伴随着"刷指纹"、"刷虹膜"、"刷脸"、"刷声纹"等密保解锁手段出现,现今的生活是越来越便捷。而上述这些"刷"操作便是活体生物特征识别技术应用所带来的,它使你自己成为"精准安全"的钥匙与密保。
为此,一个脑洞大开的想法便孕育而成,如果人死了,指纹、虹膜等生物"钥匙“还能用于解锁吗?首先在回答这一问题前,我们先来了解下指纹、虹膜、人脸和声纹等四种最常见生物特征用于识别解锁的原理。
1)指纹识别,是最常见的生物特征识别技术。公认的指纹运用发源地是中国[1],在唐代藏文契约落款处就印有指印,而距今多年前的西安半坡遗址陶器上就遗留有制作者指纹。然而现代指纹学的奠基人却是英国人,19世纪,他们运用指纹来对殖民地印度人进行身份登记,并形成高尔顿-亨利指纹分类系统用于犯罪鉴定[2]。人类指纹在胚胎期的第三、四个月产生,第六个月左右形成,由斗形纹、箕形纹、弓线纹等组成的纹路在出生后基本特征固定不变,并具有约亿分之一的极小重复率,故称为"人各不同、终生不变",而这就是它被用于特征识别的原因所在。
2)虹膜识别,是目前防伪性能最优的非接触性识别技术。虹膜的形成由基因决定(例如PAX-6基因QX的无义突变将导致先天无虹膜[3]),对每个个体而言,虹膜的纹理是独一无二的。虹膜在人类胚胎发育到八个月时基本定型,在3岁以后的整个生命历程中将保持不变,而要人为改变虹膜外观,则需要冒着损伤视力高风险进行精细外科手术。虹膜个纹理读取点以及颜色、血管等的庞大信息量,使其重复率远远低于指纹重复率,这种高度独特性、稳定性及不可更改的特点,使得虹膜识别的错误率是目前各种常见识别技术中最低的。最早的虹膜应用是年巴黎监狱的罪犯识别登记,而虹膜自动识别算法专利则是由剑桥大学的JohnDaugman教授申请的[4]。虹膜的识别需要扫描眼部,因此该应用在人群中最多的担忧是它伤害眼睛吗?其实,虹膜的扫描时间只需2秒,且距离可至1米以外,所用的光线为弱强度红外线是不会伤害眼睛的。而虹膜识别最多的应用场合并不是手机解锁,而是在矿场,用于识别因采矿作业而脸庞漆黑、指印磨平的矿工们,致敬这些可爱的人。
3)人脸识别,是最易被接受的身份识别技术,基于人的脸部几何特征和位置信息进行个体识别。犯罪素描师就是人工的人脸识别。但是人脸会随着生理状态、表情等变化而变化,而且人脸易被修饰(如戴眼镜、化妆、整形手术等),易影响到系统的识别性能。不过,因为人脸识别系统具有红外线感应用于活体检测,再加上3D算法用于脸部位置深度定位,用照片来欺骗系统的做法已被亲测无效。
4)语音或声纹识别,采集样本最便捷、廉价的识别技术,一个麦克风。虽然人体发音器官生理构造相同,但由于语言产生是一个复杂的生理物理过程,发音方式、容量和频率不尽相同,所以形成了属于每个人的声纹特征。但语音受外界环境影响大(如咽喉疾病、情绪等),且已被伪造(录音、模仿等)的特点,使其更多地作为辅助识别的手段。
现在我们回归那个原始脑洞问题,指纹、虹膜、人脸和声纹这些生物特征在人死后还能用于识别解锁吗?
按上述的原理来看,声纹特征是最为可以的了。死者生前的录音录像等都可以用于声纹的提取仿造而后用于识别解锁。
来看看人脸识别。首先由于人死后肌肉会先松弛而后僵直腐败造成一定的面部变形,再者体温等红外特征消失,所以对于识别解锁所要求的精确脸部特征识别以及活体红外检测都比较难实现。另外,人脸识别采集时要求眼部对焦摄像头以采集眼部特征,而要死者眼睛对焦摄像头还是有些难度。况且疾病或意外等也会造成死者面部扭曲,识别特征消失。所以,用死者的脸部特征来识别解锁有一定难度。
那指纹解锁呢?现在的指纹识别解锁应用了两大技术,电容触控[5](依靠人体内的微电流触发传感器)和无线射频[6](必须接触到皮肤真皮层以读取指纹信息)。也就是说,必须是温度正常、具有活细胞的手指才能解锁,所以理论上,人死后是不能指纹解锁的。例如冰凉的指尖或沾水手指,就可能出现指纹解锁困难现象。但人体的微电流主要来自细胞的钠钾泵,而人死后肌肉细胞还能存活2-8小时[7],所以死后短时间内指尖微电流存在还是可以用指纹解锁的。
最后说说虹膜识别。人死后,瞳孔括约肌松弛导致瞳孔放大(除了吗啡、海洛因、有机磷过量中毒死亡的瞳孔通常会是缩小状态),因此部分虹膜纹理会被掩盖造成比对信息量下降。再者血流停止,瞳孔放大导致虹膜区域发白,也造成虹膜颜色信息量不匹配。这些都会对人死后虹膜的识别度增加难度。波兰华沙理工大学的研究员MateuszTrokielewicz[8]及其同事创建了一个活虹膜和死虹膜扫描数据库,收集样本对象在死后5小时至34天之间,从17个样本中收集了个近红外虹膜图像,训练系统创建新识别算法。该算法可以分辨活的和死亡5小时后的虹膜。因此死后5小时或更短时间内的死者虹膜是可以用于识别解锁的,死亡时间久一点就无效了。
好的,我的"脑洞刷完",愿您"读后有谱"。
参考文献:
[1]杨若冰.指纹识别的历史及与其它生物识别的比较[J].中国防伪报道,(9):47-50.
[2]HauserG.GaltonandtheStudyofFingerprints[M]SirFrancisGalton,FRS.PalgraveMacmillanUK,.
[3]吴荒,宋跃.PAX-6基因突变与无虹膜症[J].中国眼耳鼻喉科杂志,(4):-.
[4]DaugmanJ.Highconfidencepersonalidentificationsbyrapidvideoanalysisofiristexture[C]IEEEInternationalCarnahanConferenceonSecurityTechnologies,.IEEE,.
[5]陈姝芹,王林峰.电容式触摸屏的物理原理[J].物理教学探讨,,31(2):61-61.
[6]曹川[1],林勇[2],管青[1],etal.射频电流对皮肤胶原含量的影响[J].中华医学美学美容杂志,(6).
[7]德民.人死后细胞还能活多久[J].广西农学报,(1):53.
[8]MateuszTrokielewiczetal.HumanIrisRecognitioninPost-mortemSubjects:StudyandDatabase[C]IEEEInternationalConferenceonBiometricsTheory.IEEE,.