衰老，其變化非常小。研究人員表示：“隨著人體衰老，人臉上的其它部位，如嘴巴，鼻子，下巴，臉頰等的形狀和位置都會發生變化，但是唯獨眼睛的位置和形狀變化很小。”換句話說，眼睛是一生固定的識別標誌。

另外，薩維迪斯的研究組還發現人的眉毛的形狀非常穩定。臉部掃瞄器在人們大笑或皺眉的時候有時候就會出錯。但是他們發現人的眉毛的形狀在“大部分”表情狀況下都非常穩定。並且一般情況下即便一個人將自己臉部的大部分區域遮擋，他的眉毛通常也會露在外面。

但是目前存在的問題是如何應對化妝的影響，如人為地颳去一部分眉毛的情況。薩維迪斯表示針對這種情況的可能應對方式將是藉助算法功能來識別可能存在的認為變更情況。

8 步態

早在9·11襲擊事件發生之前，研究人員們便已經在討論通過一個人的行走步態來識別這個人身份的可能性。而在那次可怕的恐怖攻擊之後，美國國防部“先進研究計畫局”立即將對人類行走步態的研究提升為後來臭名昭著的“完全情報感知”反恐項目的技術基石之一。

這樣做的難點在於，人類行走的步態難以捕捉。只要這個人手裡提上一個公文包或者瘸了腿都會影響系統對清晰步態信息的捕捉。因此觀看一個人的行走不太並無法提供明確的生物識別信息。除此之外，一個人可能會有幾種不同的步態，在行走時和奔跑時完全不一樣。

然而智慧型手機的普及讓這項技術重新煥發生機。安卓手機和iphone手機都有內置的加速度計，它能感知你走了多遠，行走有多快甚至行走時的力道大小。

卡內基梅隆大學的薩維迪斯教授表示：“藉助手機中的加速度計，我們可以捕捉一個人的行走模式。而這種行走模式數據被證明是非常好的身份識別特徵。由於這項技術並不需要用到任何特別的設備，因此我們甚至可以在他/她完全不知情的情況下對其完成身份識別。”

在一項小型的初步研究中，薩維迪斯和同事們發現這項技術可以達成99.4%的識別正確率，在61%的情況下甚至可以實現將一個人慢速和快速行進狀態下的步態進行正確的匹配。以後當你口袋裡裝著一個智慧型手機時，你就更加容易暴露身份了。

9 汗液

美軍正致力於尋求通過人體汗液來識別潛在威脅的技術。2010年，美國陸軍授予加州安全公司“Irvine Sensors”一份價值7萬美元的契約，用於開發一款軟體，其將可以識別“非正常出汗以及人體體溫的變化”。這項技術一旦成熟，將有望被用於邊境巡邏，審訊監視等軍事領域或是其它商業領域，包括商業監視等等。儘管目前這項技術仍然很大程度上處於研發階段，不過已經取得一些進展。在靈敏的感受器面前，提升的人體緊張情緒將會出賣嫌疑人，在他們的體溫數據中將會有所體現。

當綜合使用一些生物探測手段，如身體的移動，臉部表情，虹膜掃描等等，將這些手段聯合使用來綜合判斷一個人所處的狀態。美國陸軍希望能在150英尺(約合45.7米)開外便能實現這種對人狀態的判斷。2002年，一組科學家在明尼蘇達州成功地通過檢測人體眼周區域溫度的變化判斷出軍事徵兵站人員存在欺詐行為。

10 先進臉部識別系統

現有的大部分臉部識別系統都需要獲得光照良好的，清晰的面部圖像才可工作。不過現在研究人員正在嘗試研發能夠依據質量更差的圖像，並在更遠的距離上便能實現判別的臉部識別系統。

目前在美國就有一家國防承包商正在從事這方面的研究。這家公司名為“Progeny Systems”，其開發的這套系統名為“遠距離非合作生物特徵標籤追蹤和定位系統”。一旦在人群中鎖定一張感興趣的臉，系統會自動獲取其2D圖像並隨後轉為3D圖像並存儲到資料庫中。這樣一旦系統第二次捕捉到這張臉便能迅速予以識別。進行圖像轉換的原因是使用3D圖像可以減少用於分析圖像時所需的像素數量，從而加速處理速度，讓系統能在幾乎一瞬間完成識別動作。根據該公司宣稱，這套系統可以在超過750英尺(約合228.6米)處實現這種識別。

然而光這樣還不足以應付局面。很多因素都會干擾到識別結果，比如光照條件的變化，距離的變化等等都會影響到設備對影像的捕捉，尤其是當一個人處於運動之中，或是進出一棟建築物時就更是如此。而使用3D模型之後可以讓情況有所好轉，但是更好的狀況是該系統和其它指標綜合起來套用，比如配合目標人物的性別，身高，體重，膚色甚至紋身等方面的數據來進行綜合判斷。

11 快速DNA檢測

在過去，要做一次DNA測試，從獲取樣本到最終提出報告需要等上幾個月時間。而現在的新一代設備可以在不到90分鐘的時間內完成這項工作——對此，美國國防部很感興趣。

就在這個月，美國北德克薩斯大學開始為美國聯邦法務部，國防部和國土安全部測試一台價值超過25萬美元的設備。開發這台設備的目的是“能快速在現場判定遇難者和敵人遺體的身份”。不過根據去年10月份出版的《特種行動技術》雜誌披露，由軍火巨頭諾斯羅普-格魯曼參與開發的快速DNA檢測技術在去年8月份被提供給了“未具體指明的政府客戶”。據猜測其中一家客戶便是美國聯邦調查局。另外，加利福尼亞州的IntegenX公司同樣擁有快速DNA檢測技術設備，他們的設備可以快速對取自任何地方的分子遺留物開展分析，從衣服到菸頭，不一而足。所以警方對這項技術如此感興趣，原因也就不言而喻了。