可在开放环境下提供安全认证的生物特征信息加密技术
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English
2020年3月30日
可在开放环境下提供安全认证的生物特征信息加密技术
基于云环境可在全体连锁店实现安心安全的无现金支付
株式会社富士通研究所（注1)（以下简称：富士通研究所）开发了一种生物特征信息的加密认证技术。该技术与传统生物特征认证系统具有相同认证精度和处理速度，可在生物特征信息加密的状态下进行认证。
开发背景
近年来，生物特征认证作为一种安全、方便的身份识别方法，正逐渐得到普及。富士通研究所很早便开始着手手掌静脉认证技术的研发，并于2018年发布了面部和手掌静脉认证相结合的生物特征认证融合技术。基于该技术，无需使用卡片或密码等信息，仅通过生物特征信息便可对用户的身份进行确认。今后，可以预见生物特征认证将在各种场景中得到更广泛地使用，如购物结算支付、登录网站系统、出入房间等。
传统的生物特征认证系统，只能在使用了专用连接的封闭环境中运行。然而今后，预计大规模连锁店将更多地使用无现金支付，生物特征认证系统有望在基于互联网的开放环境中实现应用。
图1 使用场景示意图
课题
为了在开放环境中实现大规模且更加安全的生物特征认证，需要将在终端加密的生物特征信息发送到认证服务器，并在加密的状态下进行对照处理。在生物特征信息的加密对照技术中，通常是将生物特征图像数据转换为简单的代码（数值串），然后将其与随机数相乘来进行加密。但是，传统技术仍存在一些问题：把复杂的生物特征图像的特征值转换为简单的代码将导致对照精度下降；代码过于庞大将导致对照处理更加耗时等。为实现该技术的商业化，这些问题都需得到解决。
开发的技术
此次，富士通研究所开发了一种可实现更高精度、更高处理速度的用于手掌静脉认证的加密认证技术。开发的技术具有以下特征：
- 抑制认证精度的下降
生物特征认证通常将事先注册的生物特征信息的特征值（注2)，与认证时输入的生物特征信息的特征值的相似度进行对照。此次，富士通研究所开发了一种能够不降低对照精度的代码生成技术。该技术根据图像对对照结果的影响程度，通过动态调整被转换为特征值代码的图像区域大小，可有效抑制代码转换导致的特征值的相似度变化。
- 大幅缩短处理时间
由于传统代码转换技术，需要基于整个生物特征图像数据生成代码，因此对照处理时要花费很多时间。此次，富士通研究所开发了一种技术，可自动选择生物特征图像数据中对对照精度影响较大的区域，进行代码转换。基于该技术，可抑制代码的激增，实现与无代码转换的生物特征认证技术相同水平的高速认证。
图2 开发技术的示意图
效果
富士通研究所基于10,000人的手掌静脉数据，对此次开发技术的认证精度进行了验证。结果显示，与没有将图像数据转换为代码的方法相比，两种方法的对照精度与处理时间几乎相同。另外，通过将该技术与富士通研究所2013年发表的特征代码（注3)生成技术（可从一个生物特征信息生成多个特征代码）相结合，可实现：每个生物特征认证服务使用不同的特征代码，可作为防止数据泄漏的有效对策。
由此，以往需要专用服务器、专用网络的生物特征认证系统，现在可以在安全开放的环境中使用。这使得人们可以在云环境中，基于安心、安全的生物特征认证系统，实现空手支付。
今后
富士通研究所将进一步推进该技术的处理速度，目标实现其商业化。
注释
- 注1 株式会社富士通研究所：
- 社长 原 裕贵
总公司所在地 日本神奈川县川崎市 - 注2 特征值：
- 图像中用于注册和对照的数据。
- 注3 特征代码：
- 基于富士通研究所特有技术的代码，用2048 Bits的0和1表现手掌静脉图像的特征部分。
相关链接
- 最适用于空手支付的非接触式生物认证融合技术（2019年08月30日 研究所技术介绍）
- Fujitsu Develops World's First Authentication Technology to Extract and Match 2,048-bit Feature Codes from Palm Vein Images（2013年8月5日 新闻发表）