應用生物辨識技術 身分辨識展現新風貌

指紋辨識是目前新一代身分辨識技術的主流。Wikimedia

在科幻電影中，可以常常看到許多匪夷所思的身分辨識技術，尤其是以偵測使用者身上與生俱來的特徵，如眼球、臉型、指紋等，再透過生物認證技術，根據生物的型態、構造、生理及生態等特徵，將生物分門別類能夠加以描述，而來辨識使用者身分，可說是相當常見的情節。

事實上，生物辨識技術在日常生活中早已不是新鮮事，由於傳統使用辨識卡、密碼輸入的身分辨識技術，存在著許多問題，如辨識卡友盜用風險與遺失疑慮，密碼則有遺忘或輸入錯誤的困擾，改以生物辨識技術作為辨識個人身分的主要途徑，已漸漸成為安防產業的關注焦點。

生物辨識技術面面觀

如早已普遍用於智慧型手機、筆電及門禁管理的指紋辨識(Fingerprint Recognition)技術，具有效率與便利性、且有再生能力，加上指紋辨識早已用於犯罪學領域數百年之久，累積無數的辨識理論基礎。

如迄今仍為西班牙語系國家所採用的Vucetich System指紋分析法，就是用在1891年首創的世界第一個罪犯指紋檔，並建立指紋分析法的阿根廷警官Juan Vucetich所命名，配合飛快進步的掃描技術，指紋辨識技術堪稱是目前生物辨識技術的主流，也奠定了使用生物特徵作為身分辨識的基礎條件：「唯一性」及「穩定性」。

虹膜辨識(Iris identification)也因為具有前述身分辨識的基礎條件，同時還具備「非接觸、非破壞性」的特點，而開始漸漸受到重視。由於人從出生於周歲後到死，虹膜血管的組合基本上是不會改變的，除非患有嚴重糖尿病、青光眼，才有可能會產生變化，若再配合活體辨識條件，如血管中必須有血液流動，幾乎沒有造假的可能，也成為虹膜辨識的技術優勢。

其實早在1880年代，法國人Alphonse Bertillon就曾經在監獄中對囚犯以虹膜作人身辨識的判定，但虹膜辨識的產品真正問世卻是二十世紀末期，近年來更因為位影像處理和辨識技術的進步，已經達到實用的地步。

虹膜辨識的原理有很多種，如虹膜上的微血管有無限多種組合，且每個人的組合相異，只要先行建檔，再用資料庫中存檔的資料與受測者比對即可。比對的方式，通常都是將虹膜血管的特徵簡化到軟體容易處理的數目，再進行比對，如果是用圖檔和圖檔相比，速度太慢，錯誤率也高。

由於每個人的發音器官都不盡相同，因此每個人的語音聲學特徵既有相對穩定性，又有變異性，不是絕對的、一成不變的。也讓聲紋辨識成為新一代的身分辨識技術。

相較於指紋及虹膜辨識技術，聲紋辨識的優勢在於聲紋提取更為方便、自然，使用者接受度高，且獲取語音的識別成本低廉，不需要專屬設備，只需要有麥克風即可，還可透過手機或電話用於遠端登入，都是聲紋辨識特有的技術優勢。

人臉辨識技術則是透過攝影機擷取人臉部的特徵與五官，再經過演算法確認，即從複雜背景中判斷出特定人物臉孔的技術，目前也已成為身分辨識的主流技術之一，如Windows 10應用Windows Hello，可以讓使用者透過臉部辨識將裝置解除鎖定，驗證不會在裝置之間漫遊，也不會與伺服器共用，因此無法輕易地從裝置擷取。

在不侵犯生物特徵等隱私的考量下，分析個人筆跡特徵進行身分辨識的技術也日漸受到重視。筆跡辨識與行之有年的簽名辨識並不相同，因為簽名外觀易遭仿照，人為辨識的錯誤率高，而筆跡的內在特徵、運動模式理論上無法單就觀察外觀便可複製，並可解除遭竊取及模仿之疑慮，且在楊國樞院士與林碧峰所著「中文筆跡與人格：一項探索性研究」中更指出，個人自幼及長，其獨特之筆跡一旦形成，即不因時依地而輕易改變，讓筆跡辨識也具有生物辨識技術非常重視的穩定性。

加上筆跡辨識的識別成本低、無侵犯個人隱私的優勢，加上簽名辨識仍是金融應用最常見的身分辨識應用之一，都讓筆跡辨識有一定的技術優勢。如花旗銀行自2016年導入聲紋辨識技術，讓客服系統可自動透過聲紋辨識技術比對來電者身分，取代輸入密碼或是回答安全性問題的流程，讓驗證身分的時間從45秒縮短至15秒。

生物辨識技術市場發展快速

生物辨識技術應用於身分辨識會成為大熱門，與智慧型手機大量導入生物辨識技術有著相當密切的關連。由於三星Galaxy S8、蘋果新一代iPhone都將搭載虹膜辨識與3D Sensing等光學感測技術，也將刺激紅外線LED市場出現新一波爆發性成長。

根據TrendForce LED研究(LEDinside)最新發布的「2017紅外線LED？紅外線雷射與感測元件應用市場報告」顯示，2017年紅外線LED與紅外光雷射元件在虹膜及臉部辨識應用的市場規模將達1.45億美元，至2025年將可達8.27億美元，2017？2025年複合成長率高達24%。

LEDinside研究副理吳盈潔表示，智慧型手機導入虹膜辨識、3DSensing技術等新功能，將使紅外線LED、紅外線雷射及光學感測的相關廠商受惠。現階段紅外線LED市場應用相當廣泛，主要應用於手機與車用市場，包含安全監控、虹膜？臉部辨識、心跳血氧偵測、飛時測距(Time of Flight)、結構光(Structured Light)技術、自動駕駛輔助系統等等。

近年來，手持式應用裝置如智慧型手機等，逐漸結合身分認證與支付系統，更強調使用者的安全性，因此對生物辨識的功能要求更趨嚴謹。

吳盈潔表示，虹膜辨識系統具有高安全性的優勢，可找出約2,000個不同的特徵點，與指紋約100個特徵點相比，準確性更高。如三星Galaxy S8的虹膜辨識解決方案，即為結合近紅外線攝影機(700？900奈米近紅外線LED+影像感測鏡頭)、攝影機控制技術與生物辨識技術。

當用戶觀看螢幕，手機上的紅外線LED燈便會閃爍，再由紅外線攝影機拍下虹膜紋路，以辨識身份。目前能提供虹膜辨識的LED廠商主要為歐司朗、晶電、光鋐、研晶、弘凱、光寶、Vishay、Epitex等。

穩定性及隱私保護仍待加強

但生物辨識技術有有各自的問題需要突破。如在穩定性方面，聲紋辨識可能會因為同一個人的聲音易受身體狀況、年齡、情緒等的影響，而造成辨識失敗的可能；虹膜辨識技術則會因為使用者眼球病變而無法辨識，許多設備即使有生物辨識技術做為身分辨識，還是無法捨棄密碼輸入，等於也開了後面，讓生物辨識除了帶來便利性外，並沒有增加更多的安全性。

此外，即便科技發達，取得並分析生物特徵已非難事，但人權與隱私意識高漲的現在，不致侵擾個人資料且可達到準確辨識身分的方法，已是身分辨識的最高指導原則。