2014年將是指靜脈技術(shù)在國(guó)內(nèi)閃耀登場(chǎng)的一年，就像十幾年前人們紛紛丟下腰間的BP機(jī)換成手機(jī)一樣，指靜脈生物識(shí)別必然會(huì)大放異彩。

指靜脈識(shí)別技術(shù)是一種新的生物特征活體識(shí)別技術(shù)，其原理是基于人類手指中流動(dòng)的血液可吸收特定波長(zhǎng)的光線，使用特定波長(zhǎng)光線對(duì)手指進(jìn)行照射，從而得到手指靜脈的清晰圖像，利用這一固有的科學(xué)特征將獲取的影像進(jìn)行分析、處理，進(jìn)而得到手指靜脈的生物特征，再將得到的手指靜脈特征信息與事先注冊(cè)的手指靜脈特征進(jìn)行比對(duì)就可以確認(rèn)登錄者的身份。

由于指靜脈隱藏在身體內(nèi)部，被復(fù)制或者盜用的機(jī)會(huì)很小，使用者心理抗拒性低，受生理和環(huán)境因素的影響小，克服了皮膚干燥、油污、灰塵、皮膚表面異常等因素，原始手指靜脈影像從被捕獲到數(shù)字化處理整個(gè)過(guò)程不到1秒，具有較高的準(zhǔn)確識(shí)別率（認(rèn)假率為0.0001%，拒真率為0.01%，注冊(cè)失敗率0%）等，因此指靜脈識(shí)別技術(shù)在安防領(lǐng)域中的高保密與高安全性場(chǎng)合有重要應(yīng)用。

引言

我們生活在一個(gè)密碼無(wú)處不在的時(shí)代，無(wú)論是國(guó)家、商業(yè)金融、企業(yè)門禁系統(tǒng)，還是個(gè)人用卡以及電腦登陸，密碼無(wú)疑是應(yīng)用最為廣泛的安全保護(hù)方式。但這同時(shí)也是一個(gè)窺探、破解、盜用等問(wèn)題泛濫的時(shí)代，即使越來(lái)越復(fù)雜的密碼讓人感覺(jué)安全，一個(gè)人面對(duì)太多密碼也會(huì)出現(xiàn)記憶混亂、遺忘等問(wèn)題，由此催生出更具安全、保密和方便性的生物識(shí)別技術(shù)如人臉識(shí)別、虹膜識(shí)別、指紋識(shí)別等的出現(xiàn)。其中指紋識(shí)別應(yīng)用雖然風(fēng)頭正健但卻容易被仿冒和被盜，有的個(gè)體因?yàn)橹讣y特征很少或者在特殊的條件下如手指潮濕、破損等無(wú)法識(shí)別。因此人們希望一種保密性更好、可靠性更高更便捷的安全保密方式——手指靜脈識(shí)別技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，被業(yè)界稱為全球頂尖的生物識(shí)別技術(shù)。

醫(yī)學(xué)研究證明手指靜脈的形狀具有唯一性和穩(wěn)定性：即每個(gè)人的手指靜脈圖像都不相同；同一個(gè)人不同的手指的靜脈圖像也不相同；健康成年人的靜脈形狀不再發(fā)生變化，這就為指靜脈提供了醫(yī)學(xué)依據(jù)。據(jù)公安部某研究所的專家團(tuán)隊(duì)論證得出結(jié)論：指靜脈生物特征技術(shù)是目前最為安全、可靠的一種技術(shù)，將在很多領(lǐng)域成為主流的生物識(shí)別技術(shù)。

指靜脈門禁系統(tǒng)的技術(shù)原理

指靜脈門禁系統(tǒng)由前端（指靜脈讀頭）和后端（門禁控制器）構(gòu)成，前端負(fù)責(zé)對(duì)獲取的影像錄入與收集，然后快速反饋給后端；后端控制器接收信息后進(jìn)行分析、處理，給予指令結(jié)果從而指導(dǎo)前端執(zhí)行操作，是系統(tǒng)集成的大腦指揮中心，一個(gè)健康穩(wěn)定的后端對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全起到至關(guān)重要的作用。

前端（指靜脈讀頭）的工作原理

人體靜脈中紅血球的血紅素是氧氣的還原血紅素，還原血紅素會(huì)吸收近紅外線，因此當(dāng)近紅外線照射到手指時(shí)，只有靜脈部分才會(huì)有微弱的反射，從而形成靜脈紋路圖像，而使用特定波長(zhǎng)光線對(duì)手指進(jìn)行照射可得到手指靜脈的清晰圖像。利用這一固有的科學(xué)特征可對(duì)獲取的影像進(jìn)行分析、處理，從而得到手指靜脈的生物特征。

指靜脈讀頭主要由外殼、安全模塊、紅外掃描器、錄入器和芯片為主構(gòu)成，如圖1所示。

圖1：指靜脈頭示意圖

后端（門禁控制器）的工作原理

門禁控制器是指靜脈門禁系統(tǒng)的指揮與存儲(chǔ)“大腦”，它的工作原理是無(wú)登錄狀態(tài)下全天候地對(duì)大量已存儲(chǔ)的指靜脈圖像信息進(jìn)行安全保護(hù)，不因突然斷電或者黑客攻擊而丟失全部信息，在進(jìn)行圖像錄入工作狀態(tài)下它能快速有效地進(jìn)行1：n的比對(duì)分析信息，然后反饋給指靜脈讀頭具體操作指示，如果錄入正確執(zhí)行開(kāi)門指令，如果錄入不正確或者是暴力拆除，控制器會(huì)拒絕開(kāi)門。

門禁控制器構(gòu)造主要由外殼、控制芯片等為主構(gòu)成，如圖2所示。

圖2：后端門禁控制器

國(guó)內(nèi)外指靜脈門禁產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，指靜脈核心技術(shù)廠商主要是以日立為首的日系品牌廠商及其在中國(guó)的代理銷售商或者是其借殼公司，都是日立核心保密技術(shù)分散形成的公司。日立是世界上較早掌握相關(guān)技術(shù)的廠商，2011年前才推出了成熟的產(chǎn)品，價(jià)格動(dòng)輒幾萬(wàn)元的指脈門禁控制器，甚至是幾十萬(wàn)至上百萬(wàn)的指脈門禁系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用僅限于銀行金庫(kù)、監(jiān)獄等高安全需求的高端場(chǎng)所，而高保密高機(jī)密等地方礙于日立等為國(guó)外日本技術(shù)都不敢應(yīng)用。日立產(chǎn)品的使用及外觀都很成熟，產(chǎn)品的知名度很高，但產(chǎn)品自我體系較封閉，接口開(kāi)放程度不高，軟件漢化過(guò)程不完整，使用不太適合國(guó)內(nèi)習(xí)慣，市場(chǎng)反應(yīng)不靈活，產(chǎn)品中規(guī)中矩，行業(yè)下游產(chǎn)品二次開(kāi)發(fā)的范圍小，產(chǎn)品的價(jià)格極為昂貴，加之主要技術(shù)人員都在國(guó)外，如果遇到技術(shù)上的問(wèn)題都必須通過(guò)其駐地辦事處或者自己通過(guò)英語(yǔ)或日語(yǔ)文件發(fā)送EMAIL至國(guó)外，等待他國(guó)的技術(shù)支持才能得到幫助。另一方面，在生物特征身份識(shí)別這種涉及隱私秘密的特殊領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)安全的等級(jí)要求越來(lái)越高，斯諾登事件以及不斷發(fā)生的國(guó)外竊取機(jī)密間諜事件提醒我們，對(duì)于安保產(chǎn)品采用國(guó)外技術(shù)開(kāi)始變得越來(lái)越不再保險(xiǎn)和安全，反倒成為安防的隱患。

國(guó)外核心技術(shù)在國(guó)內(nèi)安防領(lǐng)域的應(yīng)用存在涉密的根本問(wèn)題，這也是日立的技術(shù)在國(guó)內(nèi)并未被廣泛應(yīng)用的一大原因。其他幾家應(yīng)用日本或日立技術(shù)推出自己品牌的廠商在進(jìn)入國(guó)內(nèi)身份識(shí)別應(yīng)用領(lǐng)域核心市場(chǎng)時(shí)也存在著同樣的問(wèn)題。

國(guó)外技術(shù)價(jià)格高、應(yīng)用難，可喜的是國(guó)內(nèi)有些研發(fā)企業(yè)擁有了自主的指靜脈核心技術(shù)。國(guó)內(nèi)從2005年就開(kāi)始了手指靜脈技術(shù)的研發(fā)及實(shí)驗(yàn)，目前產(chǎn)品的核心模塊已經(jīng)能夠落地應(yīng)用，且價(jià)格能做到日本產(chǎn)品的三分之一，基本性能和使用體驗(yàn)也更中國(guó)化，在某些方面還有明顯優(yōu)勢(shì)，更重要的是國(guó)內(nèi)正在積極通過(guò)應(yīng)用案例來(lái)完善從模塊到一體化門禁考勤、門鎖等全系列產(chǎn)品的應(yīng)用升級(jí)，這讓我們看到了國(guó)貨精品——國(guó)內(nèi)指靜脈技術(shù)有望掀起一場(chǎng)國(guó)內(nèi)生物識(shí)別領(lǐng)域的高潮。

目前國(guó)內(nèi)有部分廠家的靜脈產(chǎn)品都為一體機(jī)產(chǎn)品，功能比較單一，有的不能聯(lián)機(jī)使用，且安全性相對(duì)較低，一旦遭到破壞掉，就算觸動(dòng)報(bào)警，門體等實(shí)際上已被打開(kāi)，造成的損失已無(wú)法挽回。因此一體機(jī)只能用在安保等級(jí)相對(duì)較低的地方，但這種低等級(jí)靜脈產(chǎn)品性價(jià)比就會(huì)變得不高。

另外，嵌入式的高端電子鎖、門禁及利用指紋技術(shù)生產(chǎn)的鎖類、門禁考勤類產(chǎn)品已非常普遍，但指紋易被復(fù)制、部分人群應(yīng)用不穩(wěn)定是長(zhǎng)期困惑主流廠商的問(wèn)題，相關(guān)產(chǎn)品市場(chǎng)接受度及產(chǎn)品利潤(rùn)逐年降低，已形同雞肋。指靜脈技術(shù)在日本、臺(tái)灣、中東、拉美等海外市場(chǎng)都開(kāi)始了大規(guī)模的商用，逐步替代了原有的指紋、虹膜等產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)多數(shù)安防產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)如電子鎖廠、門禁廠、集成商等已經(jīng)開(kāi)始著手準(zhǔn)備進(jìn)行指靜脈配套技術(shù)二次開(kāi)發(fā)及相關(guān)產(chǎn)品升級(jí)，成熟國(guó)產(chǎn)指靜脈核心技術(shù)的誕生將推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)，廣大民用和商用客戶也逐漸對(duì)指靜脈產(chǎn)品有了普遍的認(rèn)知。

工業(yè)級(jí)高端指靜脈門禁系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新

目前，國(guó)內(nèi)的指靜脈模塊化技術(shù)已經(jīng)成熟并量化，這為安防門禁領(lǐng)域廣泛應(yīng)用提供了基礎(chǔ)性的支持。

首先，指靜脈門禁系統(tǒng)不等于產(chǎn)品的簡(jiǎn)單集成，它是通過(guò)軟、硬件的匹配，協(xié)同系統(tǒng)化的解決體系。就安防行業(yè)來(lái)講，如果系統(tǒng)定位于服務(wù)高安全、高保密性的國(guó)家與商用級(jí)別，必須采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制造，并且不能僅僅嵌入到各種終端產(chǎn)品中，如門禁、考勤機(jī)、保險(xiǎn)箱、汽車門鎖、打印機(jī)等這些只能用在民用級(jí)別或者保密度、安全度要求不高的企業(yè)，所以需要進(jìn)行更高一級(jí)開(kāi)發(fā)，使硬件上做到質(zhì)量與功能安全，比如在電路板上如果不能真正做到物理式的隔離，一旦短路就會(huì)使CPU燒壞，這種自身都不安全的硬件產(chǎn)品是沒(méi)有市場(chǎng)的。

按照國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局與公安部對(duì)安全技術(shù)防范產(chǎn)品的管理要求：實(shí)行工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證制度、安全認(rèn)證制度。未取得工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證的禁止生產(chǎn)和銷售，另外生物特征身份識(shí)別這種涉及隱私秘密的特殊領(lǐng)域，國(guó)外核心技術(shù)在國(guó)內(nèi)安防領(lǐng)域的應(yīng)用存在涉密的根本問(wèn)題?；诖?，目前為止涉足高端門禁領(lǐng)域的廠家鳳毛麟角，值得一提的是北京嘉德恒安專門從事門禁高端領(lǐng)域開(kāi)發(fā)應(yīng)用已有十余年，通過(guò)不斷自我產(chǎn)品創(chuàng)新，技術(shù)攻關(guān)，創(chuàng)造中國(guó)夢(mèng)，于近期開(kāi)發(fā)出了針對(duì)國(guó)家與商用的高安全高保密性需求解決方案——恒安指靜脈門禁系統(tǒng)，填補(bǔ)了目前市場(chǎng)上的國(guó)產(chǎn)高端門禁空白。

嘉德恒安指靜脈門禁系統(tǒng)不僅技術(shù)獨(dú)創(chuàng)，而且從外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、顏色以及材料元器件質(zhì)量把控、功能應(yīng)用以及系統(tǒng)化軟件設(shè)計(jì)等都做到了人性化與工業(yè)化材料的高品質(zhì)高匹配要求。具有如下創(chuàng)新：

前端（指靜脈讀頭）的技術(shù)創(chuàng)新

嘉德恒安指靜脈門禁系統(tǒng)的前端采用工業(yè)級(jí)材質(zhì)，具有外觀結(jié)構(gòu)專利，人性化操作設(shè)計(jì)，360°手指靜脈識(shí)別。由于指紋操作方式已經(jīng)成為人們的使用習(xí)慣，為了在不改變習(xí)慣的情況下提供安保系數(shù)，特意按照指紋的操作習(xí)慣來(lái)設(shè)計(jì)，使用簡(jiǎn)便快捷，可實(shí)現(xiàn)1秒內(nèi)快速反饋，如圖3所示。

圖3：嘉德恒安指靜脈門禁系統(tǒng)的前端

后端（門禁控制器）的技術(shù)創(chuàng)新

嘉德恒安智能網(wǎng)絡(luò)門禁控制器融合了多項(xiàng)專利，采用獨(dú)創(chuàng)的存儲(chǔ)與提取技術(shù)、嵌入式技術(shù)、加密技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能技術(shù)，并根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)情況可以分別通過(guò)以太網(wǎng)或RS485兩種不同通訊方式，其中網(wǎng)絡(luò)通訊模式則基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)管理TCP/IP局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)為主干，并與終端保留RS485總線結(jié)構(gòu)，且全部支持與第三方系統(tǒng)（智能安防平臺(tái)、OA、ERP等管理軟件）無(wú)縫銜接。該系列智能網(wǎng)絡(luò)門禁系統(tǒng)由單純的安全防范功能向更深層次和更廣泛的業(yè)務(wù)管理快速融合，使一卡通、一網(wǎng)通、一軟通、一庫(kù)通變成實(shí)現(xiàn)。具體如下：

● 單線加密設(shè)計(jì)創(chuàng)新：?jiǎn)螚l網(wǎng)線加密鑰設(shè)計(jì)可有效防止黑客攻擊，針對(duì)通訊數(shù)據(jù)采用加密模式，以確保通信的安全性。

● 物理式隔離技術(shù)：采用短路與斷電都不丟失數(shù)據(jù)優(yōu)化的多級(jí)防干擾處理，使板卡電路更加穩(wěn)定，做到真正物理式隔離。

● 采用全事件記錄方式：使門禁具有可追溯性，可以追查板卡開(kāi)機(jī)工作、有效無(wú)效刷卡、密碼操作、出門按鈕記錄、控制鎖狀態(tài)的記錄、遠(yuǎn)程通過(guò)軟件開(kāi)關(guān)門記錄、遠(yuǎn)程通過(guò)WEB服務(wù)器開(kāi)關(guān)門記錄、門開(kāi)關(guān)狀態(tài)記錄和劫持記錄等。

● 可靠的分布式事件日志備份技術(shù)：滾動(dòng)存儲(chǔ)重復(fù)讀取，滾動(dòng)存儲(chǔ)事件日志達(dá)到45萬(wàn)條，存儲(chǔ)量更大。

● 操作簡(jiǎn)便的用戶界面：多對(duì)多的授權(quán)方式，可任意設(shè)置查詢條件，自由組合數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出項(xiàng)。

● 靈活個(gè)性的定制數(shù)據(jù)輸入與編輯窗口的元素項(xiàng)

● 針對(duì)二次開(kāi)發(fā)預(yù)留兩路公共通訊接口以便連接設(shè)備

● 多種模式兼容：在一個(gè)系統(tǒng)中通訊方式采用TCP/IP方式，支持接口WG26和WG34自適應(yīng)發(fā)卡模式，發(fā)卡器發(fā)卡和門禁發(fā)卡并存。

● 其他產(chǎn)品特點(diǎn)：系統(tǒng)采用TCP/IP、RS485、CAN混合組網(wǎng)模式；超大容量控制器，離線脫機(jī)使用單機(jī)支持注冊(cè)用戶達(dá)3.2萬(wàn)，事件日志存儲(chǔ)達(dá)45萬(wàn)條；認(rèn)證嚴(yán)格板載帶有身份認(rèn)證的WEB服務(wù)器；用戶任意設(shè)置6～8位不定長(zhǎng)個(gè)人密碼；管理便捷，可以在局域網(wǎng)內(nèi)的任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)按照管理職能賦予任意的管理權(quán)限。

嘉德恒安指靜脈門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)創(chuàng)新

分體設(shè)計(jì)可抗暴力拆卸

嘉德恒安的手指靜脈產(chǎn)品采用分體結(jié)構(gòu)，指靜脈識(shí)別器為外置讀頭使用，分析處理和控制門體報(bào)警等都在被保護(hù)區(qū)域，即使外置讀頭被破壞或拆除終端機(jī)后也不會(huì)打開(kāi)門體，如圖4所示。識(shí)別器和控制器之間為無(wú)縫連接，省略了國(guó)外有些靜脈產(chǎn)品要在控制器和讀頭之間放置連接器、轉(zhuǎn)換器、通訊器等這些繁瑣的中間件。

圖4：分體設(shè)計(jì)

操作軟件可兼容性

該系統(tǒng)可以兼容目前市場(chǎng)上的主流安防類軟件，只要給予共享即可，做到真正的有容乃大。

指靜脈識(shí)別技術(shù)未來(lái)的發(fā)展前景

目前來(lái)看，鑒于技術(shù)與成本的沖突，手指靜脈身份識(shí)別市場(chǎng)正處于市場(chǎng)爆發(fā)的臨界狀態(tài)，指靜脈技術(shù)一旦達(dá)到一定的量產(chǎn)與技術(shù)完善提升后，將會(huì)普遍推廣到民用領(lǐng)域，廣泛地應(yīng)用在人們生活中的方方面面。目前所有廠商都很關(guān)心國(guó)產(chǎn)技術(shù)的價(jià)格，相關(guān)行業(yè)專家指出：在保證產(chǎn)品穩(wěn)定運(yùn)行和保證優(yōu)良的識(shí)別率等品質(zhì)的前提下，指靜脈其技術(shù)特性決定了目前需要采用高質(zhì)量的元器件進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)，除去核心算法，光主要元器件材料成本不會(huì)低于千元人民幣。國(guó)產(chǎn)核心技術(shù)產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格目前已經(jīng)大幅下降，希望隨著更多廠家的投入和市場(chǎng)的增長(zhǎng)能夠在未來(lái)進(jìn)一步降低成本。相比國(guó)外產(chǎn)品動(dòng)輒上萬(wàn)元的售價(jià)，國(guó)內(nèi)也有廠家推出了自有技術(shù)的指靜脈門禁，最終價(jià)格不到千元人民幣，但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)和做工也比較粗糙，產(chǎn)品外觀和國(guó)外比較相像，應(yīng)用穩(wěn)定性差。但只有低價(jià)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，就像專家指出的，指靜脈門禁技術(shù)的特性目前是需要高性能高標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的支持的，如果只是把指紋產(chǎn)品包上了一個(gè)指靜脈技術(shù)的外殼，其本質(zhì)可能還不如指紋的指標(biāo)好。

目前，國(guó)家相關(guān)機(jī)構(gòu)也在制訂并計(jì)劃實(shí)施相關(guān)的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。相信通過(guò)國(guó)內(nèi)有實(shí)力的核心技術(shù)及上下游廠商通力合作，中國(guó)指靜脈識(shí)別技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展的前景廣闊，在國(guó)家大力推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)科技創(chuàng)新的背景下，指靜脈技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化必將推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)，我們也盼望著真正的高科技指靜脈產(chǎn)品能盡早普及，讓每個(gè)人都可以體驗(yàn)忘記密碼、丟掉鑰匙的安全便捷生活。

我們相信2014年將是指靜脈技術(shù)在國(guó)內(nèi)閃耀登場(chǎng)的一年，就像十幾年前人們紛紛丟下腰間的BP機(jī)換成手機(jī)一樣，指靜脈生物識(shí)別必然會(huì)大放異彩。