大多數(shù)人對(duì)于指紋的認(rèn)識(shí)，僅限于用來辨別身份的加密技術(shù)。然而最近研究人員開發(fā)出一種檢測(cè)手段，能夠快速精準(zhǔn)檢測(cè)出手指上殘留的可卡因及代謝物，同時(shí)識(shí)別出指紋主人的身份?？萍加肋h(yuǎn)在進(jìn)步，無論加密或解密，指紋識(shí)別研究領(lǐng)域的進(jìn)展同樣勢(shì)不可擋。文/廣州日?qǐng)?bào)全媒體記者
黃嵐

  代謝指紋分析或?qū)⑻蕴獧z尿檢

  說起指紋技術(shù)，我們最為熟悉的非“指紋傳感器”莫屬。除了智能手機(jī)的指紋識(shí)別技術(shù)之外，指紋U盤、指紋打火機(jī)、指紋銀行卡、指紋保險(xiǎn)箱、指紋門禁卡、指紋POS機(jī)……在生活的不同領(lǐng)域，都能見到電容式指紋加密移動(dòng)終端解決方案的“身影”。然而近年來，除了“加密”領(lǐng)域之外，研究者更將視線集中“解密”的領(lǐng)域——利用指紋來識(shí)別身份。

  或許這聽起來并不新奇，利用指紋痕跡辨認(rèn)“主人”的技術(shù)，早已應(yīng)用于各種犯罪現(xiàn)場(chǎng)的偵察工作中。但這一次指紋科技所放的大招兒，不僅限于形態(tài)識(shí)別，而是更深入到生物科技的范疇。不久前，薩里大學(xué)的研究人員與荷蘭法醫(yī)研究所、智能指紋研究機(jī)構(gòu)共同合作，使用了一種名為“紙噴霧質(zhì)譜分析”的技術(shù)進(jìn)行代謝指紋分析，用以辨別受試者是否服用過可卡因等其他非法藥物。與現(xiàn)有的藥物測(cè)試方法相對(duì)比，代謝指紋的優(yōu)勢(shì)更加明顯。專家推測(cè)，如果這個(gè)測(cè)試在不久的將來被廣泛應(yīng)用于可卡因，以及其他非法藥物的檢測(cè)，傳統(tǒng)的尿液、血液或唾液藥物檢測(cè)將有可能遭到淘汰。

  代謝指紋檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，就是能夠快速、可靠且無創(chuàng)地完成“任務(wù)”，因此它有很大優(yōu)勢(shì)成為未來藥物測(cè)試的“首選”。試想一下，無論對(duì)于酒駕人士抑或癮君子，今后都無需大費(fèi)周章地進(jìn)行各種檢測(cè)，只需要簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單地采集指紋，就能一錘定音。研究者表示，指紋在簡(jiǎn)化藥物篩查過程中所起的重要作用肯定了指紋的診斷基質(zhì)價(jià)值，對(duì)日后同步進(jìn)行的便攜式、即時(shí)性診斷的研發(fā)也是一種補(bǔ)充。

  “人造指紋”技術(shù)

  影響指紋識(shí)別安全性

  從部具備指紋開鎖功能的手機(jī)發(fā)布開始，指紋識(shí)別技術(shù)就被為人們所關(guān)注。而后幾年，無論是高端機(jī)還是入門機(jī)，指紋技術(shù)被作為“標(biāo)簽”隨處可見，同一時(shí)間，指紋識(shí)別也成為了智能手機(jī)的標(biāo)配功能。雖然說“刷臉”技術(shù)以“后來者居上”的姿態(tài)，吸引了大部分人的眼球，然而不可否認(rèn)的是，指紋技術(shù)依然是智能電子產(chǎn)品的主流，在不少手機(jī)銀行應(yīng)用中，指紋識(shí)別可以幫助用戶支付賬單或轉(zhuǎn)賬。

  然而隨著指紋識(shí)別技術(shù)的普及，相應(yīng)的安全問題也隨之而來，不少用戶紛紛表示，手機(jī)上的指紋識(shí)別傳感器“很好騙”。為了測(cè)試指紋技術(shù)是否靠譜，前段時(shí)間，來自紐約大學(xué)和密歇根州立大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種“萬能指紋”，結(jié)果發(fā)現(xiàn)解鎖成功率高達(dá)65%。利用這種“萬能指紋”，研究人員還可以輕松解鎖，進(jìn)入應(yīng)用完成支付。

  在實(shí)驗(yàn)中，研究者利用人類指紋某些共同點(diǎn)制作的虛假指紋，可以很容易地騙過智能手機(jī)的指紋傳感器，如果可以利用這一系列人造的“主指紋”制造“魔術(shù)手套”，那么只需5次嘗試，就可以解鎖40%至50%的智能手機(jī)。換句話說，指紋識(shí)別確實(shí)存隱私泄露或身份盜竊的風(fēng)險(xiǎn)，這聽起來令人很難過。

  科技推動(dòng)未來，雖然說“虹膜識(shí)別”開始成為新的手機(jī)保護(hù)神，但有專家預(yù)測(cè)，全面屏的流行不會(huì)加速指紋識(shí)別的死去，指紋識(shí)別也不會(huì)徹底被手機(jī)拋棄。

  專家聲音

  改進(jìn)指紋識(shí)別的精確度

  曾幾何時(shí)，指紋識(shí)別一直都是最安全的手機(jī)衛(wèi)士，可今時(shí)今日卻被研究人員輕易地破解了。“每個(gè)人的皮膚表層是不導(dǎo)電的細(xì)胞，也通常稱為非活體細(xì)胞，它們等同于一系列小電阻，在微量電流情況下能形成一定的形狀。指紋采集器其實(shí)就是一個(gè)簡(jiǎn)單的電容式讀取器，它通過讀取電阻變化而形成唯一的電阻變化圖，也就是我們通常見到的指紋圖案?！?br /> 在硅谷從事計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域工作多年的高級(jí)工程師張穎博士告訴記者，指紋認(rèn)證的好處就是方便，因?yàn)槊總€(gè)人的指紋都是唯一的，所以能唯一的鑒別每個(gè)人的個(gè)體身份，而且電容式讀取器的造價(jià)相對(duì)便宜，可以很容易集成到手機(jī)、平板電腦，甚至其他的嵌入式設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中。

  無論是“刷指紋”還是“刷臉”，在黑客的沖擊下，加密技術(shù)在不斷地接受挑戰(zhàn)。對(duì)此張穎博士表示，指紋破解主要是因?yàn)橹讣y容易采集和被復(fù)制，甚至有黑客能夠從指紋的圖片直接復(fù)制成指紋?！傲硪粋€(gè)致命的缺點(diǎn)在于，指紋匹配是近似匹配，因?yàn)橹讣y每次的采集會(huì)有一定的容錯(cuò)率，因?yàn)橛袝r(shí)候你按壓的力氣大了一些，或者你的手指劃破了一些，匹配算法都是會(huì)通過的?！?br />
  在人臉識(shí)別還未達(dá)到滿意的應(yīng)用級(jí)別，而屏下指紋又未正式應(yīng)用的空窗期內(nèi)，電容式指紋識(shí)別如何能更好地參與手機(jī)新趨勢(shì)下的競(jìng)爭(zhēng)呢？“指紋識(shí)別本身就是一個(gè)圖像匹配的方法，只不過它是一個(gè)特別的圖像，所以是相對(duì)簡(jiǎn)單的，能進(jìn)行精度很高的匹配?！?br /> 張穎博士告訴記者，今年來學(xué)術(shù)界很火的“深度學(xué)習(xí)”對(duì)圖像識(shí)別有著革命性的改進(jìn)，“深度學(xué)習(xí)”也將進(jìn)一步改進(jìn)指紋識(shí)別的精確度。

  話題延伸

  前途無量的指紋學(xué)研究

  認(rèn)真追究起來，“指紋識(shí)別”并非現(xiàn)代專屬的產(chǎn)物，其實(shí)在我國(guó)元代就已開始，根據(jù)指紋紋線疏密推斷遺留者所屬的年齡階段。就和樹木的年輪一樣，指紋也會(huì)透露我們年齡的信息。指紋學(xué)研究表明，指紋的諸多細(xì)節(jié)特征，能夠在很大程度上反映指紋遺留者所屬的年齡階段——比如說，指紋紋線的寬窄密度代表著不同的年齡階段。

  今時(shí)今日，我們常會(huì)見到指紋學(xué)被經(jīng)常性地引用到刑偵、司法、交通事故鑒定等行業(yè)。因?yàn)樵诂F(xiàn)代指紋學(xué)發(fā)端后，對(duì)于指紋紋線密度與年齡階段之間關(guān)系的研究，科學(xué)界投入了不少的精力。而對(duì)于考古學(xué)研究者而言，這種以指紋紋線密度來推斷遺留者年齡階段的方法，也為解讀古代陶器上的指紋痕跡提供了新的視角。專家們只需要將紋線密度與年齡階段的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行比對(duì)，很自然就能知道陶器上指紋遺留者所屬的年齡范圍。

  這些年來，對(duì)于指紋技術(shù)的研究一直沒有停止。除了紋線密度與年齡階段的關(guān)系比對(duì)之外，指紋分析還能夠獲取個(gè)體左右手、種族、遺傳疾病、身高等方面的信息。針對(duì)指紋防偽問題，有研究者將“光學(xué)斷層掃描技術(shù)”應(yīng)用于指紋識(shí)別——利用近紅外光及光學(xué)干涉原理，對(duì)生物組織進(jìn)行斷層成像，不僅可采集內(nèi)指紋和外指紋，還可在兩層指紋之間檢測(cè)到汗腺；而假指紋雖有指紋紋路，但缺少汗腺和內(nèi)指紋結(jié)構(gòu)。此外，利用“光學(xué)微血管造影技術(shù)”，還可分辨出沒有血流信息的指紋，真正做到活體指紋檢測(cè)。

  一山還有一山高，或許在未來，指紋安全性能的提升，能在很大程度上助力其走向更大的應(yīng)用空間。