生物特征认证

生物特征认证（共6篇）

生物特征认证 篇1

摘要：科学技术的大步发展在为人们的日常生活工作提供更多方便快捷途径的同时,也为人们的生活带来了一定的安全威胁。人们的相关证件、磁卡、密码等进行身份认证的工具容易被其他人盗用或是被自己丢失,这些不利于认证身份的因素都需要得到进一步的改进。本文从人体生物特征的生理特征方面,对目前身份认证技术的类型和各自的特点进行了简要的分析。

关键词：生物特征,信息技术,身份认证,改进分析

0引言

有关身份认证的信息技术实现了绑定实体身份和其某一身份证明证据的技术改进,根据人自身具有的独一无二的特点和稳定性,就可以防止其身份认证信息遭到盗用或伪造。这一项人体生物特征信息来进行身份认证的技术也是发展到现在最为安全的一项身份认证技术,尽管如此,它的不足之处也需要在逐步的实践中得到发现和改进。

1生物特征的主要类型和特征

生物特征的大概含义是不同个体在生理和行为方面区分开来的不同之处,这二者是在认证和识别个体身份时,主要用到的两个方面,下文中主要对不同个体的生理特征在身份认证技术方面的特点。在目前的科学技术情况下,以个人先天性生物特征为基础进行的身份认证,主要是从人体的指纹、虹膜、手掌、视网膜和脸相来进行深入探究的。由于人体生物特征的独特性,使得我们每个人都有着与众不同的身体基因构造,也就是进行身份认证的最有效根据。生物特征主要分为先天性与后天性这两种不同的特征,先天性是指人体与生俱来的生物特征,而后天性则相反, 是指人体后天生活中养成的一定习惯或者能力等其他。上述探究方面都是根据人体先天性的生物特征来进行身份认证,而后天性的生物特征也可以用来完成身份认证的技术工作。在声音和笔迹等其他后天性生物特征方面,对认证每个人的身份也是有一定效果的,只不过其可靠性没有先天性生物特征的高。

2先天性生理特征身份认证技术的主要类型

2.1以人体的虹膜为依据进行身份认证工作

主要由纤维组织构成,且隔开了眼睛的巩膜和瞳孔的器官部分,就是人眼的虹膜部分,里面充满了丰富的腺窝和皱褶等其他纤维组织,每个人的虹膜构成结构都是受基因影响而随机组成的。利用虹膜识别来进行身份认证工作时,首先需要采集个体的虹膜图像,然后对所收集到的虹膜图像进行预处理,分别是对虹膜图像进行定位工作、归一化和增强工作,接着提取出此虹膜的主要特征,再进行虹膜的编码和匹配工作。作为鉴别个体身份的一个重要特征,没有哪一个个体的虹膜结构与另外一个个体的虹膜结构是完全相同的,因此,虹膜结构在身份认证方面,就具有独一无二性、稳定性等其他很多方面的优势。认证个体的身份时,以虹膜为根据,就可以大大降低认证的错误率,提高身份认证工作的识别率,以生物特征为基础的身份认证技术发展到目前为止,虹膜识别的身份认证工作的准确率在所有生物特征认证技术中是最高的。

2.2以人体的指纹为依据进行身份认证工作

在人体手指的末梢,形成的乳突纹纹线图案就是指纹,尽管肉眼看上去好像每个人的指纹都长得差不多,但从理论上来说,世界上每个人的指纹、每个人每根手指的指纹都没有完全一样的。利用人体手指的指纹来进行身份认证工作时, 是分别通过整体的指纹特征和局部的指纹特征来进行判别,指纹纹线的起点、终点、转折点、分叉点等这些特征点都是认证个体身份的重要依据。小小的一个指纹却有着十分详细的信息,作为传统的以生物特征为基础进行身份认证的一项技术,依据指纹来进行识别和认证工作也是最为成熟的一项身份认证技术。到目前为止,全球的指纹识别技术也发展得较为完善,不仅全球各地都在鉴定识别指纹方面建立了相关工作机构和各罪犯指纹的详细信息数据库,而且在采集、处理和匹配指纹等环节的工作技术也得到了大步提高。理论上来说,每个个体的指纹从生下来后就不会产生变化,但在个体病变或者其他破坏的情况下,个体指纹的采集或者识别工作可能会进行得比较困难,且指纹在接触其他物体表层时,也会留下相应的痕迹,这些痕迹容易被其他人拿来进行复制。因此,利用个体的指纹生物特征来认证身份的相关技术还不够科学和完善,需要得到进一步的改进。

2.3以人体的脸部特征为依据进行身份认证工作

定位和检测人脸特征、提取人脸特征的有关数据信息以及确认其身份,是以人体的脸部特征为根据进行身份认证工作的三个主要步骤和环节。日常生活中,利用人脸的五官特征来进行身份识别是最常见也是最常用的身份识别方式,例如我们在与周遭亲人、朋友和同学等人进行交往的时候,最先都是根据他们的脸部特征来记住他们每一个人,因此,以人脸特征为依据来对个人身份进行认证有着比较广阔的应用空间。受人体在视觉方面的影响,人脸特征是最直接的身份识别方式, 由此安全验证系统和公安等方面,都利用识别人脸来进行相关身份认证的工作。定位人脸特征主要是指将需要识别认证的人脸图像分为两个主要的部分,那就是非人脸区域和人脸区域,然后对其中的人脸区域进行处理和比较。检测人脸特征则是指区分人脸图像中静止与运动的图像。在提取人脸特征时,分别是对图像中人脸的五官特征进行比较和检测,如扫描和检测人脸双眼之间的距离,这样再利用灰度积分投影曲线分析和可变性模板等方式,来进行其他脸部特征信息的提取。将人脸的所有特征信息都检测分析出来后,再利用基于代数特征的方法或者其他有效人脸比较识别方法,与数据库中的其他人脸图像信息进行比较和分析,从而得出最后的结果。

3后天性生理特征身份认证技术的主要类型

相对于先天性生物特征身份认证技术而言,后天性生物特征在认证个体身份时,在身份信息的安全保障方面有着更多的缺陷与不足。所以利用后天性生物特征来进行身份认证的工作只能在日常生活、 学习或者工作中起到识别身份的简单作用,而不能应用于需要高安全保障的身份认证系统中。

3.1以人体的声纹为依据进行身份认证工作

所谓声纹,其实就是日常生活中我们所说的语音或者音色,它是由个体声带在说话时发出的声波而形成的,从而使人体能够正常地发出声音。舌、牙齿、鼻腔等器官都是形成声纹的主要部分,虽然它们也是个体先天性的身体器官,但部分个体之间的音色相似性过高,使得利用声波来进行身份认证的工作安全性不够高。假若只对个体的声纹谱图进行分析的话,就能够提高声纹认证的安全性,防止其他伪造声纹成功破解系统。只是分析声纹谱图的系统过于复杂,到目前为止,我们在这一方面的科学技术还达不到这样高的要求,需要相关科学家和学者进行进一步的研究探讨和改造。

3.2以个体的笔迹为依据进行身份认证工作

笔迹的特征和声纹的特征有着十分相似的部分,它们都是容易被复制、盗用的身份信息,且个人的笔迹在不同时期都会有着一定的变化,没有固定性,容易被盗用,所以一般不将他们用于很重要的验证系统中。尽管如此,笔迹对识别个人身份还是有着重要的作用,在日常的文件签订、授权等工作中,都需要用到个人签名来进行证明,相比起其他高科技含量的身份认证技术,利用个人笔迹来进行身份认证的工作主要是日常生活中普通的身份识别。

4结语

上文分别对人体先天性和后天性的生理特征在身份认证方面工作的特点进行了分析,无论是先天性还是后天性,在认证身份的时候都有着它自身的优点和缺点。尽管没有一项完全满足所有条件的身份认证技术,但随着身份认证工作的重要性得到大幅度提升,相信身份认证的生物特征技术在日后的实践中能得到更大的的进进步步和和发发展展。 。

生物特征认证 篇2

关键词：教师职前教育课程；认证标准；认证程序；澳大利亚

澳大利亚不断推进教育改革进程，大约每10年更新一次教育改革总体目标。从1989年的《霍巴特宣言》（Hobart Declaration）提出十大学校教育目标，到1999年《21世纪学校教育的国家目标——阿德莱德宣言》（Adelaide Declaration on National Goals for Schooling in the Twenty-First Century，又称《21世纪国家学校教育目标》）提出提升学生学业标准、筹划国家课程建设、促进教育公平三大目标，再到2008年《澳大利亚青少年教育目标——墨尔本宣言》（Melbourne Declaration on Educational Goals for Young Australian）提出促进教育公平和教育优质，以及使所有澳大利亚青少年成为成功的学习者、自信而富有创造力的个体、积极且见多识广的公民两大目标[1]。为了实现这两大目标，2010年，澳大利亚发布了《澳大利亚教师专业标准》（Australian Professional Standards for Teachers）；2011年，澳大利亚公布了教师职前教育课程认证标准和程序，进一步健全了教师教育质量标准体系，为全方位提高教师质量，进而实现《澳大利亚青少年教育目标——墨尔本宣言》中提出的教育目标提供了有力保障。

澳大利亚教师职前教育课程认证体系健全，明确提出两大认证目标：一是通过持续改进教师职前教育，提高教师质量；二是基于透明、严格的标准和认证程序，构建教师教育机构实施高质量教师教育课程的问责机制。澳大利亚教师职前教育课程认证体系具有明确的认证原则、合理的认证目标、系统的认证要素、严格的认证标准、科学的认证程序，通过对这些元素的分析，笔者总结出澳大利亚教师职前教育课程体系的下述三大特征。[2]

一、认证主体多元化

澳大利亚教师职前教育课程认证体系明确规定了认证主体及其职责。认证主体由三方组成：澳大利亚教师管理局（Australasian Teacher Regulatory Authorities，ATRA）、澳大利亚教学与领导研究协会（Australian Institute for Teaching and Leadership，AITL）、认证专家委员会。在认证过程中，三方各司其职，通力协作。

ATRA是认证体系的执行主体，负责课程审批，即根据认证体系的相关原则、目标和标准，接受教师教育机构的课程认证申请，组织认证专家进行评审，并根据课程的审批情况撰写认证报告，最后作出课程认证决定。

认证专家委员会则由一线教师、教师教育者、教师雇主和其他相关专业人员的代表组成，代表由ATRA和AITL共同提名。专家委员会是认证体系的实施主体，在ATRA的领导和部署下，对各机构提交的认证或再认证材料进行审读和研究，根据相关原则、目标和标准，撰写和修改认证报告并提交ATRA。

AITL是认证系统的监督主体，主要职责包括：一是参与和监督课程标准的制定，以保障标准化系统的建立；二是提名一位教师教育机构所在区域之外的合格人员参加到认证专家委员会中，以打破地域的封闭性；三是制定认证过程的进度表，确保认证工作按时完成；四是建立国家教师职前教育课程认证数据库，并与其他机构保持密切联系，提高认证实施的有效性。

二、认证标准系统化

澳大利亚根据《澳大利亚教师专业标准》和《教师职前教育课程标准》来实施教师职前教育课程的认证。前者规定了包括初任教师在内的各类教师的专业标准，特别是描述教师教育机构培养的毕业生应该达到什么样的标准。后者描述如何保障毕业生达到这一标准。两者环环相扣，相辅相成。教师职前教育课程认证体系集过程标准和目标标准于一体，具有极强的系统性。

（一）《澳大利亚教师专业标准》

该标准从专业知识、专业实践和专业参与3个方面对初任教师提出了7条标准[3]。在专业知识层面：一是要了解学生及其学习方式；二是要掌握教学内容以及如何开展教学。在专业实践层面：一是要设计和实施有效的教与学活动；二是要创建和维护可以提供支持的、安全的学习环境；三是要评估、反馈和报告学生的学习情况。在专业参与层面：一是要参与专业学习；二是要与同事、家长或看护者、社区建立专业联系。

（二）《教师职前教育课程标准》

《教师职前教育课程标准》从课程目标、课程设置、课程准入、课程结构与内容、学校伙伴关系、课程资源整合、课程评价7个方面提出了具体标准。

1.课程目标

参加初次认证的教师教育机构须明确提出其毕业生能够达到初任教师专业标准，以及机构如何保障其毕业生达到这一标准；参加再次认证的教师教育机构须说明其毕业生达到初任教师专业标准及满足澳大利亚《国家资格框架》（National Qualification Framework）的具体要求。

2.课程设置

在与教师教育专业毕业生接收单位、专业教师培养机构，以及一线教师、教育研究者、相关文化和社区专家共同协商的基础上，综合考虑学校和教育系统需求、专业知识、权威的教育研究结果、社区期望等因素设置课程。

3.课程准入

教师职前教育课程对考生的智力水平、读写能力、算数能力和英语水平都有明确要求。合格者的读写能力和算术能力应处于群体的前30%，要通过国际英语语言测试，或拥有相当水平的英语语言能力测试成绩，在大学入学或者毕业时雅思成绩达到7.5分。

4.课程结构与内容

课程结构必须具有连贯性，能够较好地反映理论与实践之间的联系。教育专业学习包括通识知识、具体学科知识、教育学知识和实践体验。专业学习要包括至少两年的全职学习，如小学教师培养课程必须包括小学各领域的课程，以使小学教师能够胜任小学的教育教学工作。

5.学校伙伴关系

教师教育机构应与学校建立长期的伙伴关系，共同开展教师教育，特别是加强专业实践方面的交流与合作。本科或双学位教师教育中的专业实践时间不应少于80天，研究生学历教师教育中的专业实践时间不应少于60天。合理安排教学时间，并安排专门的指导和评估。教师教育机构应详细描述其与学校的伙伴关系进展、专业实习安排和持续时间、实习内容、实习计划的实施情况、实习评价标准和方法，以及对专业实习进行监督和专业支持的具体情况。教师教育机构及其合作伙伴需确保担任实习指导的教师的专业经历是合格的并通过认证的，实习指导教师需具备专业知识，且有能力对毕业生开展专业培训和指导，并协助教师教育机构评价毕业生是否达到初任教师专业标准。

6.课程资源整合

教师职前教育课程须配合实施有效的教学与评估策略，并充分利用包括信息通信技术在内的教学资源。教师教育机构要确保在课程实施过程中使用现代设备和资源，包括学生能够在学校中运用信息通信技术；确保教学设施符合现代高等教育学习环境的一般预期，易于组织实施，能够使用与教育相关的图书馆资源、信息通信技术。

7.课程评价

教师教育机构通过诸如学生评价信息、目的地调查、雇主和其他利益相关者反馈等途径完善课程，并定期对课程进行评估。教师教育机构向ATRA提交关于课程实施过程中遇到的挑战或课程调整的年度报告。教师教育机构为地方和国家层面师资供应报告的撰写工作提供数据，并协助建立教师教育质量的相关数据库。

三、认证过程专业化

澳大利亚教师职前教育课程的认证过程不是封闭式的、一次性的，而是不断提高质量与持续改进的动态过程，具体包括如下5个步骤。

第一，教师教育机构提交认证或再认证申请。所有的教师教育机构至少每5年就要向ATRA提交一次认证或再认证申请。一般情况下，ATRA对所有同一类型的教师教育机构同时进行认证；如果一个机构同时有多种培养课程（如培养不同教育阶段的教师），ATRA最好同时对所有课程进行认证。教师教育机构通常在课程实施前或认证过期之前8个月提交认证或再认证申请。教师教育机构要确保提交完整的申请材料，包括课程大纲、课程标准，以及证明毕业生能够达到初任教师标准的相关材料；再认证申请包括证明毕业生能够达到初任教师专业标准的材料。ATRA将根据课程标准作出认证资格的初步决定。若存在疑问，ATRA则需将向AITL汇报其决定，AITL将同相关教师认证部门进行协商。

第二，认证专家委员会实施评审。委员会将根据《教师职前教育课程标准》和《澳大利亚教师专业标准》对待认证课程进行评审。在评审过程中，AITL会提供其掌握的相关证据和附加材料来辅助专家组进行课程评审认证。小组审议有可能包括迭代的程序，如要求教师教育机构进一步提供信息和对申请材料进行完善等。认证专家委员会可能对教师教育机构进行实地考查，并当面向其告知存在的问题。

第三，评审结束后，认证专家委员会起草认证报告，并以书面形式向教师教育机构呈现。教师教育机构根据草拟的认证报告对之前所提交的材料进行修订。

第四，认证专家委员会撰写最终认证报告。在认证报告定稿之前，委员会会认真考虑及评估教师教育机构的反馈和修订材料，并与教师教育机构进行沟通。在提交最终认证报告时，委员会可能会为教师教育机构提出调整建议，以达到再认证要求。

第五，ATRA作出认证决定。ATRA向AITL提交是否通过认证的书面决定，AITL将据此更新国家认证数据库。

参考文献：

[1]Melbourne Declaration on Educational Goals for Young Australians[EB/OL] .http：//www.mceecdya.edu.au/verve/_resources/national_declaration_on_the_ educational_goals_for_young_australians.pdf，2015-05-29.

[2]Accreditation of Initial Teacher Education Programs in Australia-Standards and Procedures[EB/OL].http：//www.aitsl.edu.au/verve/_resources/Accreditation_of_initial_teacher_education.pdf，2015-06-01.

[3]National Professional Standards for Teachers[EB/OL].http：//www.atra.edu.au/Docs/AITSL_National_ Professional_Standards_for_Teachers.pdf，2015-06-03.

生物特征认证 篇3

1 当前人体生物特征信息隐藏和身份认证的发展状况

计算机技术的高速发展使得用户信息的安全受到很大威胁,常规的密保技术为密码技术,即将信息加密成密文,通过私钥系统(如DES、AES)和公钥系统(如RSA、ElGamal、ECC)来控制文件的读取,非授权用户没有权限读取文件。但伴随计算机的技术的发展,单纯通过增加密钥长度来确保系统安全性的方式越来越不可靠,即基于密码技术的信息系统危险性在不断增大,而且网路中出现大量数字作品(如图书、数字图像、音 / 视频),其具有易于获取、传播迅速块等特点,虽丰富了人们的精神文化生活,但是也给不良者提供便利,通过非法复制或篡改来获取利益,给所有者以及合法者造成利益损失,当前通过载体数据中存在的冗余信息来隐藏秘密信息,以确保信息的安全,并且建立了人体生物特征信息的身份认证技术构建成新的密匙保护系统。

1.1传统信息保护系统的弊端

传统的用户身份认证系统主要为以下两种:第一种是基于用户标示物的身份认证系统,即通过对能够代表用户身份的持有物进行的身份认证方式,例如用户的身份证、银行卡、护照等个人身份证明物件;第二:基于用户特定密语的身份认证技术,即在用户标示物认证技术之基础之上,用户还设定了特定密语,以双验证因子来增强身份认证系统的安全性,特定密语可为密码、卡号、暗语等等,这一种双因子身份认证方式,如银行的ATM机系统,但是这一种形式的身份认证技术的弊端有:标示物易伪造,容易受到假冒攻击,长密码难记、短密码容易遭攻击等等问题,以导致用户个人信息存在着泄露的危险。

1.2人体生物特征信息的发展

传统身份认证方式的安全弊端在于身份认证系统的标示物易伪造,为解决身份认证系统存在的弊端,提出了基于人体生物特征信息的身份认证技术方案,通过对人体本身所拥有的生物特征(如DNA、指纹、虹膜、人脸、手指静脉、视网膜、掌纹、耳廓、手形等特征信息)识别因素的深入研究,将人体生物特征(biometrics)作为身份认证系统的标示物,因其难伪造性大大提升了认证系统的安全性,其相较于传统身份认证系统,克服了传统身份认证技术所存在安全不断,有效地提升了认证系统安全性,在当前主要是用于重要信息的保护,当前应用前景较好为基于指纹的远程身份认证与密匙技术和基于人脸图像与虹膜特征的身份认证技术:

基于指纹的远程身份认证与密匙技术是通过将现有的指纹识别技术与密码技术相结合使用的身份认证技术,系统首先对用户指纹进行识别,认证后通过密匙获取控制权限,通过密码协议实现远程身份认证,克服了单一用户指纹特征信息身份认证的安全风险,同时为加强对用户指纹数据的隐私性保护,用户指纹以密匙加密的方式传输,解决了指纹泄露的风险性,提升了整个认证系统的的安全性和隐私性。

基于人脸图像与虹膜特征的身份认证技术是通过对人脸图像以及不可见虹膜的识别,是一种双重生物特征的身份认证技术,通过以人脸图像作为明显的标志表示数字文件的所有者身份,以虹膜为不可见标志作为对数字文件的保护表示,确保数字文件的版权保护,有效地遏制非法复制和篡改。

2 人体身份生物特征信息认证技术的发展

2.1 基于指纹的远程身份认证与密匙的智能卡技术

基于指纹的远程身份认证与密匙技术的双因子验证系统虽有效的增强了认证系统的安全性,但是在远程服务器身份认证中因网络安全仍旧存在着风险性,

图1为基于指纹的远程身份认证与密匙的智能卡远程认证系统的安全机理,为提高远程身份认证的安全性,部分专家提出了基于“智能卡 + 用户口令”的双因子远程身份认证方案,智能卡可独立运行密码运算,用于实现用户与远程认证系统之间的交互认证,而基于“智能卡 + 用户口令”的人体生物特征信息的身份认证系统,进一步提升了身份认证系统的安全性,所以这种双因子的远程身份认证被广泛使用,通过在智能卡中增加生物特征信息,以确保智能卡认证的安全,非用户本人是无法使用的智能卡,之后再结合用户口令,大大提高了系统的安全性。

这种双因子认证系统的核心为生物特征识别技术,将用户个人的生物特征作为身份鉴别的标识,通过将用户的指纹特征模板以及远程认证的秘密信息写入到智能卡中,在对智能卡应用生物特征识别技术进行加密,在远程登录时,用户现将智能卡插入远程登录专用智能卡读卡器中,在通过指纹录入用户个人的指纹特征信息,在将用户输入指纹与智能卡存储的指纹对比,若指纹相同,通过用户继续输入口令完成之后的认证步骤与远程服务器建立连接,此认证技术的优势在于:用户无需口令表、融合了指纹识别技术来实现用户自认证、远程认证服务器的通过双密钥加密进一步提高了认证系统的安全性,其解决了用户口令更改麻烦。以受到假冒攻击等问题,虽然这种远程认证技术能够有效的提高认证系统的安全性,但是容易遭受内部特权人员的攻击,所以结合密码技术的指纹和智能卡口令远程身份认证技术的安全性与优势性明显,但是仍旧需要不但深入研究,以确保用户个人信息安全。

2.2 基于人脸图像与虹膜特征身份认证技术

这是一种双因子的生物特征身份认证技术,随着互联网和电子商务的迅猛发展,数字媒体信息安全性风险性也越来越高,而此项身份认证技术便是针对保护数字媒体的安全性而提出来的,通过将人脸图像数字水印成明显图像作为数字媒体的显式标示,而将虹膜数字水印成隐式图像作为数字媒体的隐式标示,对数字媒体的版权进行保护,通过显式标示与隐式标示表明数字媒体的所有权,有效的遏制非法复制与篡改数字媒体,如下图的两种标示,通过在数字媒体职工嵌入人脸图像与隐式虹膜的特征信息,对数字媒体图像起到双重版权保护,此虹膜标示是经过混沌算子运算加密后再嵌入到数字图像中,通过加密能够对用户虹膜特征进行保护,嵌入的人脸图像与虹膜标示图像的图像亮度以及嵌入强度可根据数字媒体的实际情况进行调整,不同类型的数字媒体的嵌入强度与图像亮度是不同的,这样在数字媒体发生版权纠纷时,虹膜特征就是一个重要的法律依据,以对数字媒体提高更好的保护。(图2)

3 结束语

综合上述,通过将人体生物特征信息应用在身份认证技术的研究,基于生物特征信息隐藏与身份认证技术虽能够有效的提高用户信息的安全性,但是结合上述的基于指纹的远程身份认证与密匙的智能卡技术与基于人脸图像与虹膜特征的身份认证技术的分析,生物特征信息的身份认证技术还需要不断的深入研究,为银行支付、电子商务交易、企业应用系统、军事信息安全等领域的信息安全提供保护。

摘要：随着计算机网络技术的高速发展,利用网络远程获取资源和得到授权的服务越来越便捷,但是如何确保特定的资源受到保护,只对合法、授权的用户开发和使用,即如何正确地鉴别用户的身份,以确保通信网和系统数据安全,并且在当前网络环境下,研究如何保存生物特征图像的完整性,如何实现安全可靠的远程身份认证,如何确保生物特征的隐私性和秘密数据的安全性等多方面研究是当前网络资源保护研究的重要项目。本文针对人体生物特征信息隐藏和身份认证进行了深入的研究,通过人体生物的部分特征信息来实现网络身份的验证,例如通过人体指纹、人脸部形状以及虹膜等生物特征信息,通过对其研究,以保护网络资源的安全以及实现用户远程身份登录。

生物特征认证 篇4

近年来, 随着国家对公共安全的高度重视, 以及现代人的安全意识的增强, 基于人类自身生物特征的安全识别技术愈发成为行业“新宠”。人脸识别、指静脉识别、虹膜识别及声纹识别等技术在各行各业越来越获得广泛应用, 这些技术均需要搭载在生物特征身份认证平台上才能实现身份认证功能。

在金融安全领域, 广电运通基于开放、兼容、标准化、多模态的设计理念, 自主研发的生物特征身份认证平台2.0业界独有, 集成了人脸识别、指静脉识别、虹膜识别及声纹识别等多种生物特征识别算法, 具备标准化、开放的接口, 可兼容多个厂商算法, 能够基于多种生物特征识别算法进行多重身份认证。

该认证平台完全基于《信息技术生物特征识别应用程序接口第1部分:Bio API规范》、《信息技术生物特征数据交换格式第5部分:人脸图像数据》、《金融服务生物特征识别安全框架》等国际、国家相关标准建设, 能全面兼容全球金融电子设备及其软件系统。

“广电运通的身份认证平台实现了平台与生物特征识别算法之间的解藕, 是业内目前最具开放性、标准化的生物特征识别平台产品。”某商业银行蔡经理说道。目前, 广电运通自主研发的生物特征身份认证平台已经在西安银行、焦作银行等多家银行上线运作, 效果良好。

“我们与很多国内主流的生物特征识别厂商建立了合作, 从而使得这个平台实现了人脸、指静脉、虹膜、声纹等多种生物特征识别算法的全面支持。针对每种算法, 我们定义了统一接口和统一的生物特征采集标准, 成功测试了十多家厂商的算法, 并在平台上完成了适配, 这在国内是其它任何厂商无法做到的。”广电运通生物特征身份认证平台总负责人章经理介绍道。据了解, 广电运通一直积极参与国家标准建设, 在生物特征识别领域已牵头制定8项国家标准, 并在自有的产品中严格按照标准进行设计、开发和检测。

在银行网点转型期间, 生物特征识别技术助推金融自助机具创新升级愈加重要。其实, 在2015年, 招商银行、西安银行等机构开始试水引入包括人脸识别、指静脉识别、虹膜识别在内的多种生物识别技术, 以提升银行智能化运营效率。特别是在监管部门、银行科技部门、广电运通等单位的共同努力下, “刷脸、刷指静脉、刷虹膜”等业务模式正从电影场景走向实际应用。

生物特征认证 篇5

生物认证技术是指计算机利用人体所固有的生理特征或者行为特征来进行身份识别的过程。与传统的认证方法相比, 生物认证技术的最大特点就是对用户自身的特征进行认证, 具有防伪性好、便于携带、不易丢失和遗忘的优点[1]。由于生物特征自身的稳定性和个体的特异性, 例如, 对于采集的人脸特征仅在一个较短时期内保持稳定, 并且受到发型、表情等的影响。因此, 采用单生物特征进行认证的系统, 普遍存在着可靠性和安全性等问题[2]。目前普遍采用两种方法解决这一问题, 第一种方法是将生物认证和传统认证方式进行整合[3], 但这种方法同时引入了传统认证的许多不利因素;第二种方法是采用多通道生物认证, 对多个通道的生物特征在不同层次上进行数据融合。所谓多通道生物认证就是采用多种生物特征作为个体的认证对象, 将其在认证系统处理过程中各个层次上的信息进行融合, 最后给出一个整合后的认证结果。Hong[4]从理论和实验中证明了在匹配层和决策层上融合多个生物特征可以提高系统的可靠性;Ross[5]对一个采用人脸、指纹和手形的三通道系统在匹配层进行不同融合方法的比较, 用实验论证了多通道生物认证的优越性。

传统的身份认证技术和生物认证技术都有各自的优缺点, 传统身份认证技术实现简单、认证成本低且社会接受度高, 但其缺点是认证方式没有和用户本人有效地结合, 比如密码一旦泄漏, 任何人都可以充当其合法用户, 故风险大, 而且需要人们额外的记忆负担。生物认证技术基于模式识别技术, 在数学上接受或拒绝一个人是一种概率事件, 故很难达到100%的安全性, 同时也存在着社会接受度和隐私保护等一系列问题;但它利用用户本身的一部分来作为确认或识别的关键信息, 很大程度上杜绝了冒充的可能性, 风险较传统的认证技术小得多。混合型身份认证技术将结合传统的身份认证技术和生物认证技术的优缺点, 为现实生活中各种场合所需的身份认证, 提供可靠且方便实用的方案。

1 可伸缩型安全策略

数据融合技术是一种对多源信息进行的有效的融合处理的新型理论和技术。数据融合也称为信息融合, 是指对来自多个传感器的数据进行多级别、多方面、多层次的处理, 从而得到更加完备、更有意义的新信息。数据融合的基本目标就是通过组合获得比任何单个输入数据更准确的信息。

多生物特征的数据融合方式可以分为3种:特征层的融合、匹配层的融合、决策层的融合。目前对后两个层次的研究较多, 前一个层次的研究相对较少。

不同的身份认证方式安全性和可用性不同, 其中安全性主要用错误接受率 (FAR) 来表示;可用性包括错误拒绝率 (FRR) 、方便性、可接受性、非侵犯性 (Non-intrusiveness) 等, 其中错误拒绝率是由算法和阈值决定的, 而后三者取决于用户的主观体验。不同安全性和可用性的级别是通过不同身份认证方式的组合来完成, 如与操作和或操作。

1.1 与操作

与操作是只有当所有参与的认证方式都通过了, 才能最终接受。如人脸和语音的与操作表示只有人脸和语音的认证都通过了, 才能接受;假设用不同方式的认证是独立事件, 则当有种认证方式参与与操作时, 错误接受率FAR指所有的认证方式都错误地接受冒充者的概率;而错误拒绝率FRR指只要有一种认证方式错误地拒绝合法用户的概率, 分别如下所示:

此时, 在与操作的情况下FAR将减小, 而FRR将增加, 即安全性增强, 而可用性减弱。

1.2 或操作

或操作是指只要当其中任意一种认证方式通过了, 就表示接受;同理假设接不同方式的认证是独立事件, 则当有n种认证方式参与或操作时, 其错误接受率FAR指任一种认证方式接受冒充者的概率;错误拒绝率FRR指所有的认证方式都拒绝合法用户的概率, 分别如下:

此时, 在或操作的情况下FRR将减小, 而FAR将增加, 即安全性减弱, 而可用性增强。

2 确认模式的生物认证系统模型

确认模式首先需要用户输入账号或者使用智能卡等方法来宣称其身份, 然后系统获取用户的生物特征数据, 并与数据库中的模板数据进行一对一的比较, 最后得出其身份是否相符。假设系统存储有k个身份 (m1, m2, …, mk) , 用户宣称自己的身份为mi, 则确认模式的生物认证系统识别过程可以简单描述如下:

1) 对输人数据进行特征提取, 经过特征提取后特征数据为ψi;

2) 分类器对特征数据ψi和模板Ti进行相似程度的比较, 给出一个规范化的相似度评价分数xi=F (ψi, Ti) 且xi∈[0, 2];

3) 对相似度评价分数xi与系统设定的阈值t比较, 如果xit, 则用户是合法用户;如果xit, 则用户是不合法用户。

其数学公式描述为

其中u0代表合法用户, u1代表非法用户。

3 确认模式的多通道生物认证系统模型

设一个n通道确认模式的多生物认证系统存储有k个身份 (m1, m2, …, mk) , 用户宣称自己的身份为mi, 则确认模式的多生物认证系统在决策层的融合识别过程可以简单描述如下:

1) 对每个通道的输人数据进行特征提取, 经过特征提取后特征数据向量为ψi= (ψi1, ψi2, …, ψin) ;

2) 每个通道的分类器对特征数据ψij和模板Ti进行相似程度的比较, 给出一个规范化的相似度评价分数xij=F (ψij, Tij) 且xij∈[0, 1], 由此形成相似度向量xi= (xi1, xi2, …, xin) T;

3) 对相似度评价分数xij与系统各个通道设定的阈值tij比较, 形成有u0和u1组成决策层向量d= (u0, u1, …, u0) T, 其中u0代表合法用户, u1代表非法用户。

最后, 在决策层上使用与规则、或规则以及多数投票法等融合方法来判断用户的身份是否合法。

其数学公式描述如下:

其中H (g) 代表决策层的融合判别函数。

在实施一个多生物认证系统时, 必须考虑以下几个因素:

1) 采用什么生物特征。采用什么生物特征很大程度上依赖于具体的应用, 如在银行的ATM机上采用指纹和人脸特征比较适合;在带有摄像头的移动电话上采用人脸和语音特征更适合[6];

2) 在哪一层进行融合。在特征层因为有较丰富的特征信息而被认为是较好的融合阶段, 但是因为各种生物特征向量不兼容和特征模板不容许直接存取等原因, 在特征层融合并未取得较好的实际效果。在决策层因为信息过于简单而只能进行简单的融合, 所以融合效果也不理想。在匹配层因为信息相对兼容而且较容易实现, 是目前较理想的融合方式;

3) 成本和性能。多生物认证系统虽然能提高系统的识别性能, 但同时也提高了系统成本。随着高速处理器性价比的不断提高以及生物特征传感器成本的显著下降, 如何提高系统的识别性能显得更为重要。

采用确认模式的多生物认证的最根本目的是为了提高生物认证系统的识别性能, 进而提高系统的可靠性和安全性。目前的研究主要分为两大方向:其一是提高数据的质量, 包括传感器层的原始数据和特征层的特征数据等, 尤其是特征层融合的潜力有待进一步挖掘;其二是提高分类器或人-机-环境系统。

4 实验结果与分析

我们在一台P4-2.6G, 1G内存的PC完成了基于人脸识别和语音识别的多通道生物认证系统, 进行相关实验。

该实验以实验数据库测试本文构建的多通道生物认证系统的识别性能, 并不使用系统的检测功能。实验数据库的容量为100个人, 在人脸部分每个人包含有10张100×100像素的脸像, 其中的6张作训练用, 另4张作检测用;在语音部分每个人包含有一段训练用的10s长的重复内容的语音和三段检测用的每段2.5s的同样内容的语音。

识别结果以常用的pv和FAR组合来表征, pv代表系统接受合法用户的概率, FAR代表系统接受非法用户的概率, 实验中合法用户的真实宣称为80次, 非法用户的虚假宣称为1230次, 表1、表2分别给出了本系统的人脸通道和语音通道各自的单通道识别性能检测结果。

本系统采用决策层融合方法对人脸通道和语音通道进行整合。由于数据库中每个人 (每类) 包含有检测用的4张脸像和3段语音, 若采用脸像、语音一一对应的搭配方法则有12种不同组合, 现在每类中随机选取3种组合进行实验。这3种组合之间不具有相关性, 不会影响实验结果。表3给出了融合识别的实验结果。

5 结论

从实验结果中可以看出, 采用“与”、“或”两种规则都在某种意义上增强了系统的识别性能, 与规则大大降低了非法用户的入侵率FAR, 但需要以合法用户接受率pv的降低为代价, 或规则虽然提高了pv, 但同时也增加了FAR。对于一个实用的多通道生物认证系统而言, 应该根据应用场合的安全等级和需求适时地改变融合方法以发挥最佳的识别性能。

摘要：单通道生物认证识别技术一直存在着很多问题, 它们在用户接受程度、准确率、成本等方面都存在不同的缺点。在采用多通道生物认证技术后, 可以提高生物认证系统识别性能, 并适用于不同的应用环境。介绍了多通道生物认证技术在单通道生物认证系统的基础上, 给出多通道生物认证系统模型。最后基于确认人脸和语音等特征的多通道生物认证系统进行相关实验, 实验证明, 多通道生物认证技术大大改进了以前单通道认证技术在用户接受和识别性能等方面存在的不足, 提高了生物认证系统的实用性。

关键词：多通道生物认证,确认模式,数据融合

参考文献

生物特征认证 篇6

《生物化学》作为生物工程及生物类相关专业最重要的专业基础课,具有理论性、逻辑性、综合性较强的特点。涉及化学、分子生物学和细胞生物学等方面的知识,内容抽象、纷繁复杂、学习难度较大[2]。在所有生物工程相关的专业人才培养课程体系中占有举足轻重的地位。然而,学生普遍反映该课程枯燥乏味难以理解和记忆,被戏称为“生化生化,难以消化”,更不要说将生物化学知识融入到工程教育理念之中。

合理开设《生物化学》的理论和实验教学内容,采用合适的教学方法与手段,有利于拓宽学生视野,促进学生了解学科前沿,培养学生创新精神、科研实践能力,进而培养学生科研创新能力和工程教育理念。然而,由于地方工科院校在优质生源、科研经费和学科建设经费等方面存在的劣势,对于地方工科院校的《生物化学》理论和实验教学内容设置、教学方式与方法存在诸多不足。因此,对地方工科院校《生物化学》的教学模式与方法改革势在必行。以工程教育专业认证为契机,依托学校化学工程与工艺等专业的优势,以生物工程专业最重要的基础课程《生物化学》为试点进行课程改革,逐步构建特色鲜明符合工程专业认证的生物工程专业人才培养方案。

1 合理设置教学内容,以实验教学强化工程素质的培养

工程教育专业认证对学生的毕业要求有12条通用标准,概括起来就是培养的学生能做什么?学生该做什么?学生会做什么?整个培养过程强调的是持续的改进最终达到预期的目标。其中包括了课程体系的持续改进,针对本专业的特点和培养目标,在全体教研室教师参与讨论及调研的基础上建立新的适应本专业特点的《生物化学》教学大纲,明确哪些内容精讲、哪些内容略讲甚至不讲,避免不同课程之间重叠内容讲授时出现的重复、遗漏或踢皮球。从而可以高效利用每门课的宝贵时间。生物化学主要包括静态生物化学和动态生物化学,其内容主要包括糖类、脂类、蛋白质、核酸及酶的结构功能(静态)及其代谢和调节(动态)。以记忆为主的静态化学可以适当的略讲,对于代谢过程错综复杂的动态生物化学需要加强,对于核酸部分主要整合到《分子生物学》和《基因工程》课程中讲授,重点讲授与现代生物工程技术密切相关的知识,这样即节省了时间,又保证了整个课程知识体系的完整性[3]。

生命科学相关的领域属于实验性非常强的学科领域,这些领域的实验技术无不和生物化学实验密切相关,比如医学中的临床诊断、疾病治疗和预防,药品生产中过程控制与检验,食品行业中产品生产和检验等。因此实验内容的设置和过程控制非常重要,根据本校生物工程专业的特点,强化专业的基本操作技能,同时增设部分研究性综合实验,形成良好的实验难度梯度。另外,要结合其它课程实验内容,进行综合改革,加强学生的观察、分析、解决问题等方面的能力的培养,逐步形成特色鲜明的实验教学方案。

由于信息技术的突飞猛进发展,学生对传统的教学模式“讲听式”缺乏足够的兴趣和积极性。弱化理论的来龙去脉和构成学派等内容,增加生物化学应用新进展,丰富教学环节,让亲身感受到生化知识为我们人类现代生活所带来的便利,使学生了解最新科技发展状况,拓宽视野,激发知识运用和学习的热情[4]。

2 不断改进教学方法手段,将最新的研究动态融入教学内容

采用新的信息手段,广泛介绍发达国家在工程教育方面的优秀经验,让学生认识到工程师在社会中的重要地位以及工程师对国民经济发展的重要作用。多媒体教学是教育教学中十分重要的手段,除了制作精良的课件外,重在教学过程中合理的引导,要将抽象、枯燥的内容直观生动、简明传授给学生。尽管课件中富含精美的图表、漂亮的动画,讲授的也生动。然而,学生多是被动的学习,缺乏有效的互动和深层次的理解,所学内容就很快淡忘。通过引导,指导学生通过网络媒体,自己设计一个章节或一节课内容的“小工程”,通过网络或课堂互动的形式让学生理解所学内容,既能加深理解,又能锻炼信息整合等方面的能力。

穿插前沿科学案例,培养学生兴趣与对学科发展动态的了解。《生物化学》课程内容繁多,很多内容高度抽象,学习难度很大,一些基础理论知识,即使学生有兴趣,也难以持久。教学中适当引入最新的前沿案例,介绍国内外最新研究成果及与生物化学相关的诺贝尔奖成果,适度地超越教材,结合教材以外的重大事件等资源合理组织教学。比如:讲糖类的结构性质时,联系学院做糖类改性研究的谢涛教授的研究内容及动态,讲萜类时联系诺贝尔奖得主屠呦呦的青蒿素,再结合课题组所研究的经典三萜类人参皂苷的相关研究,把枯燥的知识不动声色的融入案例的讲解中,学生就可以像听故事式的学到相应的知识。动态生物化学学习更难,更抽象乏味,为了提高学生兴趣,在讲授时将代谢流程和相应的应用案例联系起来,比如代谢疾病、医院诊断指标、生活中常见的一些生物产品的生产等。这样学生就会在浓厚的兴趣中融会贯通的学到了活的知识,开阔了学生的知识面及视野。

3 重视教学过程化考核模式,提升学生知识综合应用能力

《生物化学》课程内容环环相扣,知识之间联系紧密,容易造成学生无法有效掌握课程内容,使学生学习效率普遍低下。因此,建立合理的、切实可行的过程化考核模式,有利于巩固所的内容,也有利于提升学生对知识的运用能力。考试是课程教学必不可少的重要环节,是评价学生学习效果的最直接、最基本的评价方式。除了传统的期末考试等考核方式以外,过程化考核模式重点突出以下几个方面。

重视课堂考核。为了激发学生的学习热情,培养学生自主学习的习惯和主动获取知识的方法,教师为学生拟定与课程内容密切相关的知识点,引导学生查阅相关知识发展前沿和研究热点的论文。并围绕所查的热点,在课堂上讨论,根据学生的准备情况、语言表达和对知识的理解等方面综合考察学生,通过这种方式既提高了学生查阅文献的能力,也增强了学生对信息的筛选能力,通过一些外文文献提升学生的专业英语水平,也增强了学生的语言表达等能力。

突出自学能力的考察。《生物化学》课程是大学四年中接触的比较早的专业课程,培养学生自主学习能力对后续的学习至关重要。通过合适的考察手段培养学生自学能力,不仅仅对生物化学知识的学习,也对后学课程的课外自学提供很多帮助。平时在考察学生时,注重学生课外资料搜集情况、自主学习积极性和独立学习能力等方面的考察,最终将课堂考核、期末考试结合过程化考核及自学能力考察,建立新的监控式综合考核体系,推动学生的自主学习,逐步提升课程学习效果。

4 鼓励学生参加科学研究,增强基础知识掌握的牢固性

生物化学知识几乎是所有生命科学理论的基础,任何生命科学相关的科学研究、产品的研发和生产等环节都离不开生物化学知识,如何能让学生将学到的理论和实验知识牢固的掌握,是所有高校都面临的一个难题。本科生通过适当的参加科学研究,能加深对书本知识的理解,通过观察、分析和独立设计,从简单的实验现象到内在的理论,逐渐培养了学生对知识运用能力。通过课堂中的科研的科普到对学生的引导,深入浅出的让学生对科研的重要性和魅力有所了解,这样会增加学生对科研的新鲜感,也能增加学习的兴趣,进一步激发学生对科学探索的兴趣[5]。我们开始采用鼓励学做科研,逐渐发展到学生主动要求参与科研。

结合省高校重点实验室等科研平台,开展形式多样的科技创新活动,比如从校级科技创新活动开始,指导学生申报省级以及国家级大学科技创新创项目,参加各级级挑战杯大学生大赛、课外创新作品竞赛等,学生也可以根据自己兴趣爱好,在老师指导下开展科研项目,结合我校发生物工程学科特点,引导学生参与科研实践活动,在实验过程中努力用所学到生物化学知识解释实验现象,分析实验结果,让学生的生物化学理论知识与实践相互衔接、相互补充。最终的目的使学生成为具有扎实的基础理论、实践应用能力并且具有团队协作精神的工程应用性人才。

5 结语

以工程教育专业认证为契机,按照工程教育的理念和培养要求,对生物化学课程教学内容和教学方法进行改革与探索,促进学生学习生物化学知识的兴趣,初步培养了学生的工程意识和创新能力,达到了较好培养效果。在以后的教学过程中,需要不断的优化教学模式,注重工程应用能力的培养,培养出更多优秀的工程应用性生物工程专业人才。

摘要：以工程教育专业认证为契机,根据生物工程专业人才培养目标要求以及《生物化学》的课程特点,针对地方工科院校生物工程专业《生物化学》课程教学中存在的问题,结合本校近年来课程教学改革实践,对《生物化学》课程的教学内容设置、教学方法与手段和考核方式等进行改革与探索,全面提高学生的学习兴趣和综合素质,培养出理论扎实、实践能力强,富有创新能力的工程应用型人才。

关键词：专业认证,生物工程,生物化学,教学改革

参考文献

[1]蔡志强,卿青,朱劼,等.以专业认证导向的生物工程专业实践教学探索[J].广州化工,2015,43(6):189-190.

[2]乔建军,财音青格乐.化工学科分子科学与工程专业生物化学的教学体会[J].化工高等教育,2012,29(4):69-72.

[3]刘杰,王保莉,刘华伟,等.“创新人才培养模式”下基础生物化学教学改革与实践[J].黑龙江教育:理论与实践,2016(3):66-67.

[4]陶志杰,曾卫国,许晖,等.应用型本科院校生物化学现代教学模式改革的思考[J].广州化工,2013,41(7):199-200.