2018年2月26日

隱藏在靈魂之窗內的細節-虹膜辨識

張劍平/健行科大資訊工程系教授。



國際巨星湯姆克魯斯(Tom Cruise)主演的《不可能的任務:失控國度》(Mission: Impossible – Rogue Nation)影片中出現大量生物認證技術的橋段,使觀眾印象深刻,其中包括使用掌紋辨識、步態辨識、視網膜辨識、語音辨識與虹膜辨識等先進的生物認證技術,預告了生物認證未來將大幅度的改寫人類的生活型態。由於行動裝置應用普及,虹膜辨識技術及應用發展趨勢將會更加融入人們的生活中,包括從近紅外光到多光譜影像、從人配合機器到機器配合人、從固定設備到穿戴裝置、從一般演算法到人工智慧(Artificial Intelligence, AI)深度學習方法、從限制環境到複雜場景、從各種不同規範到標準規範等。

隨著互聯網與物聯網的蓬勃發展,生物認證技術在身份認證領域越來越受到世界各國政府的高度重視,已將生物認證明定為高等級的資訊安全系統所需採用的身份認證技術。業界普遍認為生物認證正逐漸取代傳統身份認證技術,而作為生物認證的尖端代表──虹膜辨識技術,更以具有高精確性、高唯一性、高可靠性等特性,扮演著獨領風騷的角色。而虹膜辨識是什麼?你對它的瞭解又有多少呢?經由閱讀此文,將會讓你對虹膜辨識有全面性深入的理解。

圖一:人眼眼球基本構造圖。(Shutterstock)

虹膜是什麼
虹膜是瞳孔周圍的環狀顏色組織,眼球的基本構造如(圖一),中央黑色部份為瞳孔區,其外圍為虹膜區,由於它擁有豐富而各不相同的紋理圖案,構成了虹膜識別的基礎。虹膜的形成由遺傳基因決定,在母體胚胎時即已成形,不同的人種亦有不同的顏色及紋理特徵。虹膜辨識就是基於這些細微紋理分佈的變化,作為個人身分辨識的依據。此外,由於虹膜外部有透明的角膜將其與外界相隔離,因此,發育完全的虹膜不易受到外界的傷害而產生變化。

虹膜特徵的優點
目前市面上使用的生物識別可以分為指紋辨識、人臉辨識、聲音辨識、虹膜辨識與靜脈辨識等。其中,指紋辨識應用已經極為廣泛,而人臉辨識應用正興起,這2 項識別技術最為大眾熟知。近年來,不少硬體廠商為增加商品賣點,將指紋辨識、人臉辨識作為熱門的廣告宣傳重點,但仍有可能發生偽冒情形。

以業界來看,生物識別領域中能夠長久有其存在價值的技術,應是虹膜辨識技術。虹膜辨識具有唯一性、穩定性、不易偽造性、活體檢測等特點,在安全性能上佔絕對優勢。虹膜辨識技術需要活體的虹膜資訊,眼球剝離人體後,虹膜會隨瞳孔放大失去活性,將被機器拒絕。因此,虹膜辨識的安全性極高。

經過英國政府通信電子安全性群組(Communications Electronic Security Group, CESG)委託,英國國家物理實驗室(National Physical Laboratory, NPL)通過廣泛的實驗研究,對各類人體生物特徵辨識技術作了分析比較,目前最流行的三大生物認證技術之分析比較如表一所示。

表一:三大生物認證技術之分析。

日本自動識別專題研討會(AIM)經廣泛科學的論證得出結論:虹膜識別準確率是指紋識別的1200 倍,是人臉識別的12000 倍,更是聲音識別的40000 倍。對不同人體生物識別技術,還可從以下方面2 個具體比較進行分析:......【更多內容請閱讀科學月刊第579期】

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