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國外安防技術新進展
光纖指紋識別技術
指紋識別技術,在所有人體生物特征自動識別系統中,技術最成熟,實用性最強,使用最廣泛,約占全部生物識別系統應用總量的35%。盡管如此,隨著高新技術層出不窮的迅猛發展,指紋技術的開發與應用,近年來仍在不斷開拓發展。
俄羅斯圣彼得堡電子科研生產聯合體工藝設計局開發成功一種命名為德爾西的指紋自動識別系統,并在布魯塞爾新發明國際博覽會上獲金獎。該系統的主要特點是綜合了現有的光學指紋識別和集成電路指紋識別兩種技術的優點。
光學指紋識別技術前期是借助帶有物鏡的電視攝像機來傳輸指紋的信息,后來剛采用了一種帶CCD的儀器,其特點是分辨率相當高,然而整套體積卻相當龐大。而使用場效應晶體管組裝的電容式集成電路指紋識別系統雖然設備體積小,但由于它是利用緊貼鑒定裝置的手指皮膚處的電容和間隙處的電容之差來讀取指紋信息的,故其分辨率則要比光學指紋識別系統的分辨率低幾成。此外,還由于這種鑒定方式是讓被鑒定者的手指直接與鑒定裝置接觸,致使鑒定裝置接觸面多少要受到不潔痕跡的污染,因而其鑒定結果的可靠性也會受到折扣。
新型光纖指紋德爾西系統,內有一個帶鑒定輸入小孔的CCD,該輸入小孔由光學纖維制成。被鑒定者將手指按住該小孔,便有一束光的脈沖貫穿手指,而后將指紋圖像顯示在輸出端。因此,德爾西系統的分辨率相當高,完全可與體積龐大的光學指紋識別系統的分辨率相媲美。
德爾西新型指紋識別系統具有廣泛用途,這不僅因為俄羅斯不久前剛通過了關于對指紋鑒定技術進行國家注冊登記的法律法規,而且,這種光纖指紋識別技術極有助于警方搜尋刑事犯罪分子和精神障礙者。光纖指紋圖像用于公民的所有證件,包括身份證、保險卡等等都是非常適宜的。該光纖指紋識別系統己取得俄羅斯和國際發明專利。
無鏡頭指紋識別技術
韓國山川野集團開發成功無鏡頭超壓縮指紋識別技術,并已獲得商品化突破性進展。其產品與廣泛應用于個人身份識別及犯罪調查的傳統指紋識別技術產品不同,除了體積小、不用鏡頭、僅需把光線投到手指上即可外,其價格也只有傳統產品的十分之一。它可廣泛應用于出入口管理門鎖、電腦鍵盤、汽車門鎖、自動提款機ATM、金融機構金庫、委托保管箱和個人手機及信用卡等。該集團表示愿與中國企業界共同合作發展由其集團公司開發成功的無鏡頭指紋識別機,共同開拓中國的應用市場。
美國Veridicom公司也研制成一種指紋傳感器,其體積小到足以同筆記本電腦或現金出納機合用。這一系統使用一種無需復雜軟件的特殊微型芯片。使用者只需把手指放在傳感器上,計算機就會對照數據庫中的指紋圖樣對指紋加以驗核,然后綠燈亮起表示指紋核對相符。體積小,使用簡便、快捷。
指紋識別電腦保密
日本富士通公司開發出一種小型電腦指紋識別裝置,可自動讀取指紋以識別身份。該小型裝置安裝在情報系統終端。裝置中包括電腦普遍使用的PC卡及小型圖像讀取裝置,重約100克。在其上部裝有玻璃透視鏡。一旦手指接觸鏡面,裝置即將指紋自動轉換為電信號,通過電話線傳送到其情報系統中樞電腦中。假如其與事先記錄的指紋信號相符,那么電腦將順利接通情報系統,開始情報傳遞處理工作。
過去為了對企業內部情報系統進行保密,操作者都制定了密碼口令,只有輸入正確的口令,電腦才予以確認。但如此舉措仍屢遭不法分子盜用;為安全起見,操作者只好不厭其煩地加長口令并頻繁更換。如今,有了指紋識別裝置,這些麻煩便迎刃而解了。
康柏電腦公司也成功開發了這種電腦用指紋識別裝置,有效地防止了電腦內的信息被盜取或更改,并省去
日本電信電話公司最近也制成這種高性能指紋識別系統,與電腦系統相連,以驗明操作者身份。該系統實際上由指紋讀取裝置及IC卡組成。它除了用于本公司電腦系統外,還打算利用這項技術以開發新的通信設備,預計在2001年推向市場。
靠指紋打開手機
德國西門子公司在德國漢諾威舉辦的電腦博覽會上展示了一臺只有持機者才能打通的移動電話樣機。使用時,持機者將大姆指貼在手機面板上的一個凹孔里,凹孔下面帶有的65000個光學傳感器的微電路立即對該指紋進行識讀,同時將其與存儲在手機內部微電腦中的該機主人的指紋印跡相比較,確定無誤后便可打通該手機;否則打不了。
據稱,由于這種識別指紋的新工藝采用了微電子技術,因而價格低廉,具有廣泛應用前景。
電子鎖自動識主手槍
據報道,在美國有近20%的警察是死于他們自己的警用槍支的槍口之下。這個數據無從查考,或許有所夸張,但事實卻并非罕見。令人備受困惑的是:如何防范犯罪分子使用不屬于他們自己的武器來行兇呢?不難設想,如果在手槍上裝上一個只能由槍主人使用才有效的安全裝置就可以了。
著名的科爾特(Colt)武器公司近3年來耗資50萬美元研制成一種警察專用手槍,它只有拿在主人手里才能射擊。為此,射手應在手腕上戴一個裝有小功率發送特定密碼的無線電發射機的小盒。如果發射機離開手槍超過幾厘米,則信號就不會到達,從而無法扣動扳機。因此,該槍即使被盜竊或被搶奪時,他人都無法射擊。其作用原理是:發射機發出特定的無線電波,由電波控制槍托中的電子栓。如果槍主人不用槍時,電子栓就會使槍支的機械 裝置鎖住。據稱,這種有保安裝置的槍支價格要比普通槍支高出200至300美元。
科爾特公司最近還研制出一種更為精巧的裝置,它可辨別武器所有人的指紋,它是靠一個裝入武器內的極小芯片屏幕來實現的。
位于德國巴登符騰堡州的布萊茵林根武器公司也研制成功這種新型手槍,只有使用者的指紋與槍支內微芯片存儲的指紋資料相符合,手槍才能擊發;否則,手槍不會解除安全保險。
網上交易,啟用生物特征識別技術
網絡時代的到來,給安全防范領域的遠程圖像傳輸帶來了新的可能;電子商務的迅猛發展,又給安全防范技術提出了新的挑戰。在這里,現代化的人體生物特征自動識別技術巧妙而有效地派上了用場。
富有經驗的商家越來越認識到,網上交易需要買賣雙方驗明正身,特別是網上進行的國際貿易更需要有效的技術來鑒定真偽。近來,美國一些電子商務公司開始應用人體生物特征識別技術來進行身份核對,掃描使用者的指紋便是其中的首選。
由于先期使用過的 密碼口令 和爾后發展起來的數碼證書及智能卡等使用起來漏洞太多而不盡人意,電子商務的開發商們最近在生物識別技術的應用程序接口(API)的標準方面取得了一致,可以用于視窗或其他操作系統。美國微軟公司最近已表示,將在新的視窗系統中安裝生物識別技術應用程序接口。
據報道,美國最大的銀行美洲銀行最近也開始為一些用戶提供指紋識別服務:用戶要想進入該銀行的網上財務服務系統,除了網口令、個人身份號碼外,還需要提供指紋。這就大大提高了系統的安全性。此外,一些美國的國際貿易公司也正在積極試用指紋識別軟件。目前的國際交易大多需要通過銀行簽發許可證,但許可證并不可靠,常常便商家陷入各種形式的騙局。有統計表明,使用生物識別技術不但更可靠,而且可以使買方平均節省5%的費用,即省去付給經紀人的傭金和銀行的服務費。
除了技術上的進展因素之外,需求的推動也決定了人體生物特征識別技術在電子商務領域內的應用潛力。據國際生物識別產業協會評估,生物識別技術的軟件和硬件市場,可望在10年內達到每年20億美元的規模。
三維掃描身份識別技術
劍橋大學神經動力學研究小組新近開發成功一種世界上第一個能迅速對人的面孔進行三維掃描、進而搜索儲存罪犯資料的數據庫系統,并能判斷所掃描的面孔是否與某一罪犯相一致。這套三維掃描計算機系統正在英國機場試用。
該系統被安裝在機場安檢通道上,當旅客通過該系統時,前置的攝像機拍下他的面部圖像,兩側的激光發射器發射出低能量激光束掃描他的側面輪廓,計算機將面部圖像與側面輪廓組合起來,得到他頭部的三維圖像,再與數據庫中儲存的罪犯(例如大盜犯、走私犯、通輯犯)的頭部圖像進行對比,以此判斷該旅客是否為你所要捉拿的罪犯。
專家認為,對面部進行三維掃描非常必要,因為二維掃描通常是通過計算五官之間的距離來識別面孔的,而當面部與攝像機的夾角改變時,五官之間的距離則隨之改變, 判斷就會產生誤差。三維掃描精確得多,除非罪犯用外科手術改變了面容,否則無論是蓄胡子,還是戴眼鏡,抑或擠眉弄眼、左顧右盼,都欺騙不了該檢測系統。
該研究小組還計劃將此成果應用在銀行安保系統,讓其把關,只允許指定人員進入安全敏感區域,并進一步擴展到取款人身份識別的應用。它的成功,將有助于進一步提高機場、銀行等場所的安全技術防范水平,將進一步促進生物特征識別現代化技術的發展。
分析步態身份識別技術
實踐和經驗表明,犯罪份子在搶劫銀行時常蒙頭遮面或進行喬裝打扮,這往往給安全防范電視監控乃至破案帶來困難。如何另立對策? 英國科學家正在研制一種通過分析走路姿態以識別嫌疑犯身份的安防系統。
英國南安普敦大學研究人員指出,除非經過刻意訓練,人的走路姿態一般說難以進行偽裝。因此,步態有可能起到與面容類似的識別作用,以此可幫助增強技防和破案能力。
步態分析的好處是證據容易收集,使用低分辨率攝像機便可從遠距離、任何角度拍攝下可供分析的步態圖像。研究人員計劃,該系統除用于偵破銀行搶劫案外,還可用于其他場合的安防領域。例如,一些女賊會裝成孕婦進入超級市場,并將偷盜的商品藏于腹部。步態分析能很方便地識別這些假孕婦,這是因為受體內胎兒的影響,真正的孕婦行走時會有自己的特征,而這特征并非輕易就可模仿。
南安普敦大學馬克·尼克森等人已初步研究出兩種步態分析方法,其中之一是考察人腿部關節的擺動特征。研究結果表明,人在行走中腿部關節擺動與鐘擺類似,但又不像鐘擺那樣有規律。而不同的人關節擺動一般具有獨特性,據此即可判別人的身份。另一種方法主要以數據分析為基礎,通過分析肢體形狀、手或腿在行走中角度的大小等來對不同的人進行識別。結合這兩種方法手段的長處,即將研制出具有較強識別能力的實用性系統。
三維智能防盜監視系統
英國和澳大利亞研究人員合作新近研制生產出世界上第一臺三維視覺防盜監控系統。如果盜賊進入安裝了該系統的建筑物內,便可準確地將他辨識出來。
據稱,該系統的特點是利用所監視場景的三維圖像來剔除所有不必要的誤報警;它可利用同種攝像機監護幾百種單獨放置的物品。博物館中成千上萬個分散放置的藝術品,就不需要一對一的紅外或微波攝像機。
該三維智能系統已引起英國和澳大利亞博物館和畫廓的興趣。一套非鎖定的、由4臺攝像機組成的三維監視系統價格不到3000英鎊。
這種新型三維監視系統使用英國新開發的面孔識別技術,使用瑪麗王后謝菲爾德大學開發的軟件,把人的面孔轉換成高度壓縮的數據存貯在計算機中。這是一種獨特的面孔條形碼。這種條形碼不僅可節省計算機的存貯空間,而且使用方便,查尋速度快。
美國南加利福尼亞大學和德國波鴻大學的科學家合作組成一個研究小組也開發研制了這種三維面孔識別技術。他們是模擬了大腦辨認圖像的技能,采用模糊處理方法抓住每個面孔的特點進行處理,并將其與數據庫中的面孔圖像相對比。
智能芯片車鎖
Exel微電子公司成功研制出世界上第一個變碼接觸安全集成電路芯片——Surelock IC,廣泛適用于車鎖,防止未經許可的人使用和汽車被盜。該芯片能承受2000伏靜電放電峰值電壓,耗電僅1毫微安。目前該芯片已用于汽車鎖具和出入口控制門鎖。
該芯片成對工作,一個在車內,一個由駕車人隨身攜帶。芯片的密碼系統采用極為復雜的變碼程序,每次被識別后就會改變其32位數字組合,要想仿制一個芯片并與密碼匹配,需用40億次試驗,人工操作約需13年時間。該芯片另一特點是它為真正的獨立元件,只需用3根線連接:電源線、地線和一根雙向數據線。該芯片成本低廉,售價僅90美分。
芯片鎖具使用方便,將鑰匙插入鎖孔后,孔內的3個金屬刷接觸器與相應電路上印刷電路相吻合,鑰匙上的芯片就會復活,并與主芯片進行數字對話,以此檢查鑰匙是否正確。
Exel微電子公司的這種微型芯片,尺寸只有2.7mm×2.lmm,能把傳統的車用鑰匙轉變為智能 計算機外設,與車內主芯片實現對話。芯片上的密碼電路可防止車輛被盜,其512位EPROM可實現編程,使汽車的每種計算機控制功能獨立化。
智能電池汽車防盜系統
美國西爾斯(Sears)公司新近研制成功一種汽車電池,在此電池上加裝一部微型電腦,便使電池能夠有效防止任何類型的汽車被盜。這種智能電池外表上與普通汽車電池沒有區別,安裝方法也一樣;不同的是,智能電池不但供電,還加入了掣動器技術。有了這種技術,即使盜賊成功登車,也無法啟動引擎將車開走。
智能電池的運作方式如下: 它會與一個跟普通汽車防盜系統相似的遙控器一起售出,車主只需在離開汽車時按下遙控器,電池便會進入保護程序,此后若有任何企圖啟動汽車,引擎在震了兩三下以后便會假裝缺電而停止工作,而且電池還會大響一聲,若登車者是盜賊,也能嚇退他們;若是車主登車,則是通知車主此時先要關掉保護程序。該智能電池開始面市,售價169美元,約為普通汽車電池價格的兩倍。
移動電話汽車防盜系統
匈牙利一位專家拉扎羅·澤克利最近研制出通過移動電話控制汽車防盜系統的技術,一經上市,深受歡迎。
此項技術構思簡單,但很巧妙,其核心是移動電話與汽車防盜系統的結合。倘若您的汽車門被盜車賊打開,汽車上的一個傳感裝置便會自動拔打您的手機,告訴您汽車已被盜賊侵入。這時您就可以通過手機向汽車發去一個密碼,汽車上的傳感裝置收到這個密碼后,就會自動切斷油路和電路迫使汽車停下來。然后通過全球衛星定位系統,就能找到您的車在什么地方。據稱,此項技術目前已在87個國家申請了專利。
使用英特網監控住宅安全
emWare公司最近開發成功一項全新理念的安防技術,可使上班的人們透過Internet來監控自家住宅的安全,用戶只要在計算機運行的網絡測覽器軟件中用鼠標點擊一 下,即可使用該技術達到監控的目的。
emWare公司展示了這種將專用裝置與計算機相結合應用的產 品,其關鍵是嵌入式微接口技術(EMIT)。該技術可以利用計算機網絡測覽器軟件和一臺攝像機,對住宅門鎖的開啟和各種狀態進行監控。EMIT的技術基礎是嵌入了專用芯片的網絡服務器。這種服務器容許客戶通過某種方式(如調制解調器、Internet網)與之相聯的計算機調用和控制這種專用裝置。這種新型的、可在網絡上使用的系統能夠利用計算機進行各種復雜的處理工作,其本身只要具有一些簡單的處理能力,從而大大簡化了其構造。該設備僅需配置一個750字節的只讀存貯器ROM和一個28字節的隨機存取存貯器RAM。
據稱,該系統的軟件除了可以控制門鎖外,還可控制家中的恒溫設備、安全設備、娛樂設備等,甚至可用于監護住在家中的病人。
數字水印防止偽造證件
德國弗勞恩生產設備與設計技術研究所的研究人員最近開發成功一種加數字水印來防止用紙制作證件被偽造的技術。以制作個人身份證為例,一般要經過掃描照片、簽名、輸入制證機、打印和塑封等過程。上述新技術是在打印證件前,在照片上附加一個暗藏的附加水印。具體做法是在照片上對某些不為人們注意的地方進行改動。處理后的照片用肉眼看去與原來完全一樣,只有專用的掃描器才能發現水印。 據稱,這種方法可以迅速無誤地確定證件的真偽。
該研究所還正在開發另一種新的系統,既可在照片上加上牢固的水印,也可以經改動而使水印消失, 使任何偽造企圖都無法得逞。
新型漫射式X射線安檢設備
美國海關新近開始裝備一種新型X光機,它不是直接用X光照射檢查,而是借助它反映出來的影像進行識別處理。該裝備用于檢查所有目標都很方便,從活人體到幾噸重的載重卡車。具體做法是,用電腦處理漫射在目標上的X光輻射能的資料,從而形成一個完整的影像,例如,檢查出箱子或者載重卡車內藏匿的槍支、麻醉劑、爆炸物或偷渡客。據稱,采用這種新型安檢設備,被檢人受到X光照射的劑量,要低于在1萬米高空中飛機飛行1分鐘所接受的宇宙射線的劑量。
塑料炸彈快速探測
歐美一些國家對機場爆炸物探測除使用X射線外,多采用痕量分析法,即用儀表采集被檢測物品周圍的空氣,然后用化學分析方法檢測采集的空氣是否含有炸藥的成分。這種方法花費時間長,難以大面積推廣。此外,這種痕量分析法(亦稱蹤跡法)雖可檢測出硝化甘油(NG)和梯恩梯(TNT)炸藥,但很難檢測出塑性炸藥。這是因為塑性炸藥的主要成分是環三亞甲基三硝基胺(RDX)和太安炸藥(PETN),這種炸藥的蒸汽壓只有梯恩梯炸藥的千分之幾,因而很難快速地檢測出所采集空氣中極其微量的炸藥成分。要想采用此法進行檢測,首先必須對采集的空氣進行濃縮,或者對被檢測物品進行加熱以促進炸藥的揮發。但這樣做又必須耗費較長的時間,因而不可取。
日本日立公司為了克服上述缺點,最近正在研制一種高靈敏度的快速探測裝置。該裝置利用吸嘴采集被檢測物品周圍的空氣,采集的空氣通過0.8毫米直徑的細管進入質量分析儀。質量分析儀有互相重疊的3個圓盤,每個圓盤都是各自獨立的環狀電極。采集的空氣相繼流過3個圓盤,空氣中的物質在電磁波的作用下電離并形成離子流。 離子化的物質在質量分析儀中被濃縮,從而可測出該物質極其微量的蒸汽壓,并可根據離子確定炸藥的種類。試驗結果表明,從采集空氣樣品到得出結果,每次檢測僅需1至2 秒鐘,而從電離到得出結果也只需0.2秒左右。該檢測裝置還可用于對麻醉品等毒品的檢測。目前,該技術正處于樣機改進階段,準備盡快投入實際應用,安裝在日本的機場、 海關和發電廠,并計劃出口到國外。
體味的安防應用
研究表明,每個人身上都散發出一種獨特的人體氣味,生理學家稱之為體味。由于每個人所進食的食物成分不同,加上代謝的機制也有差異,故人的體味各不相同,這就構成人體生物的又一特征。
最近,科學家利用現代技術對人體氣味進行測定發現,體味所含的物質多達數百種。其中由呼吸系統排出的有149種,尿液中的有299種,糞便中有196種,汗液中有152種,通過皮膚排出的還有相當一部分。
因為人各有味,所以對體味的研究就為安全技術防范提供了人體生物特征自動識別技術的又一新途徑。例如,利用體味的唯一性制造門鎖,被視為量保險的鎖。日本科學家新近研制成這種以人的體味為鑰匙的鎖,以主人的體味為指示器來控制鎖的開關。當主人站在鎖前時: 他身上特有的氣味就會使指示器撥出信號,打開門鎖,既便捷又安全防丟失,格外保險。
比利時興建氣味庫
居于體味的唯一性,比利時警方繼建起指紋庫和DNA檔案庫之后,最近在比利時首都又建起國家氣味庫,以便更好地加強安全防范及偵破工作。該庫目前已收集到了300余個體味標本,其中少量是研究人員自己的,而大多數剛來自犯罪現場的實物,如罪犯的一只鞋或一只杯子。負責國家氣味庫的氣味專家拉布拉說,鑒于迄今為止尚無準確性較高的分辨氣味的儀器可供實用,在氣味庫擔任主角的仍是受過專門訓練的警犬。目前,一只優秀 的辨味犬的成功率可高達95% 以上。而這個成功率尚須進一步提高,但更關鍵的是要設計出更為科學的收集和存貯氣味的方法。
歐洲其他國家如英國、法國、荷蘭對體味技術都先后做了一些工作,且對比利時的國家氣味庫都頗感興趣,并密切注視著其試驗和發展。他們希望在自己國家也能建立各自的國家氣味庫,以提高本國的安防和破案能力,并為聯手打擊國際罪犯提供一個新的強有力的武器。
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