21世紀是信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的世紀，也是人類擺脫傳統(tǒng)的技術(shù)束縛，越來越自由的世紀。在這個以信息、自由為特點的世紀里，生物認證技術(shù)，作為20世紀末期才開始蓬勃發(fā)展的高新技術(shù)，必將在社會生活中占據(jù)越來越重要的位置，從根本上改變?nèi)祟惖纳罘绞?。虹膜、指紋、DNA這些人體本身的特點，將逐步取代現(xiàn)有的密碼、鑰匙、成為人們習(xí)慣的生活方式，同時，最大限度的保證個人資料的安全，最大限度的防止各種類型的刑事、經(jīng)濟犯罪活動。

　　虹膜識別技術(shù)，由于其在采集、精確度等方面獨特的優(yōu)勢，必然會成為未來社會的主流生物認證技術(shù)。未來的安全控制、海關(guān)進出口檢驗、電子商務(wù)等多種領(lǐng)域的應(yīng)用，也必然的會以虹膜識別技術(shù)為重點。這種趨勢，現(xiàn)在已經(jīng)在全球各地的各種應(yīng)用中逐漸開始顯現(xiàn)出來。
IDC(國際數(shù)據(jù)集團)的統(tǒng)計表明：到2003年底為止，全球虹膜識別技術(shù)以及相關(guān)產(chǎn)品的市場容量將達到20億美元的水平。中國生物認證中心的保守調(diào)查預(yù)測：在未來的5年中，僅在中國，虹膜識別的市場就高達40億人民幣。隨著虹膜識別技術(shù)應(yīng)用面的擴大，以及在電子商務(wù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，這個數(shù)字將擴大到以千億計。

　　一、 前途無限的生物認證技術(shù)
　　 網(wǎng)絡(luò)信息化時代的一大特征就是身份的數(shù)字化和隱性化,如何準確鑒定一個人的身份，保護信息安全是當今信息化時代必須解決的一個關(guān)鍵社會問題。信用卡號、銀行帳號、身份證號、網(wǎng)絡(luò)登錄號，我們可能被生活中越來越多的需要記憶的密碼攪得心煩意亂。如何不用記憶這些密碼而又不用擔心自己身份無法認定呢？正在悄然興起的生物特征識別技術(shù)正好可以解決上述問題。

　　 所謂生物特征識別 (BIOMETRICS) 技術(shù)是指通過計算機利用人體所固有的生理特征或行為特征來進行個人身份鑒定。生理特征與生俱來,多為先天性的；行為特征則是習(xí)慣使然，多為后天性的。我們將生理和行為特征統(tǒng)稱為生物特征。常用的生物特征包括：指紋、掌紋、虹膜、臉像、聲音、筆跡等。鑒別人的身份是一個非常困難的問題，傳統(tǒng)的身份鑒別方法把這個問題轉(zhuǎn)化為鑒別一些標識個人身份的事物，這包括兩個方面：1）身份標識物品，比如鑰匙、證件、ATM卡等；2）身份標識知識，比如用戶名和密碼。在一些安全性要求嚴格的系統(tǒng)中，可以將這兩者結(jié)合起來，比如ATM機要求用戶同時提供ATM卡和密碼。這些傳統(tǒng)的身份鑒別方法存在明顯的缺點：個人擁有的物品容易丟失或被偽造，個人的密碼容易遺忘或記錯。更為嚴重的是這些系統(tǒng)無法區(qū)分真正的擁有者和取得身份標識物的冒充者，一旦他人獲得了這些身份標識事物，就可以擁有相同的權(quán)力。

　　 與傳統(tǒng)的身份鑒定手段相比，基于生物特征識別的身份鑒定技術(shù)的優(yōu)點是（1）不易遺忘或丟失；（2）防偽性能好，不易偽造或被盜；（3）“隨身攜帶”，隨時隨地可用。|

　　 隨著我們逐漸邁入數(shù)字時代，生物特征的身份鑒定技術(shù)愈加顯示出它的價值。以美國為例，基于這項技術(shù)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)達到數(shù)十億美元。在美國，每年約有上億美元的福利款被人以假冒的身份領(lǐng)??；據(jù)MasterCard公司估計，每年約有價值四億五千萬美元的信用卡詐騙案發(fā)生，其中就包括利用丟失和被盜的信用卡的犯罪，如果銷售場所可以準確地鑒別持卡人的身份就會大大減少這種詐騙案的發(fā)生。由于使用盜竊來的身份識別碼(PIN)，造成移動電話通訊的損失高達十億美元。據(jù)估計，利用可靠的方法鑒別ATM持卡人的身份可以使全美國每年ATM詐騙案造成的損失減少3億美元；可靠地鑒別支票領(lǐng)款人可以減少上億美元的冒領(lǐng)金額。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，非法登錄計算機的案件呈上升趨勢，有效的身份鑒定技術(shù)可以防止這類案件的發(fā)生。據(jù)美國移民局統(tǒng)計，如果在美國-墨西哥邊境采用快速準確的身份鑒別系統(tǒng)，可以在不影響正常入境人員的情況下，每天查出3,000件非法入境案件。以上的這組數(shù)據(jù)表明，有效地鑒定個人的身份有著重大的社會和經(jīng)濟意義，它可以有效地防止犯罪和詐騙，提高辦公效率、節(jié)約資源。



　　二、 虹膜識別技術(shù)——生物認證技術(shù)的寵兒
　　 眼睛的外觀圖由鞏膜、虹膜、瞳孔三部分構(gòu)成。鞏膜即眼球外圍的白色部分，約占總面積的30%；眼睛中心為瞳孔部分，約占5%；虹膜位于鞏膜和瞳孔之間，包含了最豐富的紋理信息，占據(jù)65%。外觀上看，由許多腺窩、皺褶、色素斑等構(gòu)成(見圖1)，是人體中最獨特的結(jié)構(gòu)之一。虹膜的形成由遺傳基因決定，人體基因表達決定了虹膜的形態(tài)、生理、顏色和總的外觀。
　　 到二歲左右，虹膜就基本上發(fā)育到了足夠尺寸，進入了相對穩(wěn)定的時期。除非極少見的反常狀況、身體或精神上大的創(chuàng)傷造成虹膜外觀上的改變外，虹膜形貌可以保持數(shù)十年沒有多少變化。另一方面，虹膜是外部可見的，但同時又屬于內(nèi)部組織，位于角膜后面。要改變虹膜外觀，需要非常精細的外科手術(shù)，而且要冒著視力損傷的危險。虹膜的高度獨特性、穩(wěn)定性及不可更改的特點，是虹膜可用作身份鑒別的物質(zhì)基礎(chǔ)。
圖1

　　虹膜識別技術(shù)與相應(yīng)的算法結(jié)合后，可以到達十分優(yōu)異的準確度，即使全人類的虹膜信息都錄入到一個數(shù)據(jù)中，出現(xiàn)認假和拒假的可能性也相當小，兩個不同的虹膜信息有75%匹配信息的可能性是1:1 000 000,兩個不同的虹膜產(chǎn)生相同Iris Code（虹膜代碼）的可能性是1:1052。比其他任何生物認證技術(shù)的精確度高幾個到幾十個數(shù)量級。
虹膜鑒別系統(tǒng)示意圖


　　三、 蓬勃發(fā)展的膜識別產(chǎn)品與技術(shù)
　　 進入21世紀后，隨著外圍硬件技術(shù)的不斷進步，虹膜采集設(shè)備技術(shù)越來越成熟，虹膜識別算法所要求的計算能力也越來越不是問題。同時，由于虹膜識別技術(shù)關(guān)系到國家安全，國外政府都采取各種手段大力支持虹膜識別技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。在這種情況下，虹膜識別技術(shù)已經(jīng)逐漸脫離了概念色彩，一步步的從科幻片里的虛擬鏡頭走進了我們的現(xiàn)實生活中。

　　在核心算法方面，現(xiàn)在世界主要的公司基本上都采取的是John Daugman 的核心算法。國內(nèi)在2000年以前在虹膜識別方面一直沒有自己的核心知識產(chǎn)權(quán)，中科院自動化所于2000年初，在國家模式識別重點實驗室16年的研究基礎(chǔ)上，結(jié)合海外歸國學(xué)者譚鐵牛，王陽生的研究成果開發(fā)出了虹膜識別的核心算法，成了世界上僅有的掌握了虹膜核心算法的公司之一。同時，相對于國際上其它公司的核心算法，中科院自動化所的核心算法速度更快，占用的內(nèi)存空間更小，整體性能更加優(yōu)異。

　　在硬件采集設(shè)備上，國外現(xiàn)在領(lǐng)先的是日本的松下公司與OKI公司。秉承日本企業(yè)一貫在制造業(yè)與光學(xué)產(chǎn)品制造方面的領(lǐng)先優(yōu)勢，松下公司與OKI公司基本上為全球幾家最重要的產(chǎn)品提供配套的硬件采集設(shè)備。在國內(nèi)，中科院自動化所于2000年研制出了具備完全知識產(chǎn)權(quán)的硬件采集設(shè)備，但是由于國內(nèi)在光學(xué)制造方面的弱點，無法生產(chǎn)出世界先進的硬件設(shè)備。于是在2003年，通過與OKI公司的戰(zhàn)略合作，中科院自動化所下屬的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化公司：北京中科模識科技有限公司推出了具有世界領(lǐng)先水平的手持式硬件采集設(shè)備。此設(shè)備的特點是使用極其方便，可以在離開人眼20cm的范圍內(nèi)使用，基本上完全克服了阻礙虹膜識別技術(shù)應(yīng)用的障礙。


　　在應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)上，國外公司已經(jīng)有了比較成熟的在各個行業(yè)應(yīng)用的系統(tǒng)。在2000年以前，國際上對中國實施虹膜產(chǎn)品禁運，從2000以后開始，北京中科模識科技有限公司經(jīng)過兩年的攻關(guān)，在2002年推出了重點針對機場、民航、銀行等高度保密系統(tǒng)的虹膜識別的應(yīng)用系統(tǒng)，填補了國內(nèi)企業(yè)在虹膜識別技術(shù)應(yīng)用方面的空白。

　　總體上來說，通過中科院系統(tǒng)以及相關(guān)的產(chǎn)業(yè)公司的努力，中國虹膜識別技術(shù)在技術(shù)以及產(chǎn)品上都已經(jīng)達到了國際先進甚至領(lǐng)先的水平。這可以說是我國科學(xué)家在全球各個高技術(shù)領(lǐng)域不斷取得突破趕超世界先進水平的縮影。


四、 巨大的市場潛力
　　 國際上主要的虹膜識別廠商：Iriscan,從1994——1998年的5年間公司收入增長了10倍，公司入選全求增長最快的公司500強。到2002底為止，公司提供的虹膜識別產(chǎn)品已經(jīng)在全球超過1000家單位使用，包括銀行、機場、學(xué)校、政府等各種各樣的單位。累計銷售收入超過1億美元。同時，公司的銷售收入從1994年開始，每年均已超過80%的規(guī)模增長。在IT大環(huán)境一冷再冷的同時，以虹膜識別技術(shù)為核心技術(shù)的Iriscan卻取得了令人驚訝的增長速度。


　　在中國，全國共有超過1萬家支行級的銀行分支機構(gòu)，大約150家機場運用了虹膜識別技術(shù)，僅這兩個市場的應(yīng)用潛力就達到了25億人民幣。其他如：軍事基地、槍械庫、核能設(shè)施、物料放置庫房、電腦機房、政府辦公室、保密資料室等重要區(qū)域的門禁管制等有潛力應(yīng)用虹膜識別技術(shù)的市場超過30億人民幣。以上估計不包括相關(guān)的配套設(shè)備的市場。所以，在國內(nèi)虹膜識別產(chǎn)業(yè)是一個尚未開發(fā)的，有著巨大潛力的處女地。


五、 各國各行業(yè)大規(guī)模的應(yīng)用

　　在國外，虹膜識別產(chǎn)品已經(jīng)在比較廣泛的范圍內(nèi)開始應(yīng)用了。
　　 ２００２年２月８日，英國倫敦希思羅機場開始對一種先進的保安系統(tǒng)進行測試，新系統(tǒng)可掃描乘客的眼睛，以代替檢查乘客的護照。據(jù)悉，該項試驗計劃為期五個月，搭乘英航及維京航空公司班機的乘客都可參與這項試驗。國際航空運輸聯(lián)合會對這一研究結(jié)果極感興趣，他們鼓勵倫敦希思羅機場進行試驗，通過檢查登機旅客的虹膜來確定其身份并作為登機牌。

　　 美國“Iriscan”研制出的虹膜識別系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用在美國得克薩斯州聯(lián)合銀行的三個營業(yè)部內(nèi)。儲戶兩手空空地來辦理銀行業(yè)務(wù)，無需銀行卡，更沒有回憶密碼的煩惱。他們在該取款機上取錢時，一臺攝像機首先對用戶的眼睛進行掃描，然后將掃描圖象轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息與數(shù)據(jù)庫中的資料核對，以對用戶的身份進行檢驗。

　　 美國新澤西州的Plumsted, 學(xué)校已經(jīng)在校園里面安裝了虹膜識別的裝置進行安全控制，任何學(xué)校的學(xué)生以及員工都不再使用任何形式的卡片與證件，只要他們在虹膜攝像頭之前經(jīng)過，他們的位置，身份便被系統(tǒng)識別出來，所有外來的人員都必須進行虹膜資料的登錄才能進入到校園中。同時，通過中央登錄與權(quán)限控制系統(tǒng)對進入這個活動范圍進行控制。系統(tǒng)安裝以后，校園內(nèi)的各種違反校規(guī)以及侵犯、犯罪活動大大減少，極大的減輕了校園管理難度。

　　 在阿富汗，聯(lián)合國（UN）與美國聯(lián)邦難民署the United Nations refugee agency (UNHCR)使用虹膜識別系統(tǒng)鑒定難民的身份，以防止同一個難民多次領(lǐng)取救濟品。同樣的系統(tǒng)在巴基斯坦與阿富汗的難民營中使用?？偣灿谐^200萬的難民使用了虹膜識別系統(tǒng)，這套系統(tǒng)對于聯(lián)合國供品的分配人道主義援助物資起到了很關(guān)鍵的作用。

　　 2003年3月18日，阿布扎比(阿拉伯聯(lián)合酋長國之一)宣布世界上第一套國家級的基于虹膜識別技術(shù)的針對被驅(qū)逐的外國人虹膜追蹤與國界控制系統(tǒng)開始啟用，這套系統(tǒng)從2001年開始建設(shè)，它的目的是對阻止所有被阿布扎比所驅(qū)逐的旅游者及其他人員進入阿布扎比。在以前沒有這套系統(tǒng)的時候，由于阿拉伯人的獨特面相特征（胡須多），以及被驅(qū)逐的人數(shù)眾多，海關(guān)檢查人員很難區(qū)分哪些是被驅(qū)逐的人。通過使用這套系統(tǒng)，所有的非法入境都被避免，國家安全得到了最大限度的保證。

　　 新澤西州的肯尼迪國際機場（John F. Kennedy International Airport）在它的國際航班第四登機口岸安裝了虹膜識別系統(tǒng)，所有1300名員工的300人已經(jīng)開始使用這套系統(tǒng)進行登錄控制。通過使用這套系統(tǒng)，所有能進入到停機坪的人員必須是經(jīng)過系統(tǒng)安全認證的人員。未經(jīng)授權(quán)的人員想要強行通過的話，系統(tǒng)將自動采取緊急應(yīng)對措施將試圖強行通過的人員封閉在警戒空間。使用這套系統(tǒng)后，肯尼迪國際機場的安全等級從B+上升到了A+等級。通過肯尼迪國際機場乘機前往其他地方的旅客也上升了18.7%。

　　 總體上說來，虹膜識別技術(shù)在國際上已經(jīng)開始在各行各業(yè)以各種形式進行應(yīng)用。同時，給他們的應(yīng)用單位都帶了看得見的與看不見的種種社會效益以及經(jīng)濟效益。這種應(yīng)用趨勢正在以較大速度的增強，未來10年內(nèi)必然是虹膜識別逐步在各個行業(yè)內(nèi)取得全面應(yīng)用的時候。

　　 在國內(nèi)，由于國際上對中國的禁運以及虹膜技術(shù)本身的難度導(dǎo)致國內(nèi)無法開發(fā)出相應(yīng)的產(chǎn)品。到目前為止，國內(nèi)還沒有一套虹膜識別系統(tǒng)真正應(yīng)用起來。但是，國內(nèi)的很多單位都表示了強烈的應(yīng)用意向，特別是“9·11”以后，安全反恐怖的意識成了航空、金融領(lǐng)域最關(guān)心的問題。虹膜識別系統(tǒng)更是成了各大航空公司、各大金融機構(gòu)以及其他保密機構(gòu)（如航天局）等國家重點安全機構(gòu)的熱點關(guān)注對象。與世界的發(fā)展趨勢一樣，虹膜識別技術(shù)也必將在不久的將來在中國掀起應(yīng)用的高潮。