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指紋識別技術(shù)應用如此早 未來(lái)已插上翅膀
時(shí)間:2016-07-21 09:38:24 來(lái)源:安防行業(yè)協(xié)會(huì ) 作者:未知
【智慧安防網(wǎng)訊】如今，科技的發(fā)展，指紋識別的應用越來(lái)越廣泛，指紋門(mén)鎖，指紋解鎖手機，身份證也將指紋信息錄入納入范圍。那么，指紋技術(shù)究竟從何而來(lái)，未來(lái)將有怎樣的發(fā)展呢？
古代指紋技術(shù)的應用
古老而神秘的東方巨龍，是公認的“指紋”發(fā)源地。早在秦漢時(shí)期，中國就開(kāi)始盛行一種名為“封泥”的土法子：官員們?yōu)榱朔乐刮臅?shū)被私拆，會(huì )將寫(xiě)有文書(shū)的木牘用繩子捆住，封以粘土，再按上自己的印章或指紋，接收的官員只要看到粘土上的指紋完好無(wú)損，就知道中途無(wú)人拆過(guò)。當人們每天照常拆開(kāi)封上泥的文書(shū)時(shí)，并沒(méi)有意識到，指紋身上的歷史車(chē)輪，已經(jīng)悄然轉動(dòng)。
指紋識別技術(shù)應用如此早 未來(lái)已插上翅膀
唐代時(shí)期，指紋被官員和百姓們廣泛用于文書(shū)、契約的落款上，開(kāi)始初步具備“證明我是我”的作用；時(shí)至宋代，已經(jīng)出現鄉村豪強通過(guò)偽造指紋來(lái)霸占良家田地的“高智商犯罪”。而這起惡性案件，最終也因為“指紋”這一關(guān)鍵證據而被偵破。這意味著(zhù)，當時(shí)的指紋識別技術(shù)（人眼），已經(jīng)足以分辨出“是誰(shuí)按的”以及“是不是當時(shí)按的”這兩個(gè)關(guān)鍵維度的差異。
在中國將指紋利用得越來(lái)越廣泛的同時(shí)，外國人也沒(méi)閑著(zhù)。1892年，遠在大西洋沿岸的阿根廷，警方也根據留在門(mén)上的血污拇指印作為證據成功抓獲了兇手，并將“指紋”作為定罪的重要憑據。很遺憾，在這方面，他們比中國整整晚了800年。
在“指紋識別”乘上現代技術(shù)的高鐵之前，還被中國人開(kāi)發(fā)出一個(gè)非常有趣的“土用法”。
1936年，寧夏省在省內推行居民證制度。但當時(shí)的相機技術(shù)還未進(jìn)入民用領(lǐng)域，給每個(gè)居民都拍張照片實(shí)在是太燒錢(qián)，怎么辦呢？機智的官員想出一個(gè)妙招：辦理證件時(shí)，讓居民把雙手交給工作人員查看，工作人員按順序記下每只手指的特征。手指肚的紋路是同心圓的，記為“O”，紋路不是同心圓的，記為“X”；將這樣得到的一組XXXOOXOOXO數據記錄在身份證上，作為居民的身份識別工具。在這里，指紋僅僅通過(guò)數量的累計，就讓“差異性”達到了指數級的暴增，得以成為居民們最早期的“身份證號”。
然而，和很多古代技術(shù)一樣，指紋的廣泛應用雖然是從中國開(kāi)始，但相關(guān)現代技術(shù)的積累和爆發(fā)，全都是拜西方人的功勞。19世紀，英國人收集了大量中國和日本的陶器文書(shū)，對上面的手指印產(chǎn)生興趣并展開(kāi)了研究。在19世紀末，英國人首次提出了“指紋具有唯一性”這一重磅觀(guān)點(diǎn)。在此之外，他們還順手證實(shí)了另一位學(xué)者在二十年前提出的一個(gè)理論：指紋終身不會(huì )變。
如果說(shuō)，日后指紋技術(shù)的發(fā)展速度如火箭一般迅速的話(huà)，那么在這一刻，它的燃料已經(jīng)裝填完畢了。
現代指紋技術(shù)的飛速發(fā)展
果然沒(méi)過(guò)多久，標志著(zhù)現代指紋學(xué)誕生的《指紋學(xué)》正式出版了；次年，另一個(gè)英國人以《指紋學(xué)》為依據建立了“指紋分類(lèi)規則”，并在短短十幾年間被英德美法多個(gè)國家納為規范，不久后FBI（美國聯(lián)邦調查局）也參與進(jìn)來(lái)，主導將美國公民的指紋印上卡片并建立指紋庫。到了1969年，僅FBI收集的指紋就覆蓋了1600萬(wàn)人。而經(jīng)驗豐富的FBI也開(kāi)始意識到人工搜集指紋太過(guò)繁瑣，于是申請與美國國家標準局共同研發(fā)指紋識別技術(shù)，目前許多大型的自動(dòng)指紋識別系統（AFIS）的公司也在此時(shí)創(chuàng )立和發(fā)展起來(lái)。20世紀90年代初，我國也成功研制出了指紋識別系統。
在當時(shí)的世界范圍內，指紋識別暫時(shí)只應用于刑偵領(lǐng)域，并沒(méi)有人意識到，這項新技術(shù)將如后來(lái)的智能手機一樣席卷全球。
進(jìn)入21世紀，指紋漸漸進(jìn)入民用領(lǐng)域。2003年，富士通推出了第一款帶有指紋識別的手機，但由于傳感器限制，只能采用刮擦式的識別方式，意義大于實(shí)際，沒(méi)有在市場(chǎng)引起波瀾。不過(guò)值得注意的是，富士通采用的技術(shù)正是來(lái)自之后你我熟知的AuthenTec。
2012年，蘋(píng)果收購AuthenTec公司，業(yè)界震動(dòng)；一年后iPhone5s正式發(fā)布，將真正“好用”的指紋識別帶到了大眾面前——這一次，指紋識別終于回到了最初的樣子，像“在文書(shū)上按手印”一樣方便、自然，無(wú)需任何學(xué)習成本。
兩年后，華為Mate7作為第一款Android指紋識別手機正式發(fā)布，這一次的方案來(lái)自瑞士公司FPC，但由于指紋模塊被放在了背面，受到不少吐槽。
2014年12月，魅族發(fā)布了第一款國內帶有正面按壓式指紋的Android手機MX4Pro，這一次，指紋識別技術(shù)來(lái)自國內的匯頂科技。
其實(shí)MX4Pro的指紋識別在實(shí)現過(guò)程上與iPhone并不相同；然而在實(shí)現結果上卻和iPhone相差無(wú)幾，MX4Pro上優(yōu)秀的表現一時(shí)間為兩家公司帶來(lái)空前關(guān)注。至此，指紋識別技術(shù)已成AuthenTec、FPC、匯頂三足鼎立之勢，搭載指紋識別的智能手機也如春筍相繼冒出。
2016年6月，魅藍3s通過(guò)699的售價(jià)把指紋識別帶進(jìn)了百元機時(shí)代，為指紋識別“從土辦法的廣泛應用，到化為電子技術(shù)并再次被廣泛應用，最終走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)、成為一項人人都能用上的技術(shù)”的歷程畫(huà)上了圓滿(mǎn)的句號。
指紋識別的未來(lái)
前面說(shuō)到，20世紀時(shí)，FBI不堪統計之重負，敦促大家一起研發(fā)自動(dòng)指紋識別技術(shù)，一路剎不住車(chē)地從刑偵領(lǐng)域飆到了民用領(lǐng)域，進(jìn)入民用領(lǐng)域之后，指紋識別技術(shù)在硬件方面主要經(jīng)歷了四個(gè)階段。
▲光學(xué)識別
光學(xué)是最早期的指紋識別技術(shù)，只需要簡(jiǎn)單地將傳感器的光線(xiàn)照射到手指表面獲取紋路，作為識別的數據。公司打卡和門(mén)禁系統大都采用這種技術(shù)。在使用這種技術(shù)的機器面前，你可以看到一個(gè)綠色或紅色的小底燈照射在采集區域。
由于光學(xué)識別只能止步于皮膚的表皮層，受手指是否干凈的影響比較大。更嚴重的是，光學(xué)傳感器可以接受偽造的指紋。目前，缺陷纏身的光學(xué)識別開(kāi)始逐漸被淘汰。
▲半導體識別
半導體識別是目前最主流和成熟的識別技術(shù)，分為“電容識別”和“射頻識別”。前者利用電容檢測指紋的凹凸，雖然還是對手指的干凈程度有較高要求，但好在已經(jīng)具備了分辨活體/偽造指紋的能力，是目前指紋識別手機普遍采用的方案；后者使用微量的射頻信號穿透手指的表皮層獲取里層的紋路，是各家手機廠(chǎng)商下一步進(jìn)化的方向。
▲超聲波識別
超聲波識別是去年由高通發(fā)起的方案，通過(guò)超聲波對手指紋路采樣，帶來(lái)了兩個(gè)令人振奮的新特性：一、直接滲透到皮膚之下識別3D特征和血液流動(dòng)情況。這意味著(zhù)識別過(guò)程中不需要再保持手指干凈，順便大幅度提升了偽造指紋的門(mén)檻（血液流動(dòng)）。二、不需要手指直接接觸。這意味著(zhù)可以將識別模塊沉到玻璃之下，不需要實(shí)體按鍵就足以完成識別。
基于這兩點(diǎn)我們有理由認為，在可見(jiàn)的未來(lái)里，高通的超聲波識別最有可能成為指紋識別的終極方案。而在軟件上，人類(lèi)現在對指紋的利用也還遠遠不夠——甚至可以說(shuō)，還處在早期開(kāi)拓的蠻荒時(shí)代。因為每個(gè)人都明白，指紋的唯一性并不是以“個(gè)人”為單位，而是以“單個(gè)指紋”為單位。這意味著(zhù)，對于一個(gè)人來(lái)說(shuō)，指紋并不是一把鑰匙，而是十把。順著(zhù)這條思路，指紋識別的應用便無(wú)形中增加了無(wú)數的想象空間。
當陌生人來(lái)借用手機時(shí)，你可以使用中指解鎖，手機直接調出訪(fǎng)客模式供他使用；當你需要給親愛(ài)的發(fā)送消息時(shí)，用無(wú)名指解鎖，一秒鐘進(jìn)入聊天頁(yè)面；當家里熊孩子要玩游戲的時(shí)候，用小拇指解鎖，自動(dòng)進(jìn)入游戲模式，只能訪(fǎng)問(wèn)游戲文件夾里的App內容；甚至可以給孩子買(mǎi)一個(gè)iPad，平時(shí)他自己的手指只能解鎖學(xué)習內容，唯有你才可以解鎖游戲和上網(wǎng)功能……
這些想象空間，很大程度上正囿于“電容式識別”的技術(shù)瓶頸的限制，當未來(lái)超聲波識別成為主流，當識別深入到手指內部的3D特征，當個(gè)體識別準確率無(wú)限接近于100%的指紋技術(shù)再一次像今天這樣被普及到百元機，更多充滿(mǎn)想象力的指紋應用，將再一次近在你我眼前。
古代指紋技術(shù)的應用
古老而神秘的東方巨龍，是公認的“指紋”發(fā)源地。早在秦漢時(shí)期，中國就開(kāi)始盛行一種名為“封泥”的土法子：官員們?yōu)榱朔乐刮臅?shū)被私拆，會(huì )將寫(xiě)有文書(shū)的木牘用繩子捆住，封以粘土，再按上自己的印章或指紋，接收的官員只要看到粘土上的指紋完好無(wú)損，就知道中途無(wú)人拆過(guò)。當人們每天照常拆開(kāi)封上泥的文書(shū)時(shí)，并沒(méi)有意識到，指紋身上的歷史車(chē)輪，已經(jīng)悄然轉動(dòng)。
指紋識別技術(shù)應用如此早 未來(lái)已插上翅膀
唐代時(shí)期，指紋被官員和百姓們廣泛用于文書(shū)、契約的落款上，開(kāi)始初步具備“證明我是我”的作用；時(shí)至宋代，已經(jīng)出現鄉村豪強通過(guò)偽造指紋來(lái)霸占良家田地的“高智商犯罪”。而這起惡性案件，最終也因為“指紋”這一關(guān)鍵證據而被偵破。這意味著(zhù)，當時(shí)的指紋識別技術(shù)（人眼），已經(jīng)足以分辨出“是誰(shuí)按的”以及“是不是當時(shí)按的”這兩個(gè)關(guān)鍵維度的差異。
在中國將指紋利用得越來(lái)越廣泛的同時(shí)，外國人也沒(méi)閑著(zhù)。1892年，遠在大西洋沿岸的阿根廷，警方也根據留在門(mén)上的血污拇指印作為證據成功抓獲了兇手，并將“指紋”作為定罪的重要憑據。很遺憾，在這方面，他們比中國整整晚了800年。
在“指紋識別”乘上現代技術(shù)的高鐵之前，還被中國人開(kāi)發(fā)出一個(gè)非常有趣的“土用法”。
1936年，寧夏省在省內推行居民證制度。但當時(shí)的相機技術(shù)還未進(jìn)入民用領(lǐng)域，給每個(gè)居民都拍張照片實(shí)在是太燒錢(qián)，怎么辦呢？機智的官員想出一個(gè)妙招：辦理證件時(shí)，讓居民把雙手交給工作人員查看，工作人員按順序記下每只手指的特征。手指肚的紋路是同心圓的，記為“O”，紋路不是同心圓的，記為“X”；將這樣得到的一組XXXOOXOOXO數據記錄在身份證上，作為居民的身份識別工具。在這里，指紋僅僅通過(guò)數量的累計，就讓“差異性”達到了指數級的暴增，得以成為居民們最早期的“身份證號”。
然而，和很多古代技術(shù)一樣，指紋的廣泛應用雖然是從中國開(kāi)始，但相關(guān)現代技術(shù)的積累和爆發(fā)，全都是拜西方人的功勞。19世紀，英國人收集了大量中國和日本的陶器文書(shū)，對上面的手指印產(chǎn)生興趣并展開(kāi)了研究。在19世紀末，英國人首次提出了“指紋具有唯一性”這一重磅觀(guān)點(diǎn)。在此之外，他們還順手證實(shí)了另一位學(xué)者在二十年前提出的一個(gè)理論：指紋終身不會(huì )變。
如果說(shuō)，日后指紋技術(shù)的發(fā)展速度如火箭一般迅速的話(huà)，那么在這一刻，它的燃料已經(jīng)裝填完畢了。
現代指紋技術(shù)的飛速發(fā)展
果然沒(méi)過(guò)多久，標志著(zhù)現代指紋學(xué)誕生的《指紋學(xué)》正式出版了；次年，另一個(gè)英國人以《指紋學(xué)》為依據建立了“指紋分類(lèi)規則”，并在短短十幾年間被英德美法多個(gè)國家納為規范，不久后FBI（美國聯(lián)邦調查局）也參與進(jìn)來(lái)，主導將美國公民的指紋印上卡片并建立指紋庫。到了1969年，僅FBI收集的指紋就覆蓋了1600萬(wàn)人。而經(jīng)驗豐富的FBI也開(kāi)始意識到人工搜集指紋太過(guò)繁瑣，于是申請與美國國家標準局共同研發(fā)指紋識別技術(shù)，目前許多大型的自動(dòng)指紋識別系統（AFIS）的公司也在此時(shí)創(chuàng )立和發(fā)展起來(lái)。20世紀90年代初，我國也成功研制出了指紋識別系統。
在當時(shí)的世界范圍內，指紋識別暫時(shí)只應用于刑偵領(lǐng)域，并沒(méi)有人意識到，這項新技術(shù)將如后來(lái)的智能手機一樣席卷全球。
進(jìn)入21世紀，指紋漸漸進(jìn)入民用領(lǐng)域。2003年，富士通推出了第一款帶有指紋識別的手機，但由于傳感器限制，只能采用刮擦式的識別方式，意義大于實(shí)際，沒(méi)有在市場(chǎng)引起波瀾。不過(guò)值得注意的是，富士通采用的技術(shù)正是來(lái)自之后你我熟知的AuthenTec。
2012年，蘋(píng)果收購AuthenTec公司，業(yè)界震動(dòng)；一年后iPhone5s正式發(fā)布，將真正“好用”的指紋識別帶到了大眾面前——這一次，指紋識別終于回到了最初的樣子，像“在文書(shū)上按手印”一樣方便、自然，無(wú)需任何學(xué)習成本。
兩年后，華為Mate7作為第一款Android指紋識別手機正式發(fā)布，這一次的方案來(lái)自瑞士公司FPC，但由于指紋模塊被放在了背面，受到不少吐槽。
2014年12月，魅族發(fā)布了第一款國內帶有正面按壓式指紋的Android手機MX4Pro，這一次，指紋識別技術(shù)來(lái)自國內的匯頂科技。
其實(shí)MX4Pro的指紋識別在實(shí)現過(guò)程上與iPhone并不相同；然而在實(shí)現結果上卻和iPhone相差無(wú)幾，MX4Pro上優(yōu)秀的表現一時(shí)間為兩家公司帶來(lái)空前關(guān)注。至此，指紋識別技術(shù)已成AuthenTec、FPC、匯頂三足鼎立之勢，搭載指紋識別的智能手機也如春筍相繼冒出。
2016年6月，魅藍3s通過(guò)699的售價(jià)把指紋識別帶進(jìn)了百元機時(shí)代，為指紋識別“從土辦法的廣泛應用，到化為電子技術(shù)并再次被廣泛應用，最終走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)、成為一項人人都能用上的技術(shù)”的歷程畫(huà)上了圓滿(mǎn)的句號。
指紋識別的未來(lái)
前面說(shuō)到，20世紀時(shí)，FBI不堪統計之重負，敦促大家一起研發(fā)自動(dòng)指紋識別技術(shù)，一路剎不住車(chē)地從刑偵領(lǐng)域飆到了民用領(lǐng)域，進(jìn)入民用領(lǐng)域之后，指紋識別技術(shù)在硬件方面主要經(jīng)歷了四個(gè)階段。
▲光學(xué)識別
光學(xué)是最早期的指紋識別技術(shù)，只需要簡(jiǎn)單地將傳感器的光線(xiàn)照射到手指表面獲取紋路，作為識別的數據。公司打卡和門(mén)禁系統大都采用這種技術(shù)。在使用這種技術(shù)的機器面前，你可以看到一個(gè)綠色或紅色的小底燈照射在采集區域。
由于光學(xué)識別只能止步于皮膚的表皮層，受手指是否干凈的影響比較大。更嚴重的是，光學(xué)傳感器可以接受偽造的指紋。目前，缺陷纏身的光學(xué)識別開(kāi)始逐漸被淘汰。
▲半導體識別
半導體識別是目前最主流和成熟的識別技術(shù)，分為“電容識別”和“射頻識別”。前者利用電容檢測指紋的凹凸，雖然還是對手指的干凈程度有較高要求，但好在已經(jīng)具備了分辨活體/偽造指紋的能力，是目前指紋識別手機普遍采用的方案；后者使用微量的射頻信號穿透手指的表皮層獲取里層的紋路，是各家手機廠(chǎng)商下一步進(jìn)化的方向。
▲超聲波識別
超聲波識別是去年由高通發(fā)起的方案，通過(guò)超聲波對手指紋路采樣，帶來(lái)了兩個(gè)令人振奮的新特性：一、直接滲透到皮膚之下識別3D特征和血液流動(dòng)情況。這意味著(zhù)識別過(guò)程中不需要再保持手指干凈，順便大幅度提升了偽造指紋的門(mén)檻（血液流動(dòng)）。二、不需要手指直接接觸。這意味著(zhù)可以將識別模塊沉到玻璃之下，不需要實(shí)體按鍵就足以完成識別。
基于這兩點(diǎn)我們有理由認為，在可見(jiàn)的未來(lái)里，高通的超聲波識別最有可能成為指紋識別的終極方案。而在軟件上，人類(lèi)現在對指紋的利用也還遠遠不夠——甚至可以說(shuō)，還處在早期開(kāi)拓的蠻荒時(shí)代。因為每個(gè)人都明白，指紋的唯一性并不是以“個(gè)人”為單位，而是以“單個(gè)指紋”為單位。這意味著(zhù)，對于一個(gè)人來(lái)說(shuō)，指紋并不是一把鑰匙，而是十把。順著(zhù)這條思路，指紋識別的應用便無(wú)形中增加了無(wú)數的想象空間。
當陌生人來(lái)借用手機時(shí)，你可以使用中指解鎖，手機直接調出訪(fǎng)客模式供他使用；當你需要給親愛(ài)的發(fā)送消息時(shí)，用無(wú)名指解鎖，一秒鐘進(jìn)入聊天頁(yè)面；當家里熊孩子要玩游戲的時(shí)候，用小拇指解鎖，自動(dòng)進(jìn)入游戲模式，只能訪(fǎng)問(wèn)游戲文件夾里的App內容；甚至可以給孩子買(mǎi)一個(gè)iPad，平時(shí)他自己的手指只能解鎖學(xué)習內容，唯有你才可以解鎖游戲和上網(wǎng)功能……
這些想象空間，很大程度上正囿于“電容式識別”的技術(shù)瓶頸的限制，當未來(lái)超聲波識別成為主流，當識別深入到手指內部的3D特征，當個(gè)體識別準確率無(wú)限接近于100%的指紋技術(shù)再一次像今天這樣被普及到百元機，更多充滿(mǎn)想象力的指紋應用，將再一次近在你我眼前。
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