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生物特性识别技术范文1
关键词 指纹图像识别技术；应用；指纹
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）041-091-01
目前技术实现最为简单、最为成熟的识别办法是指纹图像识别技术，它是生物识别个人身份之首，前提是由于指纹具有人各有异、随身携带以及终身不变的特点。指纹图像识别技术非常具有法律权威的验证手段，在国际上也具有通用性，因此广泛应用于公安、金融、证券等领域。
1 指纹的特点
我们人类在寻找能够方便、有效、安全地保护物品、交易、文档方面经历了漫长的过程，主要可以分为三个阶段，第一阶段是一个初级原始的阶段，主要是采用各种机械钥匙来进行安全保护。第二阶段是向如密码或条形码的数字密钥进行转变，而不再是过去的机械钥匙。第三阶段是利用生物特征来对身份进行验证和辩识。从目前国内外的安全密钥系统来看，安全级别最高的就应该是生物识别。而在生物识别中，价格便宜、可靠、实用、方便、不会侵犯到人生自由的应该是纹识别技术，这也是最有应用前景和最有典型代表性的一种生物识别技术。
1.1 指纹的优点
指纹是一种最成熟、最传统的生物鉴定方式，其具有两个突出优点：
1）独特性。指纹的独特性很明显。到现在还无法找出两个指纹全部一样的人。就是同卵双胞胎的指纹也不会相同。
2）稳定性。指纹的稳定性很强。指纹的结构、纹线类型、统计特征的总体分布等从胎儿在6个月时指纹完全形成到人死后尸体腐烂始终没有明显变化。
1.2 指纹的特征
指纹是表面皮肤凹凸不平而产生的纹路。此外，受光照的影响，噪声会通过摄像机或扫描仪进行数字化时引入。这些因素导致灰度图像无法直接用来匹配。所以，选择合适的指纹来描述指纹很有必要。有两种结构特征的层次一般被采用。
1）局部特征，也叫细节特征，最常用的指纹局部结构特征是端点和分叉点。细节-坐标模型是一个使用这种特征的例子，即指纹的描述可以通过指纹的坐标、细节点和其他一些特征来完成。
2）全局特征。即指指纹的全局纹路结构，在利用计算机的时候划分为：箕型、弓型、螺旋型。这3种基本图案是其余指纹图案的基础。只是靠着图案类型进行指纹的分辨仅是一个大致的分类，还远远不够。不过由于经过这样的分类过程，在数据库中寻找指纹将更为便捷。
3）指纹采集。指纹采集目的就是如何将指纹进行数字化。其根据指纹的几何特性或生理特性，利用指纹纹理的不同的几何特征以及生理特征，还有其对光的反射强度、温度、压力、导电性不同的特点，将人的不同手指的指纹进行采集，再传输到计算机系统进行一系列的处理，最后形成数字化的指纹图案。众所周知，在自动识别指纹的过程中，最初所输出的原始指纹图像是一个典型的灰度图像，含有很多噪音，是不能被我们所用的。我们必须通过相应的预处理技术，将灰度图像中所蕴含的噪音去除掉，使之能够有效地成为相对较为清晰、便于提取指纹特征的点线图。预处理技术的好坏，直接影响到指纹识别的好坏。
2 指纹图像识别技术的应用
指纹图像识别技术的应用也很广泛。现在国外主要有以下几方面的应用：
1）医疗方面：如个人医疗档案管理、献血输血管理等。
2）金融安全方面：主要涉及到如远程交易身份确认、指纹终端、交易终端客户身份确认、指纹储蓄卡、指纹储蓄卡、大额取款客户身份确认、指纹保险箱、指纹智能卡等。我们以养老金为例，在过去常常会出现有超期领取、冒领、错领养老金的行为，造成了国家财产的巨大损失。为了有效地规范管理养老保险金，我们可以将传统领取养老金的方式进行改变，使用身份指纹认证系统。只需要领取者轻轻地将指纹捺印在指纹采集仪上，就能够在不到1秒的时间内对其身份的真实性进行自动识别。
3）数据通信领域：在对数据解密、加密过程机械变换的过程中，加密技术一种有效保障安全传输信息的手段，而在数据通信加密中采用指纹识别技术，能够使得其安全性更加提高，能够进行二次加密。
4）信息安全领域：主要涉及到网上贸易、网络安全防范、指纹验证代替、电子商务、网上银行等。
5）公共安全方面：如个人指纹身份证、指纹门锁、汽车门锁等。
6）指纹特征匹配方面，指分析比对公安机关指纹库中的指纹模板和目前正在待验证的指纹的过程。比对是结合总体特征和局部特征两个方面，按照模式识别的原理进行的，如果达到预设的阈值则为两者匹配，否则不匹配。比对数据、保存数据、提取特征、读取指纹图像是指纹识别技术的四个主要功能。这种方法会产生大约490个数据，因为一般手指上平均具有70个节点。我们将此数据称为模板。我们对比分析计算两个指纹的模板，同时基于计算机模糊比较原则，将二者之间的相似度精确地计算出来，这样一来，就能够准确地得到两个指纹的匹配的结果。
7）社会福利方面：主要涉及到确认公费医疗、保险的受益人，防止有人假冒领取。
8）其他方面：主要涉及到民航、海关的通关认证、确认俱乐部会员资格、指纹考勤等。
3 结论
指纹识别技术随着指纹识别产品的开发已开始进入民用市场，而且其发展发展系数，未来将会逐渐得到普及。同时伴随着社会对保密性和安全性的要求的提高，生物识别正逐步形成一个新的领域，未来，传统的钥匙和密码和智能卡等将可能被生物识别技术取代，生物识别技术将成为安全、方便、保密的工具。
参考文献
[1]张中会，刘益成，闻辉，荣峰.一种基于中心点的指纹匹配算法的研究[J].电子与电脑，2006（07）：115-119.
[2]杨小冬，宁新宝，尹义龙.自动指纹识别系统预处理技术及细节特征提取算法的研究[J].南京大学学报（自然科学版），2006（04）：106-109.
生物特性识别技术范文2
关键词：云计算；可信认证；安全
云计算是继同构计算、异构计算、元计算、网格计算、普适计算之后最有希望的计算模式。云计算的初始定义来自IBM公司2007底的云计算计划，在该计划中将云计算平台定义为：按用户的需求动态地部署、配置、重配置以及取消服务等伸缩性平台。
看到其中蕴含的巨大商机和潜力，一些知名的IT企业相继推出自己的云服务。典型SaaS如：Google的APP Engine、Microsoft的Live Meeting、Office Live；典型的Paas如：Google Code、Facebook developers以及Saleforce提供的；典型的IaaS如：IBM的“兰云”，Microsoft的Azure、Amazon的EC2/S3/SQS等等，而且一些新的应用还在不断的推出。但在这云应用繁荣的背后，隐藏大量以风险。以前的风险依然存在，在新的环境中还可能造成更大的危害。新出现的风险表现在：1）传统的安全域的划分无效，无法清楚界定保护边界及保护设备和用户；2）用户的数量和分类不同，变化频率高，动态特性和移动特性强；3）数据、服务，通信网络被服务商所控制，如何确保服务的可用性，机密性等，使用户相关利益得到保护。
可信云是可信技术在云计算中的扩展，相关技术即可信云安全技术。本文对可信云环境中三种关键的安全技术即：可信识别技术、可信融合验证技术做了一些研究。这两种安全技术不仅把设备作为可信计算根，更把设备使用人作为可信计算的根，以信任根计算为计算手段，达到可信跟计算认证目的。可信识别技术将识别技术和识别行为密钥技术的相结合，将识别行为产生的密钥编码和设定的行为密钥进行来进行判别，克服误识率和拒识率的矛盾，增强防范身份假冒，身份伪造能力；可信密码学技术是对由可信根生成的可信点集矩阵进行基于拓扑群分形变换操作。可信密码学的密钥和算法都是随机可信的生物特征信息，因此密钥和算法凭都具有可验证性。采用可信模式识别技术和可信密码学技术，结合“零知识”，身份无法伪造，一旦应答，双方均不能否认。
1 可信识别技术
传统的模式识别技术是指对用户的生物特征进行测量，和预留的模板数据进行比较，依据匹配结果进行识别。这些生物特征包括指纹、声音，人脸、视网膜、掌纹、骨架、气味乃至于签名笔迹、图章印痕等等。传统的识别技术具有“拒识率”和“误识率”的缺陷，具体说就是：匹配阀值增大，拒识率升高，“误认率”下降；匹配阀值减小，拒识率降低，“误认率”升高。生物特征采样点的数量有限，容易引起误判。在云计算环境中，其固有的虚拟性特征以及透明性不足，使身份认证，可信登录更是面临着比传统计算环境更大的风险。
可信识别技术是传统识别技术和识别行为密钥技术的结合。识别行为或自然形成或人为设定，如人为设定的2次人脸对比规则是先张嘴、后闭嘴，指纹对比规则是先拇指、后食指等。将识别行为编排成组，为每组识别行为秘密设定一个数，该数是该组累积成功识别次数。可信识别失败并不是以一两次失败就断定此次识别失败，而是把失败的次数记录下来，直到超过预先设定的阀值才断定识别失败。可信识别成功也不是依靠一两次成功就断定识别成功，而是累计该组的成功识别次数，直到等于该组秘密设定的成功次数为止，才断定本组识别成功。而非法用户不能猜出识别的组数以及每组识别的次数，因此不能假冒合法用户。只有指定的每组识别都达到要求。才能最终判别是真正的合法用户。
传统的识别行为征信息的阀值起着关键作用，阀值给定，拒识率和误视率是存在难以克服的矛盾。可信的识别行为密钥，并不取决于个别识别行为“误识率”的高低，而取决于客户设置的有效识别行为密钥编码。
可信识别的技术优势：可信识别模式在传统的模式识别的基础上，结合组间识别行为特征，非识别数，编组识别设定数，各组识别行为总数等措施，从而具有一下优势：1）可以设置可信识别策略设计；2）具有区别错误拒识设置；3）具有区别误识和仿冒设置；4）具有统计结论模式。从而弥补了传统识别就“拒识率”和“误识率”的技术缺陷。
2 可信验证
可信融合验证技术采用可信模式识别技术和可信密码学技术，结合“云端零知识证明”，实现可信云端“零知识”认证，PKI等功能。
本文对云计算的一些关键安全技术作了一些探讨。可信云计算的识别技术是以可信的特征信息和识别行为相结合，通过判断对各组识别行为识别的成功数，克服识别模式中的拒识率和误识率的技术缺陷。可信融合验证技术是利用可信识别技术和可信加密/解密技术。实现双方“零知识”。具备身份无法伪造，保密性高，具有不否认性的特点。这些可信云安全技术的进一步研究以及随之而来的应用的展开。一定可以缓解客户对云计算的忧虑，催进云计算这种新的计算模式的发展。
[参考文献]
[1]Weichao Wang，Zhiwei Li，Rodney Owens.Secure and Effcient Access to Outsourced Data.CCSW '09：Proceedings of the 2009 ACM workshop on Cloud computing security，pages 55-65.November 2009.
生物特性识别技术范文3
[关键词] 生物特征 指纹 虹膜 人脸 声音 签名
0 引言
随着电子、计算机、网络和通讯技术日新月异的发展，电子信息的安全性也变得越来越突出，人们注册网络服务、网上购物、银行取钱、消费刷卡等都需要进行身份的识别。传统的身份识别使用的密码、口令、智能卡、证件等，其安全性受到限制，存在丢失、被盗用和复制等诸多问题。由于人的生物特征具有唯一性和稳定性的特点，并且可随身携带、不易被盗、不易被伪造、不易丢失，所以生物特征识别成为目前最安全的身份认证技术，传统的身份识别手段将被它所超越和替代。
生物特征识别技术是使用计算机及相关设备，利用人体本身特有的行为特征和（或）生理特征，通过模式识别和图像处理的方法进行身份识别。生物特征分为生理特征和行为特征，生理特征为先天性的，行为特征则为后天性的。生理特征是人体器官本身固有的特征，不随主观意愿和客观条件发生改变。目前，利用人体生理特征的识别技术主要有人脸识别、人耳识别、虹膜识别、指纹识别、手掌识别、视网膜识别等。行为特征是人的动作特征，是人们在长期生活过程中养成的行为习惯，利用人体行为特征的主要识别技术包括声音识别、笔迹识别、步态识别、击键识别和节奏识别等。
1 常用的人体生物特征识别技术
1.1 生理特征生物识别
1.1.1人脸识别
人脸识别是通过采集人的脸部图像，由计算机从脸部图像中提取其面部特征信息，并与数据库中的特征进行比对匹配。人脸识别主要过程：人脸检测定位提取面部特征将待识别人脸特征与人脸数据库征进行比对匹配。
人脸检测定位是将图像分为人脸区域和非人脸区域两部分，从中分离出人脸的图像。检测的图像分为静态图像（人体和场景都是静止）和动态图像（人体在运动过程中），人脸检测定位分为静态图像的人脸检测定位和动态图像的人脸检测定位。
提取面部特征是对人脸的大小、轮廓线、位置等提取其特征信息。最常见的方法是先找出两只眼睛的中心位置，再对人脸进行归一化处理，最后提取特征信息。
人脸识别是将待识别人脸的特征或图像与数据库中人脸有关的特征值或图像进行比对匹配。
1.1.2 人耳识别
人们习惯上所说的耳朵，就是外耳的耳廓，是人耳识别的对象。人耳识别主要过程：人耳图像采集对采集的图像进行预处理对图像中人耳的边缘进行检测和分割提取外耳轮廓和特征点信息将待识别人耳图像与数据库中人耳图像比对匹配等。
人耳识别类似于人脸识别，但不因表情变化而受影响，因此稳定性好于人脸识别。
1.1.3 虹膜识别
虹膜是一个位于眼睛瞳孔和巩膜之间的环状区域，人眼图像中虹膜区域的冠状物、环状物、斑点、皱纹形成了特有的纹理，是人眼的典型特征，具有稳定性、唯一性、非侵犯性、可采集性、高独特性、高准确性、防伪性好、易使用性等优点。人的一生中虹膜几乎不发生变化，并且每个人的虹膜结构各不相同。虹膜识别在错误率和识别率等方面与其他的生物特征识别相比，其性能指标都优于其他的生物特征识别技术。
虹膜识别主要过程：采集虹膜图像对虹膜进行定位、归一化和增强等预处理提取特征信息进行特征编码将数据库中虹膜模板的特征向量与待识别的虹膜特征向量进行匹配（也就是将数据库中虹膜模板与待识别的虹膜进行相似性比对，如果相似性达到某一程度时，便认为这两个虹膜图像是来自同一只眼睛）。
1.1.4 指纹识别
指纹是手指末梢纹路的图案，指纹中的谷、脊和纹路的起终点、分叉点、中断处、转折点、汇合点等特征点提供了指纹识别的信息，在指纹中有非常详尽的特征值，可以用来辨别人的身份。指纹识别是最古老、最成熟的生物特征识别。指纹鉴定已经被官方所接受，目前，全球范围内都建立了罪犯指纹数据库和指纹鉴定机构，指纹识别已经是司法部门进行鉴定身份的有效手段。指纹识别技术通过分析指纹图像的局部特征和全局特征进行身份识别认证。
指纹识别主要过程：指纹图像采集将采集的图像进行预处理提取特征信息将待识别指纹特征值与数据库中的指纹特征值进行匹配比对。
指纹识别与其他生物特征识别相比，识别精度高，具有稳定性、唯一性等优点。据介绍，每一个人的指纹都不一样，人的指纹通常在出生9个月后成型而且终身不变。缺点是采集或识别有些群体或有些人的指纹较难，且指纹存在被盗取复制的可能。
1.1.5 手形识别
手形识别是利用手指的长度和不同部位的宽度、手掌厚度和宽度等手的外部轮廓所构成的几何图形进行识别。掌纹的特征信息多于手形，手形识别可以结合掌纹特征，手掌纹理特征的引入，可以取得更高的识别率和可靠性。手形识别系统也可将指纹特征信息引入，构成多生物特征识别技术的融合系统，识别结果将更为可靠的。
1.1.6 视网膜识别
眼球后部细小的神经就是视网膜，因为每个人的视神经分散程度不一样，所以身份识别可以使用视神经作为特征。由于视网膜不可能伪造，人的视网膜从三岁起就终身不变，并且在外部不可见，因此作为身份识别特征具有极大的准确性。同虹膜识别技术一样，视网膜识别技术具有很高的可靠性。
视网膜识别主要过程：采集视网膜上的视神经分布情况提取特征信息将待识别的视神经特征信息与数据库中视神经的特征数据进行比对匹配。
1.2 行为特征生物识别
生物特性识别技术范文4
常见的生物识别技术：有基于生理特性的生物识别技术：如指纹、虹膜、面部和掌静脉识别技术等，有基于行为特征的生物识别技术如声音和签字识别技术等。
生物识别技术在监狱安防信息化建设中的应用
监狱是刑罚执行机关，维护场所的安全稳定是监狱首要任务。而运用生物识别技术是强化监狱安全防范，确保监狱安全发展的重要技术手段。司法部“35条”明确指出，监狱大门应当设置AB门，分设行车通道和行人通道。行人通道应当安装带有数字密码和人体特征识别功能的电子门禁系统。司法部“35条”为监狱应用生物识别技术加强安防信息化建设带来了重要契机。
1狱政管理上的应用
生物识别技术在狱政管理上的应用主要体现在门禁系统和巡更系统。
（1）生物识别门禁系统。在监控指挥中心等重点区域建设生物识别门禁系统，能够提高安全性和精确率。比如在监控中心、应急指挥中心运用指纹等识别技术的门禁系统后，就能确保只有中心工作人员输入指纹或其他生物特征后才能开启；通往监内的通道运用指纹、掌纹、脸型、虹膜等生物识别门禁系统，对出入人员（民警职工、罪犯、外来人员）进行生物特征信息比对确认，保证通行的合法性；在监舍、习艺区、会见室、提审室等重点区域建设生物识别门禁系统，对于合法、安全、有序通行、罪犯人数清点、民警管理考核发挥其重要作用。单独使用生物识别门禁系统，效率较高。然而，通过多种生物识别技术综合运用、多重识别技术综合运用、多次识别技术综合运用，能做到对身份的完全确认，从根源上杜绝了罪犯伪装、尾随民警或人员脱逃事件的发生。浙江省DS监狱在通往监区的人行通道AB门之间，采用脸型识别系统，结合第三方认证的方式开启AB门通行；在机房和监控指挥中心分别采用指纹、虹膜3种生物识别系统门禁，只有专人才能被系统确认进入，安全度大大提高。
（2）生物识别巡更系统。巡更系统是一种智能化的考勤系统，由巡更人员在规定的时间和路线去读取规定的每一个巡更信息点，以实现巡检和被考勤的目的。监狱建设巡更系统，通常用于民警监内巡查以及对巡查民警的履职情况的检查考核，有助于提高民警的履职责任心和主动性。在离线巡更和在线巡更两种方式中，目前使用较多的是离线巡更，而它最大的弊端是无法确定巡更人的身份，任何一个人只需手持巡更棒便可完成巡更过程。为此，可以尝试开发和建设基于生物识别巡更系统，一是在巡更棒中融入生物识别技术进行巡更棒开启，把巡更时间与人员绑定输入系统，即在规定的时间只有规定的人员才能开启巡更棒，防止越殂代疱的造假现象；二是建设基于生物识别方式的网络在线巡更系统，如配置相应的指纹或其他生物特征读头和巡更软件，配合计算机进行智能化管理，更准确地掌握巡更人员、巡更时间，统计出迟到、早到、漏巡等重要信息，不但数据清晰，且行动方便。
2狱内侦查中的应用
（1）“三假犯”的身份认证。在押犯中假姓名、假家庭地址、假身份（一说假社会关系）的罪犯常称为“三假犯”。目前，“三假犯”比例呈逐年上升之势，有效进行“三假犯”的身份甄别成为逐步减少和消除“三假犯”，预防打击犯罪、惩罚改造罪犯的重要举措。在我国国民的指纹、DNA等生物特征数据库尚未建立健全的情况下，当前，监狱单独或与公安等部门合作，尝试初步建立生物特征数据库，对于新收罪犯和刑释人员做好生物特征登记、交接工作，同时与其他部门互通有无，将数据统一比对，有利于“三假犯”的身份认证，也防止出现新的“三假犯”。
（2）狱内犯罪案件的侦查。在完善罪犯个人生物特征数据库的基础上，把狱内发生犯罪案件所采集到的生物特征信息与之比对，从相同性或相似性匹配来排摸嫌犯和锁定真凶。
（3）社会刑事案件的协查。过去发案未破的社会刑事案件也可能是在押罪犯所为，虽然也提取了犯罪嫌疑人的生物特征信息，但是囿于怀疑对象的有限范围而造成漏网，而犯罪真凶又发另案入监改造，尽管余罪在身，仍可苟且偷安。监狱建立健全罪犯个人生物特征数据库，运用生物识别技术，协助社会刑事案件的侦查，便可“瓮中捉鳖”了。还有，就是监狱主动把刑释归正人员的生物特征数据库提供给司法部门用于社会刑事案件的协查，就可将刑释归正人员的再犯罪案件顺利告破。
3刑罚执行方面的应用
（1）监外服刑罪犯的管控。监外服刑的罪犯包括缓刑、假释、保外就医的罪犯。其中缓刑、假释的罪犯由地方管理，保外就医的罪犯监狱要定期考察。这些罪犯的脱管漏管问题一直是老大难问题，监管不了、监管不住、监管不力，都有可能导致他们重新走上犯罪道路。结合监外服刑罪犯“月签到制度”，可以尝试改为生物识别系统签到制度，监狱配合地方提供罪犯个人生物特征数据库，由地方进行罪犯签到监督；对于保外就医罪犯的定期考察，考察民警携带生物识别系统的信息采集仪器供保外罪犯输入信息，有效防止“关系考察”“虚假考察”等情况，确保考察到位，同时，可以限制罪犯的出行范围，提升监外执行的实际效果。
（2）预防刑释人员再犯罪。建立针对刑释归正人员的特殊生物特征数据库，如果刑释人员隐姓埋名再犯罪，生物特征和相关的资料可以在入监登记时通过生物识别系统自动匹配，甄别该犯是否有余罪、漏罪，是否属于“三假犯”、累犯、惯犯。彻底打击罪犯的侥幸心理，加强对刑释人员犯罪思想和行为的震慑力，减少再犯罪的发生几率。
4生活卫生安全管理方面的应用
在监内给罪犯开通个人账户，该账户以罪犯的生物特征为触发条件，这样在就医、大账消费时，通过生物识别技术，既可以更好地控制罪犯就医次数以及消费额度，也能打击罪犯装病逃避劳动改造等行为。罪犯离监就医时，必须通过出监生物识别与审批程序联动，确认后方可放行，同时留下出入记录备查。出于确保罪犯伙食卫生安全的需要，应当考虑在伙房设有生物识别系统，结合监控监听设施，防止发生蓄意破坏的情况发生，确保生活卫生安全。
5监狱管理和民警安全管理上的应用
（1）信息的计算机安全保护。采用生物识别技术的方式开启计算机，只有专人采用生物识别（如指纹或虹膜识别等）的途径方能使用，杜绝信息的计算机被他人擅用，造成失密。
（2）信息系统主机登录保护。所有信息系统的核心都是计算机主机，如果保护不当，将造成失密的严重后果。为了有效保护，可以采用虹膜等生物识别技术，系统人员登录时通过虹膜等生物信息验证才能登录，而且基于“活体检测”生物信息不会丢失；不会被人伪造；身份不会被冒充，完全可以对工作流程进行严格的管理与控制，保证系统运行的安全性。
（3）存放资料的房间、橱柜等场所保护。加入生物识别技术的门禁，在“验明真身”后才可开启，还可与监控报警系统联动，对于非法人员试图开启，及时报警监控，防犯效果更好。
（4）方便民警人事管理。在民警值备勤等岗位，通过生物识别技术的门禁系统、巡更系统、考勤系统等，随时了解、掌握、考勤民警，有效保障民警安全，方便应急指挥。
辩证看待，扬长避短，积极推进生物识别技术应用
（1）客观对待，扬长避短。无论什么技术设备都有利弊两面，生物识别技术设备是基于人体生物特征的自然属性而开发的，个体差异性和稳定性各有异同，采用该技术设备，既不是放之四海皆准，一劳永逸的办法，也不应因噎废食，全盘否定。
（2）量力而行，循序渐进。由于技术和设备的先进性、成熟度和稳定性以及产品的性价比等因素，因此，监狱应当兼顾现实与可能，需要与必要，有序有效地建设。
（3）克服人的技术依赖性，发挥人、技术和管理的综合效益。由于技术设备的本身缺陷，因而人必须克服依赖性，运用技术的手段、人的主观能动性、管理的措施进行优势互补。
（4）完善制度，用制度确保生物识别技术设备的正常应用和效能发挥。认清生物识别技术的优势，运用制度弥补生物识别技术设备的缺憾，只有这样，监狱安全防范工作才能落到实处。在司法部“35条”出台之后，生物识别技术在监狱逐步应用和推广，基于生物识别技术开发的新产品也不断涌现。为此，要大胆地试验，积极地选择适合的技术或产品。适合的技术或产品在试点单位应用后，逐步提取出同类产品的技术规范和标准，把符合技术规范和标准的产品再进行推广应用。
生物识别技术在监狱安防信息化建设中的意义
毫无疑问，生物识别技术在监狱安防信息化建设中的应用愈来愈广泛，对于监狱现代化、法制化、社会化、正规化、数字化建设必然产生深远的影响。
（1）有效提高了科技能力，促进监狱的科学发展。科技是第一生产力，生物识别技术的发展和在监狱转化应用，是科技兴监的重要举措，不可避免地带来监狱工作方式的革命性变化。它在很大程度保护了警力，解放了警力，提升了警力，也顺应了以人为本的管理理念和预防为主、关口前移的管理原则，有利于监狱的科学发展。
（2）有效提高了学习执行力，促进民警素质发展。生物识别技术在监狱的应用，既是对监狱民警工作理念的考验，也是对民警学科技、用科技，锻炼工作能力的挑战，毕竟再好的技术，最终还是要靠人去实施。从这个意义上说，生物识别技术在监狱的应用，藉此转化为民警的一种履职能力，能够有效提高民警学习执行力，促进管理方式由传统向科技的转变，是科技强警、素质强警的必要举措。
（3）有效提高了安全维稳力，促进监狱安全发展。生物识别技术广泛应用于监狱的信息和安全、人事安全、执法安全、生活卫生安全等领域，体现了向科技要安全、用技防保安全的科学理念，对完成维护监管场所安全稳定这一首要政治任务发挥着独特的作用，有利于打造本质安全型监狱，推动监狱的安全发展。
生物特性识别技术范文5
[关键词] 生物特征识别 数字签名 电子商务 身份安全认证
一、引言
在电子商务应用日益广泛的今天，从某种角度看，身份认证技术可能比信息加密本身更加重要。它是网络安全和信息系统安全的第一道屏障，是在信息安全时代备受关注的一个研究领域。
目前的应用主要是以“用户ID+口令＋数字证书”来进行用户的身份认证。从根本上说这种身份认证不能解决访问者的物理身份和电子身份的一致性问题，即无法确认通过身份认证的访问者即获授权者。
启发于人的身体特征具有不可复制的特点，人们开始把目光转向了生物识别技术。人的指纹、虹膜、视网膜等都具有惟一性和稳定性的特征，为实现更安全、方便的用户身份认证提供了有利的物理条件。
用户最关注的问题是因特网的网络安全性和保密性。保障网络中数据传输的安全性通常需要借助信息安全功能来实现。在开放系统中对具有重要价值的信息或私密信息进行通信时，可使用数字签名等密码技术进行加密。
生物识别技术代表着用户身份认证技术的未来，有着广阔的应用前景。如果将生物特征识别技术和数字签名技术有机地结合在一起，可以提供一种更加安全、便捷的用户身份认证技术。
二、生物特征识别技术
生物特征识别技术是通过计算机与光学、声学传感器和生物统计学原理等高科技手段结合，利用人体固有的生理特性来进行个人身份的鉴定。其核心在于如何获取这些生物特征，并将之转换为数字信息，存储于计算机中，利用可靠的匹配算法来完成验证与识别个人身份的过程。
1.指纹识别――成熟的身份认证技术
在网络环境下的身份认证系统中，应用指纹作为身份确认依据是理想的。
第一，理论上，每个人的指纹是独一无二的。
第二，指纹样本便于获取，易于开发识别系统，实用性强。
第三，指纹识别中使用的模板而是由指纹图中提取的关键特征，使系统对模板库的存储量较小。也可以大大减少网络传输的负担，便于支持网络功能。
第四，指纹识别是生物特征识别中研究最早、技术最成熟、应用最广泛的技术，有着坚实的市场后盾。
指纹识别具有很高的实用性、可行性。随着固体传感器技术的发展。指纹传感器的价格正逐渐下降，在许多应用中基于指纹的生物认证系统的成本是可以承受的。
指纹识别原理和过程如下：首先，通过指纹读取设备读取到人体指纹图像，并对原始图像进行初步的处理，使之更清晰。然后，指纹辨识算法建立指纹的数字表示――特征数据。特征文件存储从指纹上找到被称为“细节点”(minutiae)的数据点，也就是那些指纹纹路的分叉点或末梢点。这些数据称为模板（至今仍然没有一种模板的标准，也没有一种标准的抽象算法，各厂商自行其是）。最后，通过计算机把两个指纹的模板进行比较，计算出它们的相似程度，得到两个指纹的匹配结果。
2.虹膜和视网膜――更准确、更可靠的身份认证技术
虹膜是一种在眼睛中瞳孔内的织物状各色环状物，每一个虹膜都包含一个独一无二的基于像冠、水晶体、细丝、斑点、结构、凹点、射线、皱纹和条纹等特征的结构。世界上两个指纹相同的几率为1/109，而两个虹膜图像相同的几率是1/1011，虹膜在人的一生中均保持稳定不变。因此，利用虹膜来识别身份能够成为独一无二的标识，其可靠性超过了指纹识别。
从直径11mm的虹膜上，Dr. Daugman的算法用3.4个字节的数据来代表每平方毫米的虹膜信息，一个虹膜约有266个量化特征点，而指纹识别技术只有40多个特征点。266个量化特征点的虹膜识别算法在众多虹膜识别技术资料中都有讲述，在算法和人类眼部特征允许的情况下，Dr. Daugman指出，通过他的算法可获得173个二进制自由度的独立特征点。这在生物识别技术中，所获得特征点的数量是相当大的。
关于虹膜的特征提取方面较有成效的主要有Daugman的利用多分辨率Gabor滤波器提取虹膜纹理的相位信息；Wildes的基于4种不同决策标准的拉普拉斯金字塔提取虹膜纹理特征；Boles和Boashash的基于小波变换过零检测虹膜识别算法以及中科院采用Gabor滤波和aubechies-4小波变换相结合的纹理分析方法。
虹膜技术上有一些地方有待完善；当前的虹膜识别系统只是用统计学原理进行小规模的试验，而没有进行过现实世界的惟一性认证的试验；目前图像获取设备相当昂贵。
视网膜是一些位于眼球后部十分细小的神经（一英寸的1/50），它是人眼感受光线并将信息通过视神经传给大脑的重要器官，用于生物识别的血管分布在神经视网膜周围，即视网膜四层细胞的最远处。
在20世纪30年代，通过研究就得出了人类眼球后部血管分布惟一性的理论，进一步的研究的表明，即使是孪生子，这种血管分布也是具有唯一性的，视网膜的结构形式在人的一生当中都相当稳定。所以，同虹膜识别技术一样，视网膜扫描可能是最可靠、最值得信赖的生物特征识别技术。视网膜扫描设备可以从使用者的视网膜上可以获得400个特征点，创建模板和完成确认。由此可见，视网膜扫描技术的录入设备的认假率低于0.0001%。但拒假率（FAR，指系统不正确地拒绝一个已经获得权限的用户）比较高，相信在进一步的研究中可以大大降低。
因为对视网膜难于采样，也无标准的视网膜样本库供系统软件开发使用，这就导致视网膜识别系统目前阶段难以开发，可行性较低。
与指纹识别技术的主要步骤以及原理相似，虹膜识别与视网膜识别一般包括图像采集、图像处理、特征提取、保存数据、特征值的比对和匹配等过程。
图 生物识别系统原理
综上所述，指纹识别是最容易实现的；而虹膜识别与视网膜识别受到某些限制，目前除了一些高端应用外很难普及应用，但其有着巨大的技术优势和潜在的商业价值，必将是下一代生物特征识别技术的发展方向。
三、基于生物特征识别和数字签名技术的电子商务身份认证系统解决方案
1.方案设计要求
要确保基于指纹特征的用户身份认证系统的整体安全性，必须对基于指纹特征的网络身份认证方案设计一个安全的身份认证协议。良好的身份认证协议应该满足以下几个要求：
(1)能够准确识别被认证对象的身份；
(2)能够明确重要事件的责任人，并实现签名，避免事后抵赖；
(3)能够保障数据在存储和传送时的安全。
2.基于生物特征和数字签名技术的电子商务身份安全认证系统结构
基于秘密信息的身份认证协议：保证通信认证可以防止第三方的重放攻击，但由于客户端密钥存储和管理存在问题。基于生物特征的身份认证：能解决口令窥视和密钥管理难等问题，但很难阻止第三方的重放攻击。因而，笔者提出了综合前述的生物特征识别技术和数字签名后得到的电子商务身份认证系统的解决方案。
在网络环境下(B/S结构），用户（客户端）如果要访问远程服务器所管理的信息资源，在获得相关资源访问权限之前，必须通过生物特征身份认证，所有的信息资源访问权限都在身份认证系统（服务器端）管理之下，未通过身份认证的用户不能访问信息资源。当模板内置于服务器时，通过客户端的生物特征获取仪器获得用户的生物特征信息，该信息被加上数字签名后传送到服务器，在服务器首先校验签名是否有效，再与预先注册的模板进行比较，并完成身份认证。
3.身份认证步骤与协议
在生物认证系统中，为了保证生物特征值这不被非法用户所获得，采用数字签名技术。我们在此对协议中采用的符号做如下定义：A为用户，AS为认证服务器，KUAS为认证服务器公钥，TAS为认证服务器的时限，NA为A的现时数据，FA为A的生物特征值，IDA为A的标识。还需说明的是这里采用的是单向认证协议。基本协议如下：
(1)A用自己标识的签名向认证服务器AS请求认证。使用签名技术能有效地阻止一个虚假认证服务器对用户A的欺骗性连接。因为只有合法的认证服务器才保存有用户的公钥，从而能验证这个签名来获得IDA来为下面的认证过程来使用。
(2)认证服务器产生时限TAS，现时数据NA，并将自己的公钥KUAS、NA和时限TAS用用户A的公钥KUA加密后返回给客户端的A用户。
(3)客户端A接受到认证服务器公钥、时限和现时数据NA，同时在客户端的生物特征传感器读取用户的生物特征图像，并获得特征FA，把元组{TAS，NA，FA}用认证服务器的公钥KUAS加密后发送给认证服务器。
(4)认证服务器AS通过生物特征信息数据库进行比对，若匹配则A的身份通过认证。
这个方案与现时使用的认证体制基本类似，所以电子商务交易系统不必作重大改变。但因为引入了生物特征识别，安全性可以获得有效的加强。
四、结束语
在信息化日趋成为主流的今天，电子商务的业务已随着互联网的普及而飞速发展，与此同时，电子商务的安全性也成为业界的一个热点研究方向。本方案设计将基于生物特征的身份认证技术和数字签名相结合应用于电子商务，加强系统安全性，具有一定的研究和实用意义。
参考文献：
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生物特性识别技术范文6
生物界面是指细胞与固体材料表面接触所形成的有生物和化学活性的界面，所进行的研究是化学、生物学、材料科学与医学等交叉的前沿学科。有科学家指出，“与细胞相互作用的材料的表面化学工程是一个极具挑战且迫切的世界性难题”。细胞与人造材料之间的生物界面科学的发展将密切关系着人类的健康和持续发展，将能够显著的降低与生物技术、组织工程及细胞基诊疗相关的医学应用中的危险。
近年来中科院化学研究所王树涛教授一直从事细胞粘附生物界面化学的研究，在生物界面的构筑原理与方法、细胞与固体表面特异性识别与可控粘附取得了一系列有影响的成果，并在恶性肿瘤诊断上的应用研究方面获得了重大突破。
出奇制胜――界面的构筑
循环肿瘤细胞作为重要的癌症标志物之一，它的识别检测近年来倍受关注，然而其在血液中极低的含量（亿分之一），因此通常用于细胞分选的流式细胞分选仪的灵敏度（万分之一）远远不能满足检测的需求。当前的领先技术是基于免疫磁珠的细胞分离技术，但是其灵敏度低，设备昂贵，费时等缺陷，仍然不能满足恶性肿瘤血液检查的需求，因此细胞检测新材料与技术的出现显得尤为迫切。
基于硅纳米线阵列
通过制备识别抗体修饰的硅纳米线阵列，以乳腺癌细胞作为靶向细胞，王树涛开发了特异性识别、粘附肿瘤细胞的三维微纳米界面。识别抗体使得硅纳米线阵列对目标癌细胞具有特异性的识别功能，同时纳米线能与细胞表面的微纳米伪足相互作用，二者具有相似的尺度，从而获得了比平面结构更强的作用力。这一工作利用微纳米尺度效应对生物界面上的细胞粘附特性进行调控，结合特异性抗体和界面纳米结构，大幅提高了界面对循环肿瘤细胞识别粘附的有效性，实现了肿瘤细胞的高灵敏的特异性捕获。后来，受生物界中免疫系统的高选择性识别粘附现象的启发，王树涛进一步提出了纳米尺寸选择和生物分子的识别协同效应，建立了结构选择和分子识别的新的生物界面识别粘附模型。
王树涛在此方面的研究是国际上第一个利用多尺度粘附可控的功能界面识别捕获肿瘤细胞的例子，选择性得到了3―4个数量级的提高。自2009年发表在Angew. Chem. Int. Ed.杂志以来，得到国内外同行的广泛关注，被Science Daily及国内多家媒体进行专题新闻报道，同时被Nanomedicine做了题为“硅芯片上的纳米柱增加了检测灵敏性”专题新闻评述，指出“该技术在癌症诊断上很有潜力，它能给医生提供患者病情的相关信息和检测治疗的效果”。王树涛因此获得了2010年世界科技奖材料类提名，这在之前中国只有两位教授获此殊荣。
基于聚合物纳米簇
自2010年回国后，与日本理研及美国加州大学的合作者合作制备了肿瘤细胞特异性抗体修饰的导电聚合物纳米簇表面代替相对硬的硅纳米线表面。研究结构表明，相对较矮的聚合物纳米簇（1―2微米）仍然取得了与较高的硅纳米线（8―10微米）相当的细胞特异性识别粘附的结果。结果发表之后，被Science Daily等以“诊断工具：负载抗体的聚合物薄膜能捕获肿瘤细胞”为题作了亮点介绍。
重磅出击――粘附的研究
血液中的痕量循环肿瘤细胞的捕获问题通过我们发展的细胞粘附界面可以解决，而如何在捕获后将痕量的肿瘤细胞无损的释放是难题的关键。通常，生物实验室用胰蛋白酶将细胞与基底间的蛋白水解，使细胞从基底上去粘附。但是这个过程，不可避免对这些痕量的肿瘤细胞造成损坏。
针对以上问题，王树涛设计了一个用核酸外切酶来完成高效快速释放的细胞粘附去粘附三维纳米生物界面。研究中选择了对癌变淋巴细胞特异性识别的核酸适配体作为细胞识别和捕获分子，将之修饰到硅纳米线阵列表面。与平的表面相比，这个界面提供了一个三维的细胞接触模式（多点接触），酶可以多点同时切断核酸适配体，细胞去粘附的过程变得更容易、更快速，且不对细胞本身产生伤害。相关结果在Adv. Mater.上发表并选为封面文章。审稿人高度评价“这一结果是非常振奋人心的，……，将引起细胞材料的相互作用领域的研究者极大的兴趣”。之后又被Wiley出版社的MaterialViews中国等新闻报道，称该研究提供了一个“高粘附易释放”的细胞检测平台。因此，王树涛也受到Science Publishers出版社邀请为纳米医学专著《Nanomedicine in Diagnostics》上撰写题为“Emerging Nanotechnology for Efficient Capture of Circulating Tumor Cells”的章节。
美妙福音――肿瘤的检测
研究表明，恶性肿瘤的死亡率与各国的国民收入成反比，低收入国家的恶性肿瘤患者死亡率一直高居不下。一个重要的原因，是癌症诊疗的费用非常高，除了药物外，其中很大一部分是检测的费用。如何发展一个高效、便宜、简单的肿瘤细胞检测器件成为世界各国的关注热点。
鉴于以上的问题，王树涛发展了廉价、易操作的第一代基于细胞粘附界面的肿瘤细胞检测器件――将细胞特异粘附硅纳米线界面，做成尺寸规范化的检测芯片试剂盒。操作流程非常简单，不需要另外昂贵的设备，绝大多数的生物实验室或医院的检测中心都具备检测条件；这种简单的检测器件在全血中的细胞识别捕获效率在有40%左右；重要的是其细胞识别检测时间从4―6小时缩短到2小时左右。这些优点基本上可以满足发展中国家普通患者做细胞基的癌症检测和术后监测的需求。该成果已申请国际专利。因为其特异高效的细胞粘附特点，被Science Daily等称作“捕蝇纸”式肿瘤细胞检测器件。
为了进一步实现恶性肿瘤早期预警的目标，在第一代器件的基础之上，王树涛将微流控技术与硅纳米线细胞粘附界面结合，构筑了第二代肿瘤细胞检测器件，实现了高于97%的细胞识别捕获效率。该成果被选为当期的封面文章，同时被Nature Medicine做了题为“将癌症从人体循环中取出的新技术”的新闻评述。目前，这种新型芯片已开始癌症病人的临床血液检测尝试，有望为癌症早期诊疗提供参考。
