信息安全指信息的保密性、完整性、真实性、不可否认性及可控性等方面的安全。人类在浏览资料、交易和物品安全保护的有效性、方便性上经历了三个阶段的发展：

1．第一阶段是最初的方法，采用大家早已熟悉的机械钥匙。

2．第二阶段是由机械钥匙发展到数字密钥，如登录上网的Password以及ATM机所需PIN，ID卡，IC卡或条形码等，它是当今数字化生活中较为流行的一种安全密钥系统。

3．进入21世纪后，一种更加便捷、先进的信息安全技术将全球带进了电子商务时代，它就是集光学、传感技术、超声波扫描和计算机技术于一身的第三代身份验证技术--生物识别技术。

身份识别技术使远程化、虚拟化了的“人的标识”还原为“人本身”，使任何授权动作前的身份认证变的非常可信和方便，就像面对面的握手。

生物识别技术是依靠人体生物特征进行身份验证的一种解决方案，由于人体特征具有不可复制的特性，这一技术的安全系数较传统意义上的身份验证机制有很大的提高。人体的生物特征包括指纹、声音、面孔、视网膜、掌纹、骨架等，而其中指纹凭借其无可比拟的唯一性、稳定性、再生性备受关注。

20世纪60年代，计算机可以有效地处理图形，人们开始着手研究用计算机来处理指纹，自动指纹识别系统AFIS由此发展开来。AFIS是当今数字生活中一套成功的身份鉴别系统，也是未来生物识别技术的主流之一，它通过外设来获取指纹的数字图像并存贮在计算机系统中，再运用先进的滤波、图像二值化、细化手段对数字图像提取特征，最后使用复杂的匹配算法对指纹特征进行匹配。时下，有关指纹自动识别的研究已进入了成熟的阶段。随着指纹识别设备的不断开发和生产，在不远的未来这项技术的应用将进入民用市场，服务大众。

指纹作为个人不可复制的特征在保障信息安全的身份可靠和交易的不可抵赖两方面具有得天独厚的优势。两者的完美结合是技术发展的必然趋势。你的手指说明你的一切！

据国际生物识别产业协会统计、估计，生物识别技术的软件和硬件市场，有望在10年内达到每年20亿美元的规模。

根据IBG（国际生物集团）的统计，到2005年年底，全球生物特征认证技术市场规模将达到22亿美元。同时，市场每年将以超过80%的速度快速增长。随着生物特征认证技术的成熟、应用面的扩大以及时间的推移，这个数字有望达到数千亿美元。今年6月ICAO向其成员国公布的生物技术应用规划更是加快了生物特征认证技术的商业应用速度。除了常用的指纹识别技术外，虹膜、面像、步态等其他识别技术也正在成为生物特征认证的主要技术手段。

网络信息化时代的一大特征就是身份的数字化和隐性化，但在我们还没有充分享受网络所带来的好处时，信用卡密码、银行账户密码、网络登录密码等各式各样的密码正不断扰乱我们的记忆空间，即便自己能够记得准确无误，却还经常担心被恶意入侵者破解。这样的需求成为推动生物特征认证技术从实验室走到商业应用的巨大动力。

通过计算机利用人体固有的生理特征或行为特征来进行个人身份的鉴定，就是所谓的生物特征认证技术（通常也称为生物特征识别技术）。

生理特征与生俱来，多为先天性的；行为特征则是习惯使然，多为后天性的。生理和行为特征统称为生物特征，常用的生物特征包括面像、虹膜、指纹、掌纹、声音、笔迹、步态、颅骨等。基于生物特征识别的身份鉴定技术具有不易遗忘或丢失、可“随身携带”、防伪性能好等特点。

生物认证逐步普及在美国，每年约有上亿美元的福利款被人以假冒的身份领取；据MasterCard公司估计，每年约有价值4.5亿美元的信用卡诈骗案发生，其中包括利用丢失和被盗的信用卡犯罪；每年使用盗窃来的身份识别码（PIN）造成移动电话的损失高达十亿美元。但如果利用可靠的方法鉴别ATM持卡人的身份，那么可以使全美每年ATM诈骗案造成的损失减少3亿美元。根据美国移民局的统计，如果在美国与墨西哥边境采用快速准确的身份鉴别系统，可以在不影响正常入境的情况下，每天查出3000件非法入境案件。在“911”之后，美国的三个相关法案（爱国者法案、边境签证法案、航空安全法案）都要求必须采用生物识别技术作为法律实施保证。

到目前为止，美国基于生物特征识别的身份鉴定产业规模已经达到数十亿美元。其他一些国家也采用法律规定的方式来使用生物识别技术。总体上来说，生物识别技术已经进入了实际的政府和商业应用，其主要应用领域包括：机场旅客控制、政府部门、门禁和考勤、法律执行、消费者管理系统、金融管理服务系统、计算机登录管理、医疗保健系统等。

在中国，经过十多年的发展，生物识别核心算法有了较大发展，但与国外优秀算法相比仍有一定差距，很多国内厂商采用集成国外算法的方式开发自己的产品。而在硬件采集设备方面，国内厂商与国外厂商的技术水平差距更大，目前国内还没有能够提供完善、成熟的外围硬件产品的设备供应商。国际市场上的主要采集设备都由国外Digitalpersona、Authentec、Veridicom、OKI、Panasonic等几大设备商把持。

国内生物认证识别技术的应用主要集中在比较分散、自发性的企业级应用上，在2002年总体约为2.5亿元人民币的终端市场中，超过40%的产品都用于低端考勤、门禁系统。在行业应用方面，AFIS(Automatic Fingerprint Identification System,自动指纹识别系统，多为警用系统)超过了40%。其他应用零散分布在金融、社保、政府等领域。而在应用的地域分布上也呈现出极不平衡的特点，北京、上海、广州三地的应用总和占据了60%的市场容量。

“911”事件是生物特征认证技术在全球发展的一个重要转折点，它使各国政府更加清楚地认识到生物识别技术的重要性。传统的身份鉴别技术在面临反恐任务时所表现出来的缺陷，使得各国政府在生物特征识别技术研究与应用上开始了大规模的投资。同时普通公众对生物识别技术的了解也随着“911”的曝光率而大幅度提高。种种因素促成了“911”之后全球生物特征认证市场的加速增长。尽管在IBG最新的市场预测报告中，考虑到全球经济发展不景气而调低了对2005年市场的预测，但它预测到2007年整体市场规模将达到40亿美元（如图1所示）。

不过在中国，由于技术的不够成熟，2002年整体市场中指纹识别占据了超过98%的份额，其他识别技术的市场基本没有启动。但反过来从需求看，中国13亿人口决定了中国将是未来全球最大的生物特征认证技术市场。

在2000年前后，国内学术界曾经有过这样的看法，认为指纹识别算法经过多年的发展已经达到了极限，但3年后的今天，原有的技术、算法、硬件都随着技术的进步不断突破原有的技术框架。

以指纹识别算法为例，其预处理算法从使用Gabor滤波器到现在使用小波进行增强与滤波，匹配算法从严格的刚性变换到现在以弹性变化为主流。算法本身随着基础数学理论工具的发展而不断演进。我们甚至无法判断现有的主流算法以及处理方式会不会随着新的数理工具的出现而被淘汰。

相对最早开始研究的指纹识别技术而言，虹膜识别技术以其高精度及其几乎无法伪造的特性而成为近期国际研究以及应用中的一个特别受关注的主题。随着虹膜采集硬件技术的发展，采集虹膜越来越容易，成本越来越低，虹膜识别技术的应用也必然会在更大的范围内得到普及。

ICAO发布的在护照中应用的生物识别技术除了指纹和虹膜之外，还包括面像识别。2002年，微软亚洲研究院就在面像识别方面进行了大量投入。联想集团也与中科院自动化所合作在三维成像的面像识别上进行前期研究。

除了指纹、虹膜和面像识别之外，声纹识别因为容易采集，可以用于公用通信线路的监听而受到国家安全部门的重视；签字体识别因为与现有金融体系的结合而在一定程度上受到重视。此外，对掌纹、掌型、耳型、视网膜、DNA、步态等识别技术的研究也在不断向前推进，甚至还有对指型、静脉、体味、打字习惯等其他生理特征的研究。

值得一提的是，最近国际上还出现了一种新的生物识别技术：颅骨识别。与传统基于二维图像的识别技术不同，颅骨识别需要在三维空间对识别对象进行处理。由此导致以前很多在二维识别对象处理上很有效的数理工具无法应用在这个新的识别技术上。在这方面，中科院自动化所生物特征认证与测评中心与国家“863计划”支持的三维动画课题相结合，组建了专门的研究团队。

将生物特征识别技术与IC卡技术的结合是“911”之后的另一大技术发展趋势，将生物特征存入IC卡中，通过对比IC卡中的特征将1∶N算法转化为1∶1算法，从而减少运算量。

乐观地看，生物识别技术潜力无限，但在它的发展过程中也充满了各种疑问和质疑。生物特征识别技术的惟一性既是这个技术的优点，也是这个技术的先天缺陷，一旦这个特征被伪造，系统将在所有层面上失去效力，而且这种失效将是无法弥补的。相反，如果采用密码技术，一旦一个密码被伪造，可以重新设定一个新的密码，整个系统仍然能够良好运行。以指纹识别技术为例，从2000年开始，德国、日本、美国、英国等国都有人宣布，他们成功地发明了新型材料以及工艺过程，可以很方便地采集到人们留在任何地方的指纹，并能使用伪造的指纹使得原有系统失效。这不由得使人们对生物特征识别技术安全性的信任大打折扣。

与此同时，跟传统的密码、钥匙、证卡技术相比，生物识别技术的本质原理决定了它不是一项100%识别的技术，而是通过概率匹配实现的识别技术。要在传统数据库技术上实现生物识别的概率匹配，其计算量比传统数据库匹配技术的计算量要高2～3个数量级（100～1000倍）。同时，随着数据库的线性增大，其1∶N算法的计算量也线性增大。而且，生物识别技术最有效的应用是基于全尺寸数据库的应用，比如全球所有人有一个统一的生物特征数据库，但以目前的数据库技术要在如此大尺寸的数据库上实现查找基本上不可能，这是生物特征识别发展的另一个技术瓶颈之一。

为了避免生物识别技术的缺点、利用其优点，通过外围方法提高识别系统的防伪性能是一条可行的途径。对指纹识别系统来说，可以通过同时测量指纹的温度、湿度、压力、弹性等进行伪造特征的鉴别；对虹膜而言，则可以通过眼皮识别、虹膜动态识别等技术鉴别造假的虹膜；而面像则可通过三维面部特征的处理提高面像识别的防伪性。

另一条途径是通过探索新的技术方向实现防伪。比如前面所提到的颅骨识别，与虹膜一样，由于颅骨属于人体内部结构，伪造的成本很高，难度很大，做假的可能性几乎不存在。当然新的识别方法的推广、应用产品的成型、用户普遍接受需要经历相当长的时间。

生物认证市场的发展需要多方力量的推动，作为可能影响未来政治、经济、社会运作方式的生物特征识别技术，其推广需要政府、学术界、产业界、投资界、用户等各方面的相互协调和配合。对国家来说，它能提升国家信息安全、物理安全以及经济金融安全；对产业界来说，它将创造出一个新的、潜力无穷的前沿产业；对用户来说，它可以保证其经济利益的安全。

政府的推动是这项技术发展最有效、最强大的推动力。通过制定相关的政策，可以在国家的重要部门、行业大规模应用生物特征认证技术，从而大大推动生物特征认证技术的发展。

在美国，生物认证技术的发展得到了从联邦政府到各州政府的大力支持。2001年10月，美国总统布什签署的“美利坚合众国爱国者法案”（the USA Patriot Act）的第五章第403条第四款规定：为了获得犯罪嫌疑人的完整资料，州政府部门必须提供犯罪嫌疑人的指纹。同时，各州政府必须预先建立相应人员的生物特征数据库。其第十章第1008条规定：联邦以及各州政府必须支持、实施利用生物特征识别系统建立的IAFIS系统。2001年11月美国签署的“航空交通安全法案”（the Aviation and Transportation Security Act）以及2002年5月签署的"强化边境安全法案"(the Enhanced Border Security and Visa Reform Act)都规定了相应的内容。

政府法律规定在身份证、护照、国家基础数据库中应用生物特征认证技术造就了西方国家在生物特征认证领域技术与产业的蓬勃发展。但在我国，政府力量还没有正式介入到生物特征认证技术的发展与应用中，整个市场仍然处于相对混乱的自然增长阶段。