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指纹图像算法并不够安全?指芯科技力推特征点算法杀入手机市场

近日,苹果和高通两大巨头纷纷力推人脸识别技术。一时间,指纹识别技术“被打入冷宫”、“指纹技术将被抛弃”等言论一浪高过一浪,似有开辟新时代的劲头。

诚然,当下的多种生物识别技术中,除了指纹识别,虹膜识别、人脸识别、静脉识别、声纹识别等多种识别技术已在智能手机、智能家居、智能零售等领域已有一定规模的应用。

众所周知,在智能手机领域,关于iPhone 8配备人脸识别的爆料接连不断,更有爆料其指纹识别集成在电源键或是背部logo上。可见,苹果公司对于指纹势必的取舍也不是一蹴而就的,而最终结果需静待9月的发布会。

据市场数据显示,未来五年智能手机的出货量将达85亿台,随着智能终端进入高速发展阶段,指纹识别技术的普及已成定局。而在智能家居、人工智能、物联网的合力推动下,生物识别技术慢慢由手机端向其他智能硬件领域延伸。

在8月28日由芯智讯主办、快芯网协办的“新交互 新风口——2017生物识别技术与应用高峰论坛”上,深圳指芯科技科技有限公司(以下简称指芯科技)副总经理兼CTO余俊指出,最近一两年,生物识别技术呈现爆发式增长,技术上也是百花齐放,行业延展以及市场普及速度都非常快,这对于整个产业来说是个好现象。

砥砺前行二十载 安全指纹算法技术的“领跑者”

作为在生物识别领域深耕20年的企业,指芯科技从中国第一批指纹考勤机开始进入生物识别领域,并参研过国家军警用指纹枪柜系统,开发过麻醉及精神类药品大型指纹管理系统。近年来,随着移动智能终端在指纹领域的快速普及,指芯科技也开始由军队、金融等行业领域逐渐向消费类电子行业扩张。

据了解,这二十年里,指芯科技专注于生物识别技术中的指纹识别和人脸识别两大技术研发,成为安全指纹算法技术的“领跑者”,其自主核心专利、软件著作以及科学成果数不胜数。

自1999年研发国内第一台PC架构联机指纹识别终端以来,在2005年升级指纹核心算法,推出QSFinger 2.1/2.2/2.3 SDK自适应、自学习、自调整、自记忆指纹识别算法。随后,在2013年研发首款Android指纹手机,并将QSFinger2.3安卓指纹算法成功挂接手机和平板。在今年,指芯科技还与腾讯达成战略合作,推出应用于智慧政务、智慧交通、智慧金融等领域的“指纹云”。

在市场热潮的助推下,指纹厂商致力于解决指纹芯片算法瓶颈。对此,指芯科技自主研发QSFinger 2.4系列指纹算法,推出自主半导体3D活体传感器,适配高安全特征点算法引擎深度学习。同时,推出全球首创64k/96k/128k嵌入式算法,广泛适配主流安全芯片,独立、封闭、专属、高效、低耗,支持大容量特征模板运算,支持在线比对等。

“指芯科技本身做算法,实际上所走的路线就是通用,通用指的是算法必须要辅点,不需要硬件加速器,所以普通的MCU上面就可以达到识别的精准度。”余俊在现场介绍说到。

指芯科技副总经理兼CTO余俊先

△指芯科技副总经理兼CTO余俊

不同于一般的指纹识别公司来说,指芯科技在指纹芯片和指纹模组领域兼具实力,两条产品线并驾齐驱,推出了具有代表性的QS808和QS908两款指纹算法芯片以及FM118系列的指纹模组,具备高运算、高性价比、强安全性等特征。

“以前大家在市场上见的比较多的是QS808,今年指芯科技将会推出QS908,QS908增加了很多内容,包括算法的加密,包括硬件的组成,包括安全检测和防护等。”

其实对于生物识别技术,消费者更关心的还是安全问题。余俊指出,实际上安全并不是流程和运算的方法,安全是整个过程,从图像进来开始就应该有安全进行保障,包括传输、存储以及使用。

作为全国唯一一家拥有指纹传感器芯片以及指纹安全算法的技术企业,指芯科技目前所有的产品,包括算法本身的实现流程,都是走到了安全层面上,在整个研发和方案上,对安全的投入是比较大的。

叫板指纹图像算法,特征点算法更安全

目前指纹识别算法有两大流派:一类是图像算法;一类是特征点算法。指纹识别算法是将指纹传感器获取到的图像或者提取出一定数量的特征点(这些点位就是指纹的交叉、终点和端点等等其他的点位),然后与指纹库中的图像或者特征点进行比对。

目前手机上采用的指纹识别算法大多采用的是瑞典指纹识别算法厂商Precise Biometrics(简称PB)的算法,这是基于图像的算法。而较早指纹考勤机、门禁安防产品等行业应用市场,用的大都是特征点算法,这款厂商很多,很多也有自己的算法。那么为何手机上几乎没有采用特征点算法的呢?

余俊表示:“指纹图像算法是需要一个系统平台,比如安卓、window系统平台进行支持,因为运算量比较大,但有一个好处就是传感器可以做的很小,甚至可以做到88×88,现在做的更新一版80×80也能做识别。但是对于特征点来说,实际上是取得图像上的不同点,只有越大的面积,才能得到更多的不同点。所以说在这个层面上讲,特征点算法需要更大面积的传感器。而对于智能手机来说,元器件是越来越趋向于小型化。所以目前手机指纹芯片上大都采用的是图像算法。”

不过,特征点算法也有很多的好处。比如,不需要高端的平台支持,只需要一个单片机就能跑,这个单片机可能只要几百KB的内存和Flash,速度大概在80MHz到90MHz就够了,这个识别速度可以跑到0.5秒以内,如果是跑在性能更好的MCU上,识别速度就会更快。也就是说特征点算法对于硬件的要求很低。“指芯的算法非常灵活,传感器不限制,MCU不限制,也就是说平台、传输、获取图像的介质没有任何限制,包括了光学,包括了超声波,你只要给我图像就能做到。”余俊非常自信的说到。

据介绍,现在指芯科技的算法已经优化到了64KB,即只需要64KB的运行内存即可,也就是说对于这一套算法,对于普通的MCU的覆盖面更广。另外,指芯科技目前在160×160像素上面,采集到的特征点可以达到30个,如果换到192×156像素,现在能达到60到70个特征点,而且计算所耗的时间大概在0.5秒以内可以完成。

正式基于特征点算法的诸多优势,指芯科技也希望进入到智能手机市场分一杯羹。余俊表示:“图像算法是纯软件的方式。因为特征点的算法在国内的发展比较久,各自有各自的特点,这时候自我保护会有一些要求,所以算法本身并不像指纹图像算法厂商那样以一个纯软件的方式做。而我们指芯公司正在做这个工作,就是在保护自己利益的同时,能够在这个层面做更大的让步,或者说能够在成本上面,能够努力向手机行业靠拢。”

那么,面对已经被PB可能占领的手机指纹识别市场,指芯科技再进入又有何优势呢?

除了上面提到的特征点算法的一些技术优势之外,余俊认为,安全性正是特征点算法的一大关键。“每一个人只有10个手指,10个手指的图像信息一旦被泄露,你这辈子就没有其他手指可以用了,不可能说换脚趾。对于它的保护,我们需要从算法本身做很多的工作,比如特征点算法是没有图像的,不存储图像,就算你想让它还原,也没有还原的机会;第二,它得到的特征点可以得到一个字符串,而字符串本身是可以加密的,这时候我们再作为黑客获取到指纹,几乎是不可能的。”

据了解,目前指芯正在与国内的一些公司在合作,希望在明年的时候,能够给出一个新的方案,能够迎合所有行业不同客户的需求。

“目前我们用的芯片已经是在智能k和银行K里面的使用,后期产品基于这个产品进行研发,这个产品更多体现算法的基础,包括底层的能力,后期会慢慢公布。”

不可否认,指纹识别最大的前景在于应用,除了智能手机领域,指纹识别在交通、支付、通讯以及系统平台等领域也层出不穷。指芯科技将智能产品分成三类,分别是是存储类、控制类以及居家类,同时也相应地推出了指纹U盘、指纹打火机以及指纹门锁等个性化产品。余俊再次强调,虽然指纹识别技术在各个领域得到了很多应用,但在应用的过程里面,大家还是要多关注一下生物识别的安全。

此外,也有人提出了业界都比较关心的话题,算法是否应该免费?

余俊则认为,是否免费需要辩证的去看,任何免费的东西不见得都是好的,不免费的东西也不见得都是坏的。

“任何人看这件事情都有不同的角度,对于指芯来讲,我更愿意花钱投入后期核心业务的研发,做完这一步之后,我们就可以考虑是否公开,市场上先要给标准或者是一个样品,让大家真正理解生物识别技术能做什么。我认为指芯有这个魄力,有这个勇气说这句话,只要我们认为做的这件事情是有助于行业发展的,那就要去做。”

作者:芯智讯-周康/浪客剑

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