安全性一直是困擾指紋識別技術最大的問題。就連號稱最安全的蘋果Touch ID，在推出的當天就被混沌電腦俱樂部的黑客們破解了，黑客們利用制作出的假指紋膜可以輕易破解Touch ID。由此，這種指紋身份驗證的安全性似乎在一開始就招致人們的懷疑。

　　近日在德國第31屆混沌電腦俱樂部大會上，該俱樂部成員表示已經掌握了新的技術，可以通過遠距離拍攝的幾張手指照片，便可復制出人們的指紋。據稱，此前他們已成功提取復制了德國國防部長Ursula von der Leyen的指紋。這無疑又一次將指紋識別的安全問題推向風口浪尖。

　　指紋識別安全性低，源于特征點不足

　　印象認知總經理、國內知名指紋識別專家王曙光博士指出，指紋識別過程中，會從指紋圖像中提取具有特征性的部分，并將其轉換成記錄了其位置關系的數據，簡稱特征數據。指紋識別時就對這些特征數據進行相互比較。iPhone5s等指紋識別功能之所以被輕易攻破，很大一部分原因是由于指紋采集面積小、特征點不足等問題造成。

　　指紋的特征通常可分為三級。一級特征表示指紋的紋型、流向等宏觀特征;二級特征表示指紋的Galton細節，即紋線的分叉點、端點等特征;三級特征則是更高分辨率上的紋線屬性，例如紋線的偏移、寬度、汗孔、褶皺、傷疤等，以及其他的永久性特征。在國內、國際刑偵，包括傳統指紋識別應用市場，基本采用二級特征。但隨著智能手機的發展，受限于尺寸及成本，二級特征已經越來越不能滿足安全需求。

　　當指紋采集面積足夠大時，基于二級特征的識別具有很高的準確性。一些最優秀的算法可以達到0.1%的EER(Equal Error Rate，相等錯誤率。是衡量指紋識別準確性的主要指標，EER 越低，意味著識別準確性越高)。但智能手機需要使用尺寸更小的指紋傳感器，例如Touch ID采用的是4.5×4.5mm 芯片面積的半導體傳感器，分辨率只有500 PPI。而印象認知團隊在做相關測試時發現，在如此小的指紋采集面積和如此低的分辨率的傳感器上進行指紋識別，基于特征點的指紋識別傳統算法的EER有可能升高至15%以上，這個數據意味著指紋識別將同時有15%的拒識率及15%的誤識率。而即便僅作為手機的屏幕解鎖，這種識別準確性也是不可接受的。

　　“汗孔識別”檢測完美解除指紋識別安全危機

　　王曙光博士介紹，如果提高采集分辨率，獲得第三級特征，情況則變得完全不同。目前相關的實驗顯示，在小尺寸采集面積時，汗孔識別比細節點識別具有明確優勢，可通過汗孔識別提高指紋識別準確性。但使用第三級特征，至少要求指紋采集的分辨率達到 1000PPI。而即使是蘋果手機上攜帶的電容式指紋傳感器，其分辨率能做到500PPI已是極致，遠遠無法滿足這一市場需求。

　　為了研發高分辨率的指紋傳感器，印象認知重新審視了中國古老的“小孔成像原理”，進行了細致研究，并基于此成功實現MAPIS技術(矩陣式微孔陣列)。這一技術的實現不僅將傳統的光學指紋傳感器模組壓縮到1.5mm的超薄尺寸，只要調節小孔間距、縮短物距即可輕易達到高分辨率。據了解，目前通過MAPIS技術成功研發的一款超薄型光學指紋傳感器“UTFIS”已在2015年美國CES展上發布。UTFIS傳感器的尺寸為11.25×7mm，厚度僅有1.5mm，且突破性的獲得了2000ppi的超高分辨率，成為全球首款可用于移動電子設備的2000PPI指紋傳感器。

　　據介紹，UTFIS傳感器擁有2000PPI的超高分辨率，可以實現指紋識別的第三級特征“汗孔識別”檢測。人體汗孔不停分泌汗液，降溫、保持皮膚濕潤，是人體活性檢測的重要證據;特別地，有研究表明，人體手指失去生命活力后(人體死亡或手指被切除)，手指汗孔會停止分泌汗液而導致汗孔萎縮。而UTFIS傳感器可通過檢測手指汗孔活性，判定是否活體指紋，可以非常有效地防范假指紋膜的攻擊，同時還可以大大提高指紋識別的準確度。這意味著，黑客依靠其他技術手段提取的指紋圖像，所制作的沒有活性的指紋膜將無法被UTFIS傳感器所識別，更無法用來破解用戶的指紋密碼。

　　“本次CES展上，我們重點演示了蘋果的指紋膜攻擊，包括蘋果iPhone6手機、iPad2在內的多款蘋果設備全部中招，而在UTFIS傳感器上，這種指紋膜根本無法成像。”王曙光如是說。

　　高分辨率圖像技術或成指紋識別的未來

　　未來，隨著移動電子設備的普及，通過指紋識別還可掌握移動支付入口，指紋識別技術將為每一個用戶提供更加安全的隱私保護服務。為了解決安全問題，很多指紋認證方案提供商也推出了軟硬件解決方法。

　　目前大部分的解決方案主要是將注意力集中在指紋數據的安全性上，即將指紋數據儲存在一個獨立的“黑盒子”中，這個“黑盒子”與主操作系統隔離，就算手機中毒指紋數據也不會被外界讀取。但指紋數據本身的質量(指紋數據能否給用戶帶來安全性)還是來自于指紋傳感器的性能。因此，相比之下，通過高分辨率圖像技術實現的指紋識別的安全性，則更加具有說服力。

　　智能手機廠商對指紋識別的熱情還在持續升溫，未來1-2年，國內指紋識別產業鏈也將加速走向成熟。隨著技術的不斷升級，指紋識別傳感器的識別精度及安全級別也將會得到更大的提升。

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