為促進(jìn)全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改善各國(guó)金融業(yè)之間的互通，Europay、萬事達(dá)(MCI)和Visa三大國(guó)際組織制定了使用IC(智能/芯片)卡進(jìn)行金融支付的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)(簡(jiǎn)稱EMV規(guī)范)。EMV已成為一種國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，并作為全球智能卡標(biāo)準(zhǔn)被接受。目前，我國(guó)金融業(yè)為適應(yīng)這一趨勢(shì)，將在最近幾年內(nèi)進(jìn)行大面積的智能IC卡的EMV標(biāo)準(zhǔn)遷移?，F(xiàn)在，我國(guó)IC卡的使用量已經(jīng)超過6億，而其中信用卡就有300萬張。由于傳統(tǒng)識(shí)別方式的缺陷，全球每年的詐騙案常以億記，而美國(guó)一年就有上億元福利款被假冒領(lǐng)取^[1]。如何使人與機(jī)器之間交易時(shí)更為安全，將是非常重要的一點(diǎn)。目前最可靠的身份識(shí)別是生物識(shí)別，將生物特征引入到智能IC卡上并進(jìn)行識(shí)別，即可達(dá)到身份的驗(yàn)證。生物識(shí)別技術(shù)主要用于門禁系統(tǒng)、考勤管理系統(tǒng)、政府、軍隊(duì)、公安和機(jī)場(chǎng)等安全性很高的場(chǎng)合，據(jù)FROST&SULLIVAN’S全球生物識(shí)別市場(chǎng)2004年度報(bào)告，目前生物特征識(shí)別技術(shù)主要應(yīng)用在電子門禁系統(tǒng)和考勤管理系統(tǒng)兩大領(lǐng)域，占市場(chǎng)份額的50％，遠(yuǎn)高于在其他領(lǐng)域的應(yīng)用。隨著我國(guó)金融產(chǎn)業(yè)的EMV標(biāo)準(zhǔn)大遷移，生物特征識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用定會(huì)有一個(gè)發(fā)展的高潮。
1 生物特征識(shí)別技術(shù)分類^[2][3]
1.1 指紋識(shí)別技術(shù)
　　指紋是指人的手掌及手指、腳掌及腳趾內(nèi)側(cè)表面皮膚的凹凸不平紋路而形成的圖案。由于指紋具有唯一性，人們可以把一個(gè)人同他的指紋對(duì)應(yīng)起來，通過對(duì)他的指紋和指紋庫(kù)里的指紋進(jìn)行比對(duì)，就可以驗(yàn)證他的真實(shí)身份。這種利用人體特有的指紋進(jìn)行身份辨別的技術(shù)就是指紋識(shí)別技術(shù)。
　　指紋識(shí)別系統(tǒng)通過特殊的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，對(duì)人體指紋進(jìn)行采集、分析和對(duì)比，可以迅速、準(zhǔn)確地鑒別出個(gè)人身份。系統(tǒng)工作包括對(duì)指紋圖像采集、指紋圖像處理、特征提取、特征值的比對(duì)與匹配等過程。目前攝取指紋的設(shè)備主要有光學(xué)傳感器和晶體傳感器兩大類。
　　指紋識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)常見有兩種，即嵌入式系統(tǒng)和連接PC機(jī)的桌面應(yīng)用系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的完整系統(tǒng)，它不需要連接其他設(shè)備或計(jì)算機(jī)就可以獨(dú)立完成所設(shè)計(jì)的功能。其功能較為單一，只用于完成特定功能。而連接PC機(jī)的桌面應(yīng)用系統(tǒng)具有靈活的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并且可以多個(gè)系統(tǒng)共享指紋識(shí)別設(shè)備，可以用于建立大型的數(shù)據(jù)庫(kù)。
1.2 面孔識(shí)別技術(shù)
　　面部識(shí)別技術(shù)被認(rèn)為是最有潛力的生物識(shí)別技術(shù)，它通常是隱藏起來的，與其他生物識(shí)別技術(shù)的不同之處在于它能“被動(dòng)地”進(jìn)行操作，即人們不會(huì)意識(shí)到他們的身份正在被某項(xiàng)技術(shù)掃描確認(rèn)。
　　面部識(shí)別的技術(shù)原理是通過分析人的面部圖像，確認(rèn)人的面部特征來識(shí)別其身份的。即對(duì)人的面部不易產(chǎn)生變化的部分進(jìn)行計(jì)算機(jī)圖像處理，將圖像中所有無關(guān)緊要的成分去掉，創(chuàng)建一個(gè)圖像模板，也就是由眼眶輪廓、顴骨的周圍區(qū)域以及嘴的邊緣區(qū)等部位組成的標(biāo)準(zhǔn)幾何圖像。隨后，對(duì)這個(gè)模板的兩維圖像進(jìn)行分析，從中提取每一個(gè)人的特征：面部的整體表面、形狀、鼻子、眼睛和嘴的大小以及它們之間的距離。這些特征不會(huì)因人面部表情的變化而發(fā)生位置變化。為防止系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)覺，科學(xué)家們又運(yùn)用另外兩項(xiàng)技術(shù)：一是三維技術(shù)，即通過分析人面部的三維圖像獲取特征，此項(xiàng)技術(shù)目前尚處于實(shí)驗(yàn)階段；二是熱量繪圖技術(shù)，這種技術(shù)除了能分析人面部的幾何特征外，還可以對(duì)人皮下血管的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析。
1.3 虹膜識(shí)別技術(shù)^[4]
　　虹膜是位于眼睛黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環(huán)狀部分，總體上呈現(xiàn)一種由內(nèi)到外的放射狀環(huán)形組織。該組織包括水晶體、細(xì)小的絲狀分布、斑點(diǎn)、凹狀小點(diǎn)、放射狀線條、皺紋或細(xì)紋等，虹膜發(fā)育成型一般在2歲左右，以后永不變化，是終身不變的個(gè)體信息。
　　基于虹膜的身份鑒定系統(tǒng)主要由虹膜獲取、圖像預(yù)處理、匹配和識(shí)別幾部分組成。整個(gè)虹膜識(shí)別過程需要軟硬件的結(jié)合，既要有虹膜的圖像提取裝置，又要對(duì)攝取數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過核心算法進(jìn)行身份鑒定。我國(guó)對(duì)虹膜識(shí)別技術(shù)的研究是從2000年8月由中科院自動(dòng)化研究所所長(zhǎng)譚鐵牛倡導(dǎo)開始的。虹膜特征具有唯一性、穩(wěn)定性、可采集性、非侵犯性(或非接觸性)等優(yōu)點(diǎn)，而非侵犯性的生物特征識(shí)別是身份鑒定研究和應(yīng)用發(fā)展的必然趨勢(shì)，與其他的非侵犯性生物特征識(shí)別(如臉形，聲音等)相比，具有更高的準(zhǔn)確性，目前其誤識(shí)別率已達(dá)到1/120萬，是目前生物特征識(shí)別中誤識(shí)別率最低的一種。
　　除上面介紹的三種生物特征識(shí)別技術(shù)外，還有掌形識(shí)別、筆跡識(shí)別和視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)。每種生物特征識(shí)別技術(shù)均有它獨(dú)特的特點(diǎn)，不可能任何一種生物特征識(shí)別技術(shù)都能適用于所有的應(yīng)用領(lǐng)域。因此，要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的特點(diǎn)采用相應(yīng)的生物特征識(shí)別技術(shù)。
2 生物特征識(shí)別系統(tǒng)
　　生物特征識(shí)別系統(tǒng)目前主要有兩種：一種是基于PC機(jī)系統(tǒng)，另一種是基于嵌入式系統(tǒng)。在我國(guó)，前一種主要用于公安部門進(jìn)行刑事偵破(如清華大學(xué)電子系人臉識(shí)別課題組攻關(guān)的“十五”國(guó)家項(xiàng)目《人臉識(shí)別系統(tǒng)》)，而后一種主要用于考勤系統(tǒng)(如市場(chǎng)上出售的考勤儀，掌形儀等)。這兩種系統(tǒng)的工作機(jī)理非常相似。主要利用生物特征攝取設(shè)備獲取生物的圖像信息(指紋、手掌、臉形和虹膜等)，然后進(jìn)行特征提取，再與特征庫(kù)進(jìn)行對(duì)比，找出與特征庫(kù)相匹配的生物信息，即驗(yàn)證和辨識(shí)過程。該過程比較復(fù)雜，主要涉及到比對(duì)算法，虹膜識(shí)別的比對(duì)算法可參見參考文獻(xiàn)^[5]。生物特征識(shí)別系統(tǒng)的整個(gè)識(shí)別流程如圖1所示。

　　從圖1可以得到，生物特征識(shí)別系統(tǒng)的正常工作，需要生物信息的現(xiàn)場(chǎng)采集和已擁有的本地或遠(yuǎn)程的生物特征庫(kù)。不同的生物特征識(shí)別系統(tǒng)有不同的生物信息采集設(shè)備，而生物特征庫(kù)在我國(guó)還比較少，如前所述的《人臉識(shí)別系統(tǒng)》目前也只有300萬張人臉識(shí)別數(shù)據(jù)庫(kù)。生物特征數(shù)據(jù)庫(kù)的建立是一個(gè)學(xué)習(xí)或訓(xùn)練過程，其過程如圖2所示，生物特征提取之后，可以通過網(wǎng)絡(luò)或總線保存到特征數(shù)據(jù)庫(kù)中。

3 金融卡的生物特征加密
　　如前所述，我國(guó)目前使用的基本上是智能IC卡，這類卡在使用時(shí)是通過“用戶ID＋用戶密碼”來進(jìn)行身份識(shí)別和數(shù)據(jù)的訪問，基于該方式加密的金融卡有兩大隱患，一是微機(jī)只認(rèn)密碼不認(rèn)人；二是密碼位數(shù)短，容易破解，若位數(shù)長(zhǎng)，用戶很難記，常遺忘密碼，對(duì)用戶造成使用時(shí)不便。全球的金融IC卡使用區(qū)域是受限制的，這主要是因?yàn)楦鲊?guó)的IC卡標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，我國(guó)目前所進(jìn)行的EMV大遷移主要是解決這一問題。在EMV大遷移的過程中，符合EMV國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的IC卡加密就顯得尤為重要。基于生物特征進(jìn)行身份識(shí)別，其可靠性和安全性是非常高的。
　　如果金融卡的使用過程像其他生物特征識(shí)別系統(tǒng)一樣，需要建立一個(gè)生物特征數(shù)據(jù)庫(kù)，那么將全球擁有IC卡的用戶特征學(xué)習(xí)到生物特征數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)將是非常龐大的，這將影響到識(shí)別過程的快速性。因此，該方法是不可行的。為此，我們提出將擁有IC卡的用戶的生物特征信息集成到IC卡上，用戶在使用IC卡進(jìn)行金融交易時(shí)，只需與卡上的特征進(jìn)行比對(duì)，就可達(dá)到辨識(shí)的過程，而無需在金融網(wǎng)絡(luò)中建立龐大的特征數(shù)據(jù)庫(kù)。這樣，用戶不需要任何密碼，更不會(huì)擔(dān)心丟失或遺忘。
　　將指紋識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于金融卡^[6]，也是一種加密上的改進(jìn)，但比起虹膜識(shí)別技術(shù)的誤辨識(shí)率要高，拒真率也高，因此，我們建議采用虹膜技術(shù)實(shí)現(xiàn)金融卡身份識(shí)別。金融中心需要有虹膜學(xué)習(xí)終端，金融交易機(jī)器(自動(dòng)取款機(jī)，ATM)需要安裝虹膜識(shí)別鏡和虹膜辨識(shí)系統(tǒng)。虹膜學(xué)習(xí)終端是用戶在辦理IC卡時(shí)，將用戶的虹膜特征信息寫到IC卡上，而ATM上的虹膜辨識(shí)系統(tǒng)則在用戶進(jìn)行金融交易時(shí)攝取用戶虹膜信息，提取用戶虹膜特征，并與IC卡上的虹膜特征進(jìn)行比對(duì)，達(dá)到辨識(shí)或驗(yàn)證。這兩個(gè)過程如圖3和圖4所示。

　　本文建議的采用虹膜技術(shù)進(jìn)行銀行IC卡的身份識(shí)別，不需要建立龐大的虹膜特征數(shù)據(jù)庫(kù)，就可以讓符合EMV國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)的智能IC卡在全球任何地方通過ATM機(jī)進(jìn)行金融交易，使用簡(jiǎn)單、操作方便、簡(jiǎn)潔快速。
參考文獻(xiàn)
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