生物辨識是什麼？深入探討生物辨識的應用

2024-03-22

生物辨識技術正迅速為我們日常生活中的安全和驗識方式帶來變革，但究竟什麼是生物辨識技術？它利用人體的獨特生理和行為特徵來進行數位身分驗證，從指紋和虹膜到聲音和步態，這些生物特徵因其高度獨特性而被用於加強安全性，提供比傳統密碼更便捷且安全可靠的驗證方式，不僅常見於智慧裝置解鎖、行動支付登入等日常活動，也被廣泛應用於更高安全需求的領域，如醫療服務、執法和軍事領域。

本文將深入探討生物辨識技術的主要方法，包括視網膜掃描、虹膜掃描、指紋辨識等，並闡述這些技術如何在各個場合提供安全與便捷。隨著技術的持續進步，生物辨識正逐步成為當今數位時代中不可或缺的安全與驗證解決方案。

生物辨識是什麼？

生物辨識技術（Biometric），指透過人體獨特的生理特徵與行為特徵，來進行數位身分驗證，以及資料存取權控管，其中生理特徵包含指紋、掌紋、靜脈分佈、虹膜、視網膜及臉部特徵等，而行為特徵則包含聲紋、步態、簽名辨識等動態特徵。

生物辨識技術準確性高，且相較於實體金鑰、傳統密碼等驗證方法，安全風險較低，不僅系統操作便捷，也能有效保障個資安全，目前主要應用於身分驗證和安全控制領域，例如智慧裝置解鎖、行動支付登入、門禁系統、醫療服務等。

以下是日常生活中常見的生物辨識技術應用實例：

工作考勤：使用指紋打卡上班，確保只有已註冊的員工可以標記出勤。
防止詐騙：活體檢測技術通過確保鏡頭前為真人來預防偉冒影像、面具、Deepfake 等進階身分詐欺。
解鎖裝置：透過掃描臉部特徵或指紋，以解鎖智慧型手機、電腦、門鎖等，取代了密碼或實體鑰匙。
公民識別：便於快速準確地識別公民以獲得使用公共服務資源的權利。
執法：執法機構使用生物辨識收集犯罪數據，或透過公共場所的監視器進行人臉比對。
軍事領域：軍事部門採用生物辨識進行各種安全目的和人員識別。
跨境移民：護照資料包含照片、指紋和簽名等，持有人在跨境移動時識別身分。
醫療保健：政府使用生物辨識確保醫療資源不被未經授權的人濫用。
商業交易：在交易前進行指紋掃描，或銀行在開設新帳戶時實施以人臉辨識為基礎的 eKYC 客戶盡職調查。

隨著技術持續發展，各項服務開始普遍整合生物辨識驗證，以提供更高效且安全的數位服務解決方案。

生物辨識技術有哪些驗證方法？

視網膜掃描

此項技術透過掃描眼底的視網膜血管來識別個體，由於視網膜具有獨特且穩定的血管分布，視網膜掃描是一種高度精確的生物辨識技術，常見於金融機構、軍事基地等高安全級別應用，但掃描過程相對緩慢且設備成本高，較少用於企業應用。

虹膜掃描

這項技術掃瞄並分析虹膜的複雜紋理進行識別，因為眼睛虹膜約有 244 個獨特特徵、小朋友成長到一歲後就變化極少，所以虹膜辨識的安全性和準確度高，且辨識過程僅需短短數秒鐘；不過虹膜掃描設備所費不貲，走向廣泛應用還有段距離。

指紋辨識

這是市場上目前最常見的生物辨識技術之一，每個人都擁有獨一無二的指紋，且辨識設備成本相對低廉、掃描速度快、操作簡便，故廣泛應用於手機解鎖、門禁系統，以及其他安全認證裝置。雖然辨識準確性可能受手指表面狀態（如濕潤、油膩或受傷）影響，但超音波指紋掃描等技術發展，已顯著改善辨識效率和驗證安全性。

人臉辨識

此項技術透過分析個體臉部的幾何特徵進行識別，包含臉型、眼睛、鼻子、嘴巴的位置及大小等，隨著技術發展進步，進階系統已因應多數光照條件和表情變化，迅速準確地識別個體。此外，由於容易整合於智慧裝置的攝像鏡頭，人臉辨識技術已廣泛應用於手機解鎖、行動支付驗證等一般性個人識別。

臉部辨識的運作流程包括偵測、分析、辨識三個主要階段。首先，系統利用電腦視覺技術在圖像中識別出人臉，這可能是正臉或側面輪廓。接著，系統會分析臉部影像，映射並讀取臉型和表情特徵，例如兩眼間距和鼻子到嘴巴的距離，並將這些數據轉換成獨特的數字模式，稱為「臉紋」。最後來到辨識階段，系統會比較臉部影像與資料庫中的臉部數據，評估匹配的可能性來完成身分驗證。

聲音辨識

此辨識技術藉由分析個體的聲音特徵，如音調、音量、語速、發音模式等，進行個人身分驗證，它格外適用於各種智能裝置與數位助理整合，確保語音操作的互動性和安全性。不過背景噪音、個體健康狀態（如感冒），都可能影響聲音辨識的精確度。

DNA 辨識

生物個體 DNA 中內含獨特且大量的遺傳信息，故此項辨識技術在識別精確度上，具有無可比擬的優勢。然而由於其技術操作複雜、成本高昂、處理時間長，一般不用於企業或個人身分識別，主要應用於法學、醫學、親子鑑定等領域。

相較於指紋或視網膜掃描等其他生物識別技術，人臉辨識技術以其快速、高效、便利的特點脫穎而出。這項技術減少了輸入密碼或 PIN 碼的需求，提升用戶體驗，並支援多重要素驗證，增強安全防護層級，同時擁有更高的辨識準確度，因此在金融交易、機場和邊境管制、醫療保健等應用場域，均已成為守護用戶資安的關鍵技術。

生物辨識技術如何進行驗證？

生物辨識驗證工作的基本原理實際上非常直接，以下是生物辨識驗證過程中的關鍵步驟：

資料註冊：首先，個人必須使用特殊的掃描裝置註冊他們的生物特徵，如指紋、視網膜圖案或其他識別特徵。這個過程涉及捕捉圖像或讀取生物特徵，然後將其加密並存儲在數據庫中。
掃描和驗證：當個人再次訪問系統時，他們必須重新掃描相同的生物數據，透過掃描裝置將此特徵轉換為數字格式，並與儲存在數據庫中的資料進行比較。
特徵比對：系統透過比對新掃描的特徵與先前儲存的特徵來驗證個人。如果兩組資料相符，則允許個人訪問系統。相反，若資料不相符將會拒絕這次訪問。

這個過程由三個主要關鍵組成：

掃描裝置：負責收集生物數據，
驗證軟體：負責管理特徵並進行加密及比較，
數據庫：儲存用於驗證的生物特徵資料。

這個過程的設計旨在強化安全性，同時提升用戶驗證的便利性。例如，在員工考勤系統等日常實踐中，透過生物辨識能夠確保快速且準確的驗證，無需記憶及輸入密碼或 PIN 碼，也就進一步消除了忘記密碼等問題。

生物辨識驗證的關鍵優勢

生物辨識技術能夠為企業及用戶帶來什麼好處：

高準確性強化安全：生物辨識驗證夠大幅降低錯誤識別的風險，提供更高的驗證安全等級，提供了更堅固的安全防護。
實用且快速的識別：只要簡單掃描指紋、人臉等生物特徵，用戶可以在幾秒內完成驗證並登入，遠比輸入密碼或 PIN 碼更高效。
不可偽造的獨特性：基於生理獨特性的生物特徵非常難以被偽造，根據統計數據，兩個人擁有相同指紋的可能性為 640 億分之一，使生物辨識驗證成為可用的最安全方法之一。
不可轉讓的安全：由於在進行生物辨識驗證時，用戶必須親自出現在掃描器前，無法將這些特徵資料轉移給其他人，消除了傳統密碼遭外洩、攔截、暴力破解等風險，從而降低了帳戶被盜取的可能性。

生物辨識驗證不僅增強了安全性，還提供了以前無法實現的便利性。這使得生物辨識成為當前數位安全系統發展的首選。

生物辨識在日常生活中的應用

以下是幾個在日常活動中可以遇到的生物辨識驗證應用的例子：

工作考勤：使用指紋打卡上班，確保只有已註冊的員工可以標記出勤。
防止詐騙：活體檢測技術通過確保鏡頭前為真人來預防偉冒影像、面具、Deepfake 等進階身分詐欺。
解鎖裝置：透過掃描臉部特徵或指紋，以解鎖智慧型手機、電腦、門鎖等，取代了密碼或實體鑰匙。
公民識別：便於快速準確地識別公民以獲得使用公共服務資源的權利。
執法：執法機構使用生物辨識收集犯罪數據，或透過公共場所的監視器進行人臉比對。
軍事領域：軍事部門採用生物辨識進行各種安全目的和人員識別。
跨境移民：護照資料包含照片、指紋和簽名等，持有人在跨境移動時識別身分。
醫療保健：政府使用生物辨識確保醫療資源不被未經授權的人濫用。
商業交易：在交易前進行指紋掃描，或銀行在開設新帳戶時實施以人臉辨識為基礎的 eKYC 客戶盡職調查。