付款还在扫码？一文看懂当下五大生物识别技术

从《勇闯夺命岛》中展示炫酷指纹识别到如今指纹识别成为支付领域的成熟科技；从《寻梦环游记》中亡灵识别系统到iphoneX搭载的面部识别系统；从《碟中谍》中阿汤哥的虹膜解锁到现在各大机场配置的虹膜识别仪……各种生物识别技术纷纷从科幻片中走进现实。

五花八门的生物识别技术

所谓生物识别技术是指，通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性，（如指纹、指静脉、人脸、虹膜等）和行为特征（如笔迹、声音、步态等）来进行个人身份的鉴定。

在这些各具特色的生物识别技术中，指纹识别技术发展最早、应用最为广泛，早早占领了绝大多数市场份额。但随着其他更加优质便捷的技术的快速发展，指纹识别的市场占有率整体呈下滑趋势。自2015 年到2020 年，各细分行业市场规模预计增幅分别为：指纹（73.3%）、语音（100%）、人脸（166.6%）、虹膜（100%）、其他（140%）。

一、指纹识别——广泛普及的成熟技术

每个指纹都有几个独一无二可测量的特征点，每个特征点都有大约七个特征，人们的十个手指产生最少4900个独立可测量的特征。指纹识别技术通过分析指纹可测量的特征点，从中抽取特征值，然后进行认证。

我国的第二代身份证已普遍实现了指纹采集，且各大智能手机都纷纷搭载指纹解锁功能。与其他生物识别技术相比，指纹识别早已经在消费电子、安防等产业中广泛应用，通过时间和实践的检验，技术方面也在不断的革新。目前国内早已形成了完整的指纹识别产业链，并未涌现出了多家业界领先的领军企业。比如，从事指纹芯片设计的上市企业汇顶科技。此外还有思立微、费恩格尔、迈瑞微等一众国产指纹识别芯片厂商。

虽然每个人的指纹识别都独一无二，但并不代表它不可被不法分子复制，也并不适用于每一个人。例如，长期进行手工作业的工作者便会为指纹识别而烦恼，他们的手指若有丝毫破损或干湿环境里、沾有异物指纹识别功能则不能正常使用。另外对于在严寒区域或者严寒气候下，亦或者人们需要长时间带手套的环境当中，这也将使得指纹识别变得不那么便利。

二、面部识别——科技弄潮儿的新宠

人脸识别，是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行脸部的一系列相关技术，通常也叫做人像识别、面部识别。

人脸与人体的其它生物特征（指纹、虹膜等）一样与生俱来，它的唯一性和不易被复制的良好特性为身份鉴别提供了必要的前提，与其它类型的生物识别比较人脸识别具有如下特点：

非强制性：用户不需要专门配合人脸采集设备，几乎可以在无意识的状态下就可获取人脸图像，这样的取样方式没有“强制性”；

非接触性：用户不需要和设备直接接触就能获取人脸图像；

并发性：在实际应用场景下可以进行多个人脸的分拣、判断及识别；

除此之外，还符合视觉特性：“以貌识人”的特性，以及操作简单、结果直观、隐蔽性好等特点。

人脸识别系统的研究始于20世纪60年代，80年代后随着计算机技术和光学成像技术的发展得到提高，而真正进入初级的应用阶段则在90年后期，并且以美国、德国和日本的技术实现为主。

随着2020年东京奥运会的临近，前来日本的外国游客不断增多，如何高效的推进出入境手续的办理？法务部与国土交通部采取了面部识别的解决策略。从10月末开始，羽田航空国际机场开始使用面部认证系统进行出入境手续的办理，通过与护照中的IC芯片所存储的照片进行比对来核对本人身份。

美国苹果公司也于今年11月开始发售搭载面部识别功能的最新机型iphoneX。在此之前，大部分智能手机均已搭载指纹识别系统，随着面部识别技术精度的大幅提高，iphoneX也得以变更为面部识别。现在最潮流的刷脸解锁你体验过了吗？

不过，人脸识别系统信息存储仍是以计算机能识别的语言为主，即数字或特定代码，安全性便要打折了。不同面部器官的结构外形相似，或同一个体的脸部变化因表情和观察角度的不同使面部的视觉图像差异较大，面部区分的准确性也有所下降。

三、虹膜识别——生物认证技术的“宠儿”，安全性居于首位

人的眼睛结构由巩膜、虹膜、瞳孔晶状体、视网膜等部分组成。虹膜是位于黑色瞳孔和白色巩膜之间的圆环状部分，其包含有很多相互交错的斑点、细丝、冠状、条纹、隐窝等的细节特征。而且虹膜在胎儿发育阶段形成后，在整个生命历程中将是保持不变的。这些特征决定了虹膜特征的唯一性，同时也决定了身份识别的唯一性。因此，可以将眼睛的虹膜特征作为每个人的身份识别对象。

好莱坞科幻大片里从来都不乏应用生物识别技术的场景，对虹膜识别尤为青睐。比如电影《碟中谍》中，阿汤哥每次接受新任务时都需要进行虹膜识别解锁。

虹膜测定技术可以读取 266 个特征点，而其他生物测定技术只能读取 13-60 个特征点。根据富士通方面的数据，虹膜识别的错误识别可能为 1/1500000，而苹果 TouchID 的错误识别可能为 1/50000，虹膜识别的准确率高达当前指纹方案的三十倍。而虹膜识别又属于非接触式的识别，识别非常方便高效。

此外，虹膜识别还具有唯一性、稳定性、不可复制性、活体检测等特点，综合安全性能上占据绝对优势。安全等级来说是目前最高的。

目前，虹膜识别凭借其超高的精确性和使用的便捷性，已经广泛应用于金融、医疗、安检、安防、特种行业考勤与门禁、工业控制等领域。

在产业链方面，国内也已经形成了成熟的产业链体系。国内在虹膜识别领域代表厂商有中科虹霸、聚虹光电、武汉虹识、释码大华等等。

相比其他生物识别技术来说，虹膜识别有很多的优势。不过其问题在于，对于识别距离的要求比较高，同时虹膜识别的应用成本也与其技术难度成正比，相比其他的识别技术，成本要更高一些。这也在一定程度上阻碍其进入普通消费类市场。

不过，从去年的Note 7开始，三星便将虹膜识别技术引入了其旗舰机当中，新的S8/S8+也同样支持虹膜识别技术。三星作为全球智能手机的龙头之一，在其积极的推动下，虹膜识别技术已经开始进入普通消费级市场。未来有望获得更广泛的使用。

四、静脉识别——速度快、产品难以小型化使得市场运用低

静脉识别是通过分析个人手指静脉分布信息，将特征值存储进行比对，从而对个人进行身份鉴定。如今的静脉识别兼具四大特点：高度防伪、简便易用、快速识别及高度准确。最为重要的一点是，指静脉识别的特征已被国际公认具有唯一性。

静脉识别具有高度防伪、简便易用、快速识别及高度准确四大特点。

最为重要的一点是，指静脉识别的特征已被国际公认具有唯一性，且和视网膜相当，在其拒真率（相同结构图，而被算法识别为不同）低于万分之一的情况下，其识假率（不同结构图，而被算法识别为相同）可低于10万分之一。

然而，目前静脉识别功能在市场的运用并不多见，同样是因为它有着难以规避的缺点，如手背静脉仍可能随着年龄和生理的变化而改变，永久性尚未得到证实;采集方式受自身特点的限制，产品难以小型化;采集设备有特殊要求，设计相对复杂，制造成本高。日立、富士通等多家日本公司目前均将重点放在静脉识别技术上，使得日本在该领域的发展呈领先优势。

五、声纹识别：成本低廉、获取便捷，适用要求严格

所谓声纹（Voiceprint），是用电声学仪器显示的携带言语信息的声波频谱。

人类语言的产生是人体语言中枢与发音器官之间一个复杂的生理物理过程，人在讲话时使用的发声器官--舌、牙齿、喉头、肺、鼻腔在尺寸和形态方面每个人的差异很大，所以任何两个人的声纹图谱都有差异。这也使得声纹识别也可以称为身份认证的一种方式。

与其他生物特征相比，声纹识别的优势在于：（1）声纹提取方便，可在不知不觉中完成，因此使用者的接受程度也高；（2）获取语音的识别成本低廉，使用简单，一个麦克风即可，在使用通讯设备时更无需额外的录音设备；（3）适合远程身份确认，只需要一个麦克风或电话、手机就可以通过网路（通讯网络或互联网络）实现远程登录；（4）声纹辨认和确认的算法复杂度低；（5）配合一些其他措施，如通过语音识别进行内容鉴别等，可以提高准确率。这些优势使得声纹识别的应用越来越受到系统开发者和用户青睐。

当然，声纹识别的应用有一些缺点，比如同一个人的声音具有易变性，易受身体状况、年龄、情绪等的影响；比如不同的麦克风和信道对识别性能有影响；比如环境噪音对识别有干扰；又比如混合说话人的情形下人的声纹特征不易提取等等。

所以声纹识别目前主要还是被用于一些对于身份安全性要求并不太高的场景当中。比如现在比较热门的智能音响。

目前国内的科大讯飞、思必驰都有推出相应的声纹识别技术。

区块链+生物识别——双重保障支付领域安全

随着时代的发展和技术的不断进步，生物识别技术也将迎来新的变化和需求，生物识别技术的跨行业应用成为资本市场追逐的对象。而基于区块链技术的存储解决方案和生物识别技术的结合，为全球金融交易市场的安全加上了双保险。

运用区块链技术的交易程序以安全性优越为人称道。其分布式账本技术的不可篡改性和透明性使其在维护交易和活动日志完整性中有着独特的优势，利用基于区块链技术而建立起的不可篡改的数据存储解决方案来替代传统的数据存储系统，能够有效地填补漏洞，提升交易的安全性。

但是例如比特币、以太坊这样的公有链，用户的身份不需要验证，只需要通过签名技术确保用户拥有密钥，即可进行相关操作。这种认证方式由于缺少相关联的个人标志符号而造成传统方式下认证的不安全性。

在交易过程中，任何有权访问他人手机或电子邮件的人都可以轻易输入密码或验证码，在同一或不同设备上批准转账。而这种方式也不是特别理想，比如一长串无规则的数字字母组合，不方便记忆；密钥一旦丢失就不可找回。

生物特征信息识别代替传统的密钥认证可能是目前可用的最具个人意义的验证模式，几乎杜绝了欺诈者冒充别人，批准交易的可能。各类付款应用程序，如Apple Pay和其他钱包，已经在借助生物识别进行支付验证，在不久的将来，它有可能会替代双因素认证中一次性密码概念。

今后的生物识别技术也将向多元化方向发展，取长补短，而生物识别技术的市场前景，仍然值得人们瞩目。将生物识别技术与区块链技术有效结合，能够为交易保驾护航，预计“生物识别+区块链”的双层安全保护在不久的将来会成为支付领域的行业标准。