大多數(shù)人對于指紋的認識，僅限于用來辨別身份的加密技術(shù)。然而最近研究人員開發(fā)出一種檢測手段，能夠快速精準檢測出手指上殘留的可卡因及代謝物，同時識別出指紋主人的身份。科技永遠在進步，無論加密或解密，指紋識別研究領(lǐng)域的進展同樣勢不可擋。文/廣州日報全媒體記者
黃嵐

  代謝指紋分析或?qū)⑻蕴獧z尿檢

  說起指紋技術(shù)，我們最為熟悉的非“指紋傳感器”莫屬。除了智能手機的指紋識別技術(shù)之外，指紋U盤、指紋打火機、指紋銀行卡、指紋保險箱、指紋門禁卡、指紋POS機……在生活的不同領(lǐng)域，都能見到電容式指紋加密移動終端解決方案的“身影”。然而近年來，除了“加密”領(lǐng)域之外，研究者更將視線集中“解密”的領(lǐng)域——利用指紋來識別身份。

  或許這聽起來并不新奇，利用指紋痕跡辨認“主人”的技術(shù)，早已應用于各種犯罪現(xiàn)場的偵察工作中。但這一次指紋科技所放的大招兒，不僅限于形態(tài)識別，而是更深入到生物科技的范疇。不久前，薩里大學的研究人員與荷蘭法醫(yī)研究所、智能指紋研究機構(gòu)共同合作，使用了一種名為“紙噴霧質(zhì)譜分析”的技術(shù)進行代謝指紋分析，用以辨別受試者是否服用過可卡因等其他非法藥物。與現(xiàn)有的藥物測試方法相對比，代謝指紋的優(yōu)勢更加明顯。專家推測，如果這個測試在不久的將來被廣泛應用于可卡因，以及其他非法藥物的檢測，傳統(tǒng)的尿液、血液或唾液藥物檢測將有可能遭到淘汰。

  代謝指紋檢測技術(shù)的優(yōu)點，就是能夠快速、可靠且無創(chuàng)地完成“任務”，因此它有很大優(yōu)勢成為未來藥物測試的“首選”。試想一下，無論對于酒駕人士抑或癮君子，今后都無需大費周章地進行各種檢測，只需要簡簡單單地采集指紋，就能一錘定音。研究者表示，指紋在簡化藥物篩查過程中所起的重要作用肯定了指紋的診斷基質(zhì)價值，對日后同步進行的便攜式、即時性診斷的研發(fā)也是一種補充。

  “人造指紋”技術(shù)

  影響指紋識別安全性

  從部具備指紋開鎖功能的手機發(fā)布開始，指紋識別技術(shù)就被為人們所關(guān)注。而后幾年，無論是高端機還是入門機，指紋技術(shù)被作為“標簽”隨處可見，同一時間，指紋識別也成為了智能手機的標配功能。雖然說“刷臉”技術(shù)以“后來者居上”的姿態(tài)，吸引了大部分人的眼球，然而不可否認的是，指紋技術(shù)依然是智能電子產(chǎn)品的主流，在不少手機銀行應用中，指紋識別可以幫助用戶支付賬單或轉(zhuǎn)賬。

  然而隨著指紋識別技術(shù)的普及，相應的安全問題也隨之而來，不少用戶紛紛表示，手機上的指紋識別傳感器“很好騙”。為了測試指紋技術(shù)是否靠譜，前段時間，來自紐約大學和密歇根州立大學的研究人員開發(fā)了一種“萬能指紋”，結(jié)果發(fā)現(xiàn)解鎖成功率高達65%。利用這種“萬能指紋”，研究人員還可以輕松解鎖，進入應用完成支付。

  在實驗中，研究者利用人類指紋某些共同點制作的虛假指紋，可以很容易地騙過智能手機的指紋傳感器，如果可以利用這一系列人造的“主指紋”制造“魔術(shù)手套”，那么只需5次嘗試，就可以解鎖40%至50%的智能手機。換句話說，指紋識別確實存隱私泄露或身份盜竊的風險，這聽起來令人很難過。

  科技推動未來，雖然說“虹膜識別”開始成為新的手機保護神，但有專家預測，全面屏的流行不會加速指紋識別的死去，指紋識別也不會徹底被手機拋棄。

  專家聲音

  改進指紋識別的精確度

  曾幾何時，指紋識別一直都是最安全的手機衛(wèi)士，可今時今日卻被研究人員輕易地破解了。“每個人的皮膚表層是不導電的細胞，也通常稱為非活體細胞，它們等同于一系列小電阻，在微量電流情況下能形成一定的形狀。指紋采集器其實就是一個簡單的電容式讀取器，它通過讀取電阻變化而形成唯一的電阻變化圖，也就是我們通常見到的指紋圖案。”
在硅谷從事計算機技術(shù)領(lǐng)域工作多年的高級工程師張穎博士告訴記者，指紋認證的好處就是方便，因為每個人的指紋都是唯一的，所以能唯一的鑒別每個人的個體身份，而且電容式讀取器的造價相對便宜，可以很容易集成到手機、平板電腦，甚至其他的嵌入式設備和物聯(lián)網(wǎng)設備中。

  無論是“刷指紋”還是“刷臉”，在黑客的沖擊下，加密技術(shù)在不斷地接受挑戰(zhàn)。對此張穎博士表示，指紋破解主要是因為指紋容易采集和被復制，甚至有黑客能夠從指紋的圖片直接復制成指紋。“另一個致命的缺點在于，指紋匹配是近似匹配，因為指紋每次的采集會有一定的容錯率，因為有時候你按壓的力氣大了一些，或者你的手指劃破了一些，匹配算法都是會通過的。”

  在人臉識別還未達到滿意的應用級別，而屏下指紋又未正式應用的空窗期內(nèi)，電容式指紋識別如何能更好地參與手機新趨勢下的競爭呢？“指紋識別本身就是一個圖像匹配的方法，只不過它是一個特別的圖像，所以是相對簡單的，能進行精度很高的匹配。”
張穎博士告訴記者，今年來學術(shù)界很火的“深度學習”對圖像識別有著革命性的改進，“深度學習”也將進一步改進指紋識別的精確度。

  話題延伸

  前途無量的指紋學研究

  認真追究起來，“指紋識別”并非現(xiàn)代專屬的產(chǎn)物，其實在我國元代就已開始，根據(jù)指紋紋線疏密推斷遺留者所屬的年齡階段。就和樹木的年輪一樣，指紋也會透露我們年齡的信息。指紋學研究表明，指紋的諸多細節(jié)特征，能夠在很大程度上反映指紋遺留者所屬的年齡階段——比如說，指紋紋線的寬窄密度代表著不同的年齡階段。

  今時今日，我們常會見到指紋學被經(jīng)常性地引用到刑偵、司法、交通事故鑒定等行業(yè)。因為在現(xiàn)代指紋學發(fā)端后，對于指紋紋線密度與年齡階段之間關(guān)系的研究，科學界投入了不少的精力。而對于考古學研究者而言，這種以指紋紋線密度來推斷遺留者年齡階段的方法，也為解讀古代陶器上的指紋痕跡提供了新的視角。專家們只需要將紋線密度與年齡階段的對應關(guān)系進行比對，很自然就能知道陶器上指紋遺留者所屬的年齡范圍。

  這些年來，對于指紋技術(shù)的研究一直沒有停止。除了紋線密度與年齡階段的關(guān)系比對之外，指紋分析還能夠獲取個體左右手、種族、遺傳疾病、身高等方面的信息。針對指紋防偽問題，有研究者將“光學斷層掃描技術(shù)”應用于指紋識別——利用近紅外光及光學干涉原理，對生物組織進行斷層成像，不僅可采集內(nèi)指紋和外指紋，還可在兩層指紋之間檢測到汗腺；而假指紋雖有指紋紋路，但缺少汗腺和內(nèi)指紋結(jié)構(gòu)。此外，利用“光學微血管造影技術(shù)”，還可分辨出沒有血流信息的指紋，真正做到活體指紋檢測。

  一山還有一山高，或許在未來，指紋安全性能的提升，能在很大程度上助力其走向更大的應用空間。