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領(lǐng)鵬
將每個人獨一無二的指紋作為識別身份的特征應(yīng)用于各種“鎖”中，已經(jīng)不止是科幻作品中的情節(jié)。無論是指紋門鎖還是手機等電子產(chǎn)品的指紋解鎖，指紋識別在日常生活中早已獲得了廣泛應(yīng)用。這種旁人難以復(fù)制的“鑰匙”極大提高了現(xiàn)代電子鎖的安全性。
然而自古鎖與開鎖技術(shù)就在不斷互相斗爭，當(dāng)指紋成為特殊的鑰匙后，指紋鎖的破解技術(shù)也在不斷發(fā)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(xiàn)實生活中，隨著3D打印等技術(shù)的發(fā)展，仿造指紋的方法也已經(jīng)成為現(xiàn)實。當(dāng)指紋鎖的安全性受到挑戰(zhàn)，作為目前使用廣泛的生物識別技術(shù)，指紋識別技術(shù)也需要進一步發(fā)展。
如何使指紋識別技術(shù)能夠分辨出仿造指紋？浙江工業(yè)大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)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(xiàn)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(jié)構(gòu)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(zhì)層的輪廓，而在角質(zhì)層之下依然存在內(nèi)部指紋。指尖內(nèi)部指紋是外部指紋的來源，一方面受到角質(zhì)層的保護，不容易被破壞，并且不會受到灰塵、汗水等外部環(huán)境因素的影響，采集內(nèi)部指紋避免了現(xiàn)有的指紋識別技術(shù)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(shù)僅能偽造表面指紋紋路，沒有角質(zhì)層下面的內(nèi)部指紋以及汗腺等皮膚內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)信息，可以大幅提高現(xiàn)有指紋識別技術(shù)的安全性。
浙江工業(yè)大學(xué)與公安部第一研究所研發(fā)的新一代手指內(nèi)部多模態(tài)生物特征采集技術(shù)可以立體掃描出內(nèi)外指紋及汗腺汗孔的圖像，既加強了對指紋仿造技術(shù)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(shè)備可以識別出沒有內(nèi)部指紋和皮下三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)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(jù)介紹，這新的指紋識別設(shè)備包括棱鏡、濾光片、熒光光源、工業(yè)相機、光纖耦合器等器件，利用全內(nèi)反射(TIR)技術(shù)采集外部指紋，同時利用光學(xué)相干斷層掃描(OCT)同步采集內(nèi)部指紋。兩個完全不同的光路系統(tǒng)通過自制的梯形棱鏡融合，以實現(xiàn)相同的測量面積和同步采集。為保證光學(xué)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(zhì)層厚度不一的問題還特別開發(fā)了深度自適應(yīng)多卷積融合技術(shù)，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(jié)構(gòu)信息。
目前，國產(chǎn)智能手機基本都采用了指紋解鎖技術(shù)，而指紋智能門鎖市場規(guī)模也在不斷擴大。隨著指紋識別技術(shù)的應(yīng)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(shù)為實現(xiàn)這兩項能力提供了可能，目前這一技術(shù)還未投入實用，但團隊下一步將聯(lián)合企業(yè)對設(shè)備性能進行持續(xù)驗證，也許不久之后我們就能用上更安全的指紋鎖。
(原標題：指紋識別被破解？深入皮下提高鎖安全)
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