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指纹验证技术的两种方法,以及区别介绍

2018年06月23日 10:30 次阅读

近来,在生物识别领域,采用指纹认证作为访问和保护数据的简单却安全的方法出现了激增。这个方法也正在安全电子和移动交易方面发挥着越来越大的作用。

与要求用户创建、记住和保护密码相比,采用指纹来做用户验证要安全得多,也简便得多,因此指纹验证成为了商家、银行、用户和第三方结算机构的首选方法。业界领先公司在指纹识别领域取得的一些技术进步和积极创新,产生了若干不同形式的指纹识别方法,不过这些方法从本质上说是完全不同的。

并非所有指纹认证技术“生而平等”

“人人生而平等”这句话,因美国第三任总统托马斯·杰斐逊在《独立宣言》中的声言而备受赞许。这一有关平等的观念尽管历史悠久,却未必适用于生物识别安全技术,因为并非所有指纹认证技术都“生而平等”。

在生物识别领域,指纹认证技术被用来保护设备及设备所访问的数据的安全,并确保交易的安全性。尽管指纹识别技术在上述领域已经广泛运用,但其相似性仅限于此。指纹认证背后的技术不尽相同,其所能提供的安全级别也是如此。

一种常见的指纹验证技术是主芯片上匹配(Match-on-Host)技术;采用这种技术后,指纹传感器读取指纹数据,并将其发送给主处理器或其他外部处理器进行处理。尽管指纹数据是由指纹传感器获取的,但是所有的处理和匹配工作都在主控平台上完成。还有一种指纹验证技术是传感器内匹配(Match-in-Sensor)技术,这种技术采用定制的、完整封装的单芯片系统(SoC)架构,在实际的指纹传感器模块内部,将指纹注册、图案存储和生物识别匹配隔离开来。

下面我们来看一下这两种截然不同的指纹验证方法到底有何本质区别。

主芯片上匹配:目前的标准

指纹传感的基本要求是,通过与一个已知和安全的“模板”或用户指纹的记录进行匹配,来明确识别用户身份(图1)。传感器最初用来捕获数据在“注册”过程中创建用户记录,之后每次用户试图访问设备时,传感器都会获取指纹数据和已存储的模板进行比较。

指纹验证技术的两种方法,以及区别介绍

目前,几乎每一种指纹传感解决方案都是直接在主系统上执行匹配操作,无论是智能手机、平板电脑、PC,还是为实现安全性而定制的专用设备。因此,主芯片上匹配架构是分别用两个IC——一个是用来获取数据的传感器IC,另一个是用来运行实际匹配操作的软件的独立控制器IC(通常是移动设备上的应用处理器)——来满足功能要求的。

任何新技术都会自然而然地以使用主芯片资源作为起点。因此,第一代指纹传感器是很简单的器件,仅限于完成单一任务,即收集指纹数据,然后主芯片中运行的软件利用这些指纹数据验证用户身份。

软件执行的功能包括:识别指纹特征、建立安全的生物识别资源(指纹模板)、存储指纹模板,以及对最新建立的指纹模板和设备上已存储的指纹模板进行匹配。主系统还提供保护指纹数据完整性和隐私性所需的安全性。此外,主系统还负责检测伪造的生物识别数据——这些所谓的防欺骗技术是遏制表达攻击(presentaTIon attack)所必需的。

主芯片上匹配架构的两个主要卖点是成本低和设计导入(design-in)时间短,这使指纹传感能够较快速、合算地添加到设备上。这个势头又反过来促进了相关方面的进步,例如FIDO(快速在线认证)联盟建立的通用验证框架(UAF)。然而,尽管它有很多优势,可是在谈到提供真正的安全性时,主芯片上匹配的方法相比传感器内匹配架构却相形见绌。

传感器内匹配架构:下一代标准

正如其名字所暗示的那样,传感器内匹配架构将匹配及其他生物识别管理功能直接集成到了传感器IC中。该IC含有高速微处理器、指令和数据存储器,安全通信和高性能加密功能。为了实现这种程度的集成,同时在传感器IC内建立安全的执行环境,传感器内匹配技术采用了SoC架构(图2)。

指纹验证技术的两种方法,以及区别介绍

因为集成多种功能是集成电路存在的理由,所以这一进步似乎称不上“下一代”进步。不过,全面集成传感和匹配功能可以显著增强安全性,仅凭这一点就足以断定,其预期的行业影响力不可低估。

传感器内匹配架构的先进安全性既可以应用到系统上,又可以应用到用户独有的生物识别信息的保护上。以下各项进步增强了系统级安全:

·指纹数据和指纹匹配器的执行环境是与主芯片操作系统物理隔离的,因此可以抵抗主芯片上的黑客或恶意软件攻击。

·传感器自主执行生物识别功能,而无需依靠主芯片的输入,因此避免了一旦主芯片处于危险之中可能带来的损害。

·匹配器的输入参数是活体指纹信息——传感器芯片及其注册模板获取这些信息,并对其进行加密和处理。

·能够准确验证真伪,因为识别结果是由来自硬件的传感器专用私钥签署的。

·代表身份凭证的密钥的建立、存储和管理是共享的——这些密钥还用来签署证书,以防受到附有虚假信息的恶意软件的损害。

即使主芯片被任何类型或来源的攻击成功击破,也极其难以强制匹配器产生虚假的积极结果、重新提供以前的结果或以其他任何方式改变或操控匹配结果。这就确保了即使在最坏情况下,身份验证子系统也仍然是安全的。

至于用户的生物识别信息,保护是通过以下几种特性增强的。首先,指纹数据,包括从中提取的所有特性/特征和所有已建立的模板,都只在传感器的片上CPU及存储器中处理。这种信息绝对不会与主器件分享或暴露给主器件。此外,注册数据库位于独立闪存之中,与其他部分是隔离的,而且仅传感器可以进行物理访问。另外,注册模板在存储到独立闪存之前,会由传感器使用专有算法和强大的密钥进行加密和签署。

与之前谈论的系统级安全一样,即使主芯片被某种成功攻击完全击破,攻击者也无法提取用户的任何生物识别信息,而生物识别信息失窃无疑是所能想象到的、最具破坏性的身份信息失窃形式之一。

SynapTIcs公司提供了业内第一款完全封装在硬件内的指纹传感器,该传感器使客户能够在其产品中提供极强保护。同时,SynapTIcs也是业界唯一一家提供该解决方案的公司。传感器内匹配解决方案将收集和管理的数据存储在传感器本身——与主系统是完全隔离的,因此避开了主系统易受黑客攻击的问题。传感器也不存储真正的指纹图像,而是建立一个采用256位高级加密标准(AES)技术加密的、无法被重构的模板。即使主系统遭遇安全威胁,生物识别数据依然是安全的,因为其始终位于指纹传感器模块内。

传感器内匹配技术可以为很多应用提供强大的、安全性高于主芯片的保护,例如智能手机、平板电脑、个人电脑、电脑鼠标和键盘、扩展坞和汽车等。目前,为保护电子商务、金融交易和医疗保健记录的安全,有关立法工作正在进行,因此企业亟需用传感器内匹配技术来满足严格的法律法规要求。

SynapTIcs提供采用这种新型传感器内匹配技术的传感器,使Synaptics在生物识别数据安全领域赢得了显著领先的地位。随着新的传感器内匹配解决方案得到越来越多的采用,人们也会越来越清楚地看到,尽管不同的生物识别匹配技术看似相似,但并不是所有指纹认证技术都“生而平等”。

结论

包括指纹认证技术在内的生态系统的支持正在稳步增强,同时,Synaptics公司开发了先进的传感器内匹配解决方案。这些解决方案通过了FIDO认证,能够以各种不同的角度读取指纹信息,选择是提供视觉还是触觉反馈信息,并且针对器件或应用进行了优化。此外,传感器内匹配不需要在指纹模块和主器件之间传送或共享生物识别信息,因此即使系统受到危害,生物识别数据也没有失窃风险。

因此,如果你认为所有指纹认证技术都是相同的,那么你也许需要好好花一番时间,了解一下传感器内匹配架构及其功能了。

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2018年3月27日晚,华为在法国巴黎举行P20系列发布会,期间有一款Mate RS出现,新浪手机已...

发表于 2018-04-07 14:58 7447次阅读
外媒评价Mate RS保时捷版:华为进军奢侈品手...

魅族推出全屏幕指纹解锁手机_又一国家级知识产权平...

2017年,深圳有效发明专利近10.7万件,万人发明专利拥有量、有效发明专利五年以上维持率均居全国大...

发表于 2018-04-07 14:27 1221次阅读
魅族推出全屏幕指纹解锁手机_又一国家级知识产权平...

两大陆公司位居台股IC设计EPS排名前三

台湾股市IC设计厂去年每股获利(EPS)排名洗牌,联发科退居第5位,较前年后退一名;神盾则首度跻身前...

发表于 2018-04-03 13:14 271次阅读
两大陆公司位居台股IC设计EPS排名前三

屏下指纹识别技术_小米的犹豫与魅族的创新

早前根据业内人士摩卡RQ的微博消息显示,官方正在为小米7的屏下指纹努力中,因此推迟了发布时间,预计在...

发表于 2018-03-31 08:25 2078次阅读
屏下指纹识别技术_小米的犹豫与魅族的创新

vivo今天正式发布X21:屏下指纹+新全面屏

对于X21这款手机,vivo官方之前已经公布来不少细节,比如会采用新的全面屏设计,简单来说就是异形刘...

发表于 2018-03-30 09:10 263次阅读
vivo今天正式发布X21:屏下指纹+新全面屏

屏下指纹识别技术方案及屏下指纹识别技术相关厂商汇...

在光学屏下指纹识别方面,很多公司已经开始做出了尝试,并有了初步结果。汇顶科技就展示过利用AMOLED...

发表于 2018-03-29 16:20 1765次阅读
屏下指纹识别技术方案及屏下指纹识别技术相关厂商汇...

智能SoC芯片领军企业思立微电子科技怎么样_创始...

上海思立微电子科技有限公司于2011 年1 月创立,主要从事新一代智能移动终端传感器SoC芯片和解决...

发表于 2018-03-27 16:10 1777次阅读
智能SoC芯片领军企业思立微电子科技怎么样_创始...

酷比魔方Freer X9平板评测 炫彩机身 美观...

平板电脑作为介于笔记本和手机之间的数码产品,它的存在是科技发展到一定阶段的必然产物。由于笔记本尺寸过...

发表于 2018-03-27 09:16 459次阅读
酷比魔方Freer X9平板评测 炫彩机身 美观...

干货:选智能锁要理性 英迪隆智能锁体验评测

前话:终结钥匙烦恼 这两年似乎是家用智能锁快速发展的春天,住的小区及附近小区都能时不时看到智能锁推广...

发表于 2018-03-27 08:54 763次阅读
干货:选智能锁要理性 英迪隆智能锁体验评测

索尼Xperia XZ2/XZ2 Compact...

在去年的 IFA 上索尼带来了全球首批预搭载 Android O 的 Xperia XZ1/XZ1 ...

发表于 2018-03-26 14:48 2017次阅读
索尼Xperia XZ2/XZ2 Compact...

谷歌Nexus5X拆解:搭载高通骁龙808和指纹...

一直被誉为亲儿子的谷歌Nexus系列到已经是第七代了,分别由LG和华为代工的新一代两款手机:Nexu...

发表于 2018-03-21 08:50 4250次阅读
谷歌Nexus5X拆解:搭载高通骁龙808和指纹...

魅族屏下指纹专利现身,小圆圈秒变指纹识别

网上曝光了 魅族 的“全面屏+屏幕指纹专利”,通过该专利文件描述,在使用 屏下指纹 时,魅族的sup...

发表于 2018-03-17 11:08 4427次阅读
魅族屏下指纹专利现身,小圆圈秒变指纹识别

屏幕指纹以及人脸指纹必将会取代实体指纹成为新的生...

现在,已经有不少设备在具备人脸识别功能的同时也会保留实体指纹识别,虽然“情怀”味儿十足,但实际却是为...

发表于 2018-03-15 10:45 940次阅读
屏幕指纹以及人脸指纹必将会取代实体指纹成为新的生...

智能锁指纹头放置位置的类型,以及各自的优缺点

这种智能锁是以前比较普遍,但是现在相对来说比较少见的一种。以前比较常见的原因是因为那个时候指纹识别还...

发表于 2018-03-14 17:56 1412次阅读
智能锁指纹头放置位置的类型,以及各自的优缺点

三星Note 9将放弃屏下指纹识别功能

北京时间3月9日午间消息,KGI著名分析师郭明錤推测,三星将会在Note 9设备上放弃使用备受期待的...

发表于 2018-03-12 11:36 126次阅读
三星Note 9将放弃屏下指纹识别功能

指纹识别在嵌入式IoT系统中的实现和设计要点

作者:上海润欣科技股份有限公司创研社 前言 随着指纹识别在智能手机上面的普及,指纹识别技术在越来越多...

发表于 2018-03-09 10:08 1372次阅读
指纹识别在嵌入式IoT系统中的实现和设计要点

人脸识别和指纹识别谁的安全性更高

智能手机的更新换代使得指纹识别的 普及率相对最高, 人脸识别大家更常见的可能是在考勤打卡, 人脸识别...

发表于 2018-03-08 17:25 1382次阅读
人脸识别和指纹识别谁的安全性更高

魅蓝E3信息曝光 毫无秘密可言

在微信朋友圈公布了魅蓝E3的售价与外观,据悉魅蓝E3将有蓝、黑、金三种配色,2299元起接受独家预订...

发表于 2018-03-07 11:00 570次阅读
魅蓝E3信息曝光 毫无秘密可言

这家公司也开发出了屏下指纹识别技术

Japan Display公司已经宣布,自己开发出了一款可以嵌入到玻璃种的指纹识别传感器,外界认为这...

发表于 2018-03-05 18:40 1425次阅读
这家公司也开发出了屏下指纹识别技术

全面屏时代 面容识别和屏下指纹识别到底谁将主宰市...

进入全面屏时代的苹果 iPhone 已经放弃了指纹识别,转向面容识别的怀抱。而安卓阵营这边,屏下光学...

发表于 2018-03-05 16:39 870次阅读
全面屏时代 面容识别和屏下指纹识别到底谁将主宰市...

opopr13什么时候上市?后置指纹+骁龙670

网上关于OPPO R13的消息已经接踵而来,据悉这款手机将会配置和去年iPhone X类似的刘海式全...

发表于 2018-02-28 17:09 2429次阅读
opopr13什么时候上市?后置指纹+骁龙670

指纹识别市场被看淡 2019年渗透率仅63%

随着人脸识别的新起,以往的传统的指纹识别市场已经被外资看淡。更具有关数据分析,2019年指纹识别市场...

发表于 2018-02-24 10:03 964次阅读
指纹识别市场被看淡 2019年渗透率仅63%

指纹识别传感器的分类和实现解析

我们了解过了指纹识别的大致流程后,这篇文章用来介绍指纹识别硬件中最重要的部分,传感器。其实传感器、芯...

发表于 2018-02-23 07:58 1178次阅读
指纹识别传感器的分类和实现解析

用于门禁的光学指纹传感器厂家,国内顶尖的有哪些?

发表于 2018-02-21 00:05 1086次阅读
用于门禁的光学指纹传感器厂家,国内顶尖的有哪些?

小米MIX 2S大曝光:屏占比超95% 隐形指纹...

首先外观方面,小米MIX 2S采用了非常独特的右上角前置摄像头的做法,使得正面的屏占比显著提升,看起...

发表于 2018-02-19 05:56 1389次阅读
小米MIX 2S大曝光:屏占比超95% 隐形指纹...

一加6最新消息:骁龙845+后置指纹+面部识别

近有关一加6的外观概念在网上曝光,按照刘作虎的说法,在处理器方面一定会使用上骁龙845处理器,同时上...

发表于 2018-02-09 09:09 5835次阅读
一加6最新消息:骁龙845+后置指纹+面部识别

求助,关于指纹识别

发表于 2018-02-09 00:50 538次阅读
求助,关于指纹识别

显示屏指纹识别技术难度相当大

发表于 2017-08-04 11:44 464次阅读
显示屏指纹识别技术难度相当大

ZFM-206

发表于 2017-08-01 17:47 510次阅读
ZFM-206

安卓手机屏幕下指纹识别 上市可能还要等到明年夏天

发表于 2017-07-03 11:42 662次阅读
安卓手机屏幕下指纹识别 上市可能还要等到明年夏天

小白跪求目前国内最薄的指纹识别仪规格

发表于 2017-05-20 23:17 740次阅读
小白跪求目前国内最薄的指纹识别仪规格

身份证为什么要录入指纹?

发表于 2017-05-19 10:52 817次阅读
身份证为什么要录入指纹?

基于LabVIEW的指纹识别

发表于 2017-04-19 20:47 954次阅读
基于LabVIEW的指纹识别

指纹识别模块

发表于 2017-02-07 15:22 711次阅读
指纹识别模块

基于FPGA的MBF200指纹传感器电路解析

发表于 2016-12-23 16:45 865次阅读
基于FPGA的MBF200指纹传感器电路解析