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指紋識別被破解？深入皮下提高鎖安全
2021年08月26日 11:40:04
來源：化工儀器網 作者：宋池 點擊量：8413
如何使指紋識別技術能夠分辨出仿造指紋？浙江工業大學計算機科學與技術學院的研究團隊與公安部第一研究所合作提出了一種解決方案——將指紋識別的識別深度深入到手指皮膚表現下1至3毫米，除了手指表面的指紋信息之外，還能夠采集高分辨率的三維皮下結構信息。
【化工儀器網 項目成果】將每個人獨一無二的指紋作為識別身份的特征應用于各種“鎖”中，已經不止是科幻作品中的情節。無論是指紋門鎖還是手機等電子產品的指紋解鎖，指紋識別在日常生活中早已獲得了廣泛應用。這種旁人難以復制的“鑰匙”極大提高了現代電子鎖的安全性。
然而自古鎖與開鎖技術就在不斷互相斗爭，當指紋成為特殊的鑰匙后，指紋鎖的破解技術也在不斷發展。在影視作品中，利用特殊材料仿造指紋破解指紋鎖屢見不鮮，而在現實生活中，隨著3D打印等技術的發展，仿造指紋的方法也已經成為現實。當指紋鎖的安全性受到挑戰，作為目前使用最廣的生物識別技術，指紋識別技術也需要進一步發展。
如何使指紋識別技術能夠分辨出仿造指紋？浙江工業大學計算機科學與技術學院的研究團隊與公安部第一研究所合作提出了一種解決方案——將指紋識別的識別深度深入到手指皮膚表現下1至3毫米，除了手指表面的指紋信息之外，還能夠采集高分辨率的三維皮下結構信息。
指紋是表皮層與真皮層之間的真皮組織向表皮的凸起。皮膚表面的指紋只是表皮層頂部角質層的輪廓，而在角質層之下依然存在內部指紋。指尖內部指紋是外部指紋的來源，一方面受到角質層的保護，不容易被破壞，并且不會受到灰塵、汗水等外部環境因素的影響，采集內部指紋避免了現有的指紋識別技術獲取表面圖形，識別精度較差等問題。另一方面，目前的指紋仿造技術僅能偽造表面指紋紋路，沒有角質層下面的內部指紋以及汗腺等皮膚內部組織結構信息，可以大幅提高現有指紋識別技術的安全性。
浙江工業大學與公安部第一研究所研發的新一代手指內部多模態生物特征采集技術可以立體掃描出內外指紋及汗腺汗孔的圖像，既加強了對指紋仿造技術的防御，也加強了指紋信息采集的效果，提高識別精度。在試驗中，設備可以識別出沒有內部指紋和皮下三維結構數據的特制假手指和指紋膜，如果指紋膜極薄甚至可以提取到真實的指紋信息。
據介紹，這新的指紋識別設備包括棱鏡、濾光片、熒光光源、工業相機、光纖耦合器等器件，利用全內反射(TIR)技術采集外部指紋，同時利用光學相干斷層掃描(OCT)同步采集內部指紋。兩個完全不同的光路系統通過自制的梯形棱鏡融合，以實現相同的測量面積和同步采集。為保證光學相干層析成像的面積，團隊還采用了小光斑光纖準直器和長焦透鏡。此外，研究團隊針對每個人的角質層厚度不一的問題還特別開發了深度自適應多卷積融合技術，即使每個人的人體組織深度不同，也可以通過智能算法正確獲取皮下組織結構信息。
目前，國產智能手機基本都采用了指紋解鎖技術，而指紋智能門鎖市場規模也在不斷擴大。隨著指紋識別技術的應用越來越廣，其安全性以及信息采集能力也需要更加重視。不僅需要加強識別假指紋的能力，還需要保證老人、小孩或者天生指紋不明顯的人也能夠順利解鎖。新的技術為實現這兩項能力提供了可能，目前這一技術還未投入實用，但團隊下一步將聯合企業對設備性能進行持續驗證，也許不久之后我們就能用上更安全的指紋鎖。
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