生物测量学：从手到眼看看你

　　9·11事件后，随着国际恐怖活动的加剧，一种被称为生物测量学的学科正在悄然兴起。提起生物测量学，可能许多人会感到很陌生。但说到指纹鉴定，恐怕就没有什么人不知道了。其实，指纹鉴定只是生物测量技术的一种。生物测量学的主要任务，就是研究如何根据人的生物和行为特征（例如指纹、虹膜、视网膜、脸型、声音、签字等）利用计算机对每个人的真实身份进行自动识别。

　　身份识别与人们的生活密切相关。平时无论是坐飞机、住旅馆，还是领工资，无时无刻都离不开身份识别。通常，人们最为熟悉的身份识别方式是出示身份证件和签字等。因特网普及后，用户名加密码，又成了网络世界最通用的身份识别方式。上述方式虽然使用简便，但由于身份证和护照有可能丢失或被盗；网络密码对懂行的人来说，破译起来也并非难事。因此，它们的安全系数都不是很高。而生物识别则具有“人人不同，随身携带，相对稳定，检测迅速”的特点。在人们对安全和效率的要求越来越高的情况下，这项技术受到人们的青睐，也就不足为怪了。

　　指纹识别历史悠久

　　在几种生物识别技术中，指纹识别可算是历史最为悠久的一种。很久以前，我们的祖先就已经使用“签字画押”的方法确定身份。但真正科学意义上的指纹识别开始于19世纪。当时，科学家对指纹研究后获得了两项重要发现，一是没有任何两个手指的指纹形态是一致的，二是人的指纹特征终生不变。这一发现为指纹识别奠定了理论基础。于是，在此后的司法和商务活动中，指纹识别得到了广泛的应用。时至今日，指纹识别已经完全实现了计算机化。在检测时，只要将摄像头提取的指纹特征输入计算机，通过一系列复杂的指纹识别算法的计算，并与数据库中的数据相对照，很快就能完成身份识别过程。

　　虹膜识别便捷可靠

　　虹膜身份识别是一种可靠性更高的新型生物识别技术。眼虹膜是瞳孔周围有颜色的肌肉组织。研究表明，人的眼虹膜上有很多微小的凹凸起伏和条状组织，其表面特征几乎是惟一的，即使双胞胎也很少重复，而且很少随年龄的增长发生变化。早在20世纪30年代，人们就提出了利用眼虹膜进行身份识别的设想，但直到近两年英国剑桥大学科学家多各曼开发出一种新的编码方式，才使这项技术真正走向实用。虹膜识别的工作过程，与指纹识别有些类似。科学家先要将扫描的虹膜图像转换为2048位的数字代码，存储到计算机数据库中。当进行身份识别时，只需将扫描的待检测者的虹膜图像，与事先储存的数字代码相对照，即可判明身份。

　　视网膜识别尚待研究

　　视网膜也是一种十分可靠的生物识别特征。由于视网膜隐藏在眼球后面，平时看不见，摸不着，不易受到磨损、老化和疾病的影响，更无法伪造。因此有人认为，它是比虹膜更为可靠的生物识别依据。但利用视网膜进行身份识别，需要用激光照射眼球后面才能获得视网膜的特征图像，不仅设备复杂昂贵，对眼睛健康也会带来一定损害。因此，如何利用这一生物特征进行身份识别，尚有待进一步研究。

　　面部识别应用广泛

　　面部识别是根据人的面部特征来进行身份识别的技术，包括标准视频识别和热成像技术两种。标准视频识别是通过普通摄像头记录下被拍摄者眼睛、鼻子、嘴的形状及相对位置等面部特征，然后将其转换成数字信号，再利用计算机进行身份识别。视频面部识别是一种常见的身份识别方式，现已被广泛用于公共安全领域。热成像技术主要通过分析面部血液产生的热辐射来产生面部图像。与视频识别不同的是，热成像技术不需要良好的光源，即使在黑暗情况下也能正常使用。

　　声音和签字识别鉴别困难

　　声音和签字识别属于行为识别的范畴。声音识别主要是利用人的声音特点进行身份识别。声音识别的优点在于，它是一种非接触识别技术，容易为公众所接受。但声音会随音量、音速和音质的变化而变化。比如，一个人感冒时说话和平时说话就会有明显差异。再者，一个人也可有意识地对自己的声音进行伪装和控制，从而给鉴别带来一定困难。签字是一种传统身份认证手段。现代签字识别技术，主要是通过测量签字者的字形及不同笔划间的速度、顺序和压力特征，对签字者的身份进行鉴别。签字与声音识别一样，也是一种行为测定，因此，同样会受人为因素的影响。

　　生物测量学：静悄悄地喜欢你

　　生物测量技术与传统身份识别方式相比既然有如此多的优势，那么它们的用武之地又体现在何处呢？据国际生物测量工业联合会介绍，生物测量学的应用十分广泛，从进入敏感建筑物时的身份鉴定到全国性的身份证，都可以利用生物测量技术。据统计，2001年，全球生物测量学身份识别系统的销售额为1.7亿美元，比前一年增长了70％。预计到2004年，这一数字将增长到10亿美元。

　　司法系统主要战场

　　从英国的情况看，生物测量技术应用的首选是司法系统。目前，英国司法系统在全国范围采用的生物识别技术是指纹识别。根据英国1998年实施的《警察与犯罪证据法》，当一个人涉嫌犯罪时，警方有权在未经本人许可的情况下获取其指纹。2001年实施的《制裁犯罪与警察法》又进一步规定，警方有权保留获取的所有指纹，包括后来证明没有参与犯罪者的指纹。根据以上规定，2001年3月，英警方在英格兰和威尔士的42个指纹管理局，推出了全国指纹自动识别系统。这一投资9000万英镑、历时5年完成的指纹自动识别系统，共存储了460万个指纹数据，它可以用来储存已宣判罪犯的指纹记录，也可以对犯罪现场提取的指纹样品进行对照识别。该系统建成后，地方指纹管理局可随时对犯罪嫌疑人的指纹数据进行检索查询，在快速查找犯罪线索、确定罪犯身份方面发挥着重要作用。

　　震慑罪犯功不可没

　　面部识别是英国警方经常使用的另一项生物识别技术。近年来，随着街头犯罪的增多，安装闭路电视在英国似乎成了一种时尚。据称，现在分布在英国各地的监视用摄像头有100多万个。只要在英国的大街小巷走一圈就会发现，从政府部门、企业的重要建筑，到宾馆饭店和各类公共场所，各式各样的摄像头随处可见。面部识别虽不像指纹和虹膜识别那样精确，但在观察现场和震慑犯罪方面，却是有着不可替代的作用。据警方公布的资料，1998年10月，英国纽翰姆地方当局为减少街头抢劫，在12个城镇中心的摄像机中使用了一种新开发的面部识别软件。通过该软件，警方可以将拍摄的图像与数据库中存储的100个有前科的街头抢劫犯图像进行对比。2001年8月，警方从摄像机拍摄的52万张面部图像中，发现了90名与数据库图像相符的犯罪嫌疑人。由于该技术的使用，纽翰姆地区的街头抢劫减少了34％。这一结果公布后，这项当初颇受争议的技术最终获得了当地公众的支持。为了有效地发现破案线索，现在英国的一些警察局已陆续建立了自己的图像数据库。英国警方准备在此基础上，在全国范围内建立一个与指纹自动识别系统类似的全国性面部特征数据库，以进一步提高面部识别技术的水平。

　　入境管理不可或缺

　　生物测量技术在英国的另一个重要应用领域是移民管理。移民管理一直是令英国政府头疼的一大难题。9·11事件后，每年都有一些人持假护照、假证件进入英国，给英国的社会治安和安全带来诸多隐患。针对这种状况，2001年，英国移民当局在移民管理中使用了“移民与避难指纹系统”。该系统记录了所有移民和避难申请者的指纹记录，目的在于发现多次申请者和伪造的福利申请。该系统投入运行后，初步的评估显示，其准确率可达98％。2002年，英国移民当局又实行了智能卡制度，所有到英国的避难申请者，都会收到一个含有其身份信息的智能卡。移民官员也配备了可通过移动电话传输数据的便携式扫描装置，需要时可随时利用该装置检查每个移民申请者的真实身份。此外，英政府还计划在护照和签证上也使用生物信息技术，作为减少护照伪造、改善安全状况和了解某人海外行踪的一种方式。

　　除防止伪造身份外，生物识别在提高工作效率方面也有着良好的应用前景。据称，美国移民当局在国内的8个机场安装了一种“旅客快速服务系统”。该系统存有经过批准的经常进出美国和加拿大乘客的生物识别信息。当这些乘客到达美国机场后，只要将携带其生物特征信息的智能卡插入该系统，30秒种就能完成身份鉴别。如卡上信息与数据库中的信息相符时，旅客可直接通过边检。如果不符，将移交移民官员审核。现持有该服务系统智能卡的旅客有4.5万人，平均每月进行自动移民检查2万人次。

　　安全检查大显身手

　　机场安全检查也是生物测量技术大显身手的一个重要方面。检查的内容包括：确认登机旅客身份、发现已知恐怖分子和罪犯行踪、掌握有关人员旅行规律和提高机场安检效率等。去年，英国在希斯罗机场首次对新开发的眼虹膜身份识别系统进行了测试。机场工作人员在计算机中存储了800名经常进出英国的旅客身份信息。当这些旅客入境时，只要到机场的一个专用房间让相机检查一下他们的虹膜特征，再与计算机存储的数据对照无误后，即可顺利入境。该系统识别一个人的身份只要12秒钟，大大提高了安检效率。此次试验成功后，英政府现已决定在国内10个机场内安装这一身份识别系统，以提高机场的安全防范能力。

　　除以上几个方面外，生物测量技术在日常生活领域也有广泛的用途。比如，现在一些公司推出的指纹考勤卡、安全门禁和指纹鼠标等，都是利用生物测量技术开发的。

　　生物测量学：想说爱你不容易

　　生物测量技术在身份鉴别方面展现了广阔的发展前景。但由于这项技术涉及法律、安全和个人隐私等问题，因此在实施过程中也面临许多困难。其中比较突出的有以下几个：

　　准确性尚待提高

　　衡量生物测量技术成功与否的关键在于识别系统本身的准确性。因为任何一家银行都不愿真正的顾客被拒之门外，任何一个机场也不希望恐怖分子混上飞机。但任何系统都不是完美无缺的。有些生物测量技术在实验室条件下，可以获得很高的准确率，但在实际运用中，一些外部因素如手指上的油垢和昏暗光线下获得的模糊面部影像等，都会对识别效果产生很大影响。所以，如何根据不同需要，确定身份识别的准确率是至关重要的。英国机场安全部门曾做过一个估算，现在每年进出英国希斯罗机场的旅客为6300多万，如果指纹扫描的准确率达到98％，每年将至少有100万个错误；如果准确率达到99.9％，每年也会有6.3万个错误，相当于每周至少有1000个错误。对于这种结果，警察和旅客都会失去信心，自然也不会配合它的推行。所以，只有根据不同需要，将出错率控制在可以接受的水平，才能赢得公众的支持，这一点在数据库的建设上也是同样。

　　防伪防盗面临挑战

　　生物识别的安全性比传统的证件识别提高了一大步，但也并非无漏洞可钻。研究显示，用明胶制成的假手指就可以轻而易举地骗过指纹识别系统。在隐形眼镜上蚀刻出的虚假眼虹膜特征，也可以让虹膜识别系统真假难辨。有些黑客还可以利用设计上存在的漏洞，闯入身份识别系统数据库窃取他人虹膜或指纹数字膜板，借此进入安全网络。此外，从生物识别的性质看，禁止复制生物识别特征也要比保护密码更加困难。因为生物识别特征毕竟是公开的，人们在抓取东西的过程中，会把指纹留在各个地方，只要有心，要找到它们实在不是什么难事。另据英国的一项调查显示，现在有70％的生物识别数据偷窃案，都是由内部雇员干的。这些都向生物识别的安全性提出了新的挑战。

　　个人隐私公众担忧

　　根据英国1998年实施的《数据保护法》，个人信息包括生物信息都受到法律的保护，任何组织和个人储存、使用个人信息，都必须经责任部门批准和本人同意。目前，英国的生物测量技术主要用于安全和司法方面，在收集和储存过程中，也向公众讲明了它们的用途和管理方式。尽管如此，仍有一些人担心，原本为一个目的采集的生物特征信息，却可能在提供者本人失去控制的情况下，被广泛地用于多种目的。比如，按理为验证旅客身份收集的生物识别信息，在证实旅客已安全登机后，就不应继续保留，更不应使这些数据与其他人发生联系，进行对比。而实际情况则是，这些数据很可能被当局在未经本人同意的情况下，储存到数据库中，以便为以后寻找感兴趣人员的行踪提供帮助。还有人对个人生物特征信息在未经本人同意的情况下被用于其他目的表示担忧。比如，视网膜扫描可以揭示某人是否有患中风的危险，这种信息本人肯定不希望让雇主或保险公司知道。另外，随着技术的进步，今后人的DNA特征也可以自动探测出来，掌握这些信息，对一个人的就业、保险都会产生直接影响。所以，如何制定清晰的法律和标准、对信息采集的对象、目的、保存时间和使用范围等作出规范，将是生物测量学发展中需要解决的新课题。