信息安全中生物识别和人工智能应用

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摘要：随着人们对信息安全问题的日益重视，信息认证对用户信息安全性的作用也变得愈发重要。随着网络技术的不断发展，生物识别技术及人工智能技术得到了信息安全领域的广泛应用，基于此，文章对其主要应用途径展开分析。

关键词：生物识别；人工智能；信息安全

0引言

随着互联网信息技术的不断发展，信息安全问题也开始得到人们的广泛重视，生物识别技术是近年来新兴的一项安全技术，通过对该技术的应用能够有效进行身份验证，为信息的安全提供保障，减少信息遗失、泄露等风险，得到了诸多领域的广泛应用。因此，对其进行科学、合理应用对于保障广大用户的信息安全具有重要意义。

1生物识别技术与人工智能技术发展概述

1.1生物识别技术

生物识别技术是一项涵盖多学科内容的先进技术，主要包括计算机、生物学、光学、声学等，能够对人体生物特征进行有效识别，进而明确个人的身份信息。生理特征及行为特征是人体生物特征的主要表现，其中，生理特征中生物识别技术的主要类型包括面部识别、指纹识别、虹膜识别、掌纹识别等；行为特征中生物识别技术主要类型包括声音识别、字迹识别、步态识别等。现如今面部识别、指纹识别及虹膜识别技术的应用较为广泛，发展趋于完善，具有较好的实用性［1］。近些年来，我国相关科研机构对上述任务识别技术的研究取得了明显的成效，目前已得到诸多领域的广泛应用。比如，将该项技术应用于公共安全领域，对于罪犯信息识别、刑侦追缉具有积极作用，能够保障公安系统的安全性；将其应用于计算机信息系统中，能够实现对文件的加密和解密；对一些企业信息来说，在电子商务、货币交易的过程中使用生物识别技术能够保障交易及资金信息的安全性；将其应用于门禁系统中，能够确保军事机构、金融机构等的信息安全性。

1.2人工智能技术

同生物识别技术相同，人工智能技术也是一项涵盖多学科内容的先进技术，并且是计算机领域发展的主要分支，该项技术的主要基础便是计算机模拟技术，通过对人的感觉及思维规律进行模拟，建立能够代替人类智慧的自动化系统，使计算机设备具备类似人的能力，提高其智能化水平，取代一些相对简单的人工操作。但是人工智能并不单指智能机器人，同时也包括虚拟现实、自动化处理以及计算机神经网络等，其发展也是多学科不断融合进步的过程，具有效率高、学习新知识、有效运算及处理复杂问题的特点。目前，人工智能技术也得到了诸多领域的广泛应用。例如，通过人工智能技术能够及时发现系统运行过程中存在的安全问题，及时对其进行处理和修复，保证系统的正常运行，自动化识别数据访问行为，实现身份验证与自动化追踪的有效结合，弥补传统安全技术存在的漏洞，有效抵御一些恶意入侵。此外，通过对人工智能技术的应用能够提高对病毒的识别能力，通过全方位、自动化的杀毒、扫描模式，将一些强大的病毒抵御在系统外，避免系统受到侵害，另外还能够及时监测到数据传输过程中存在的病毒，及时将其消灭［2］。

1.3生物识别技术与人工智能技术的应用优势

生物识别技术及人工智能技术在信息安全领域的应用优势主要体现在下述几个方面：（1）实现对数据信息风险的有效评估。生物识别技术是一种被研发出来的识别、准入技术，人工智能技术能够模拟人的思维规律，在评估信息的过程中两者具有重要的作用。数据信息存在的不同程度风险均可以通过上述两种信息进行有效评估，并能够在这一基础上建立完善的信息安全机制，进一步强化系统的安全性，符合不同场景信息安全防护的要求。（2）避免信息数据泄露。现如今生物识别技术及人工智能技术发展迅速，通过不断地更新和完善能够保障信息数据的安全。在大数据时代背景下，数据的重要性不言而喻，通过生物识别技术及人工智能技术能够精准识别风险隐患，及时处理相关问题，避免信息数据泄露。（3）有效降低安全认证成本。过往安全认证的成本较大，对保险箱来说，生产厂家需要对其进行多次验证、核实，确保其质量性能达标，但是通过对生物识别技术的应用能够有效降低安全认证成本，只需要通过简捷的操作便可以明确产品是否安全，有效降低认证成本。

2信息安全领域中生物识别技术和人工智能的应用意义

近些年来，互联网信息技术呈飞速发展的趋势，同时也伴随越来越多的安全问题出现在人们周围，并且面对庞大的数据，很多系统漏洞被一些不法分子利用，造成严重的损失。因此建立一个完善、安全、智能的系统成为人们广泛关注的问题。生物识别技术及人工智能技术的主要优点体现在能够通过精准的统计模型及数据分析迅速响应安全风险，在信息安全防御方面占据主动权。其次，因为信息安全专业人才的匮乏，更需要生物识别技术及人工智能技术对庞大、复杂的系统进行有效监管。先进的信息技术对于保障广大用户的信息安全性具有十分重要的作用。相关数据显示，在2017年已经有38%的公司开始应用生物识别技术及人工智能技术［3］，因此这两项技术已成为安全系统中十分重要的组成部分，对其进行合理应用对于保证信息安全具有重要意义。

3以人脸识别为基础的生物识别技术算法分析

人脸识别技术的应用流程主要包括：（1）获取图像；（2）人脸检测；（3）人脸定位；（4）预处理；（5）特征获取；（6）读取人脸特征；（7）识别与读取；（8）输出结果。对全部流程进行分析，图像预处理是其中较为关键的一个环节，主要原因为在人脸识别阶段，图像质量对人脸检测及对比识别有直接影响，如果人脸图像获得为摄像头拍摄，那么获得图像易受到一系列其他因素的影响，致使图像和原物间存在明显差异，无法进行有效识别，因此需要在正式识别前做好预处理工作，提高图像的质量，为人脸识别的进行提供便利。多数情况下人脸图像预处理的主要方法为灰度归一与直方图均衡、图像滤波去噪等。对灰度归一与直方图均衡方法进行分析，其中灰度归一主要为将彩色图像转化为灰色图像的一种处理方式。如果使用彩色图像，会花费大量的时间进行处理，导致工作效率低下，如果将其转化为灰色图像，能够有效体现信息，并且保证图像不会出现失真等不良情况。在得到人脸图像后，需要对图像进行灰度归一处理，最大程度降低光度对其造成的影响，有效强化图像的对比度，确保人脸识别的信息，为后续识别工作的展开提供便利。进行图像处理的过程中最常用的格式为RGB格式，使用该方法进行处理，因为受到光线等因素的影响，需要对RGB颜色模型进行灰度归一处理。直方图均衡主要指强化图像局部的对比度，在直方图的辅助作用下使局部图像亮度呈均衡分布的趋势，在强化局部图像对比度的过程中不会对整体图像的对比度造成影响。完成图像预处理工作后，需要提取人脸的特征，人脸图像特征的表现方式较多，主要包括Haar特征、LBP特征以及Gabor特征等。完成图像预处理以及人脸特征表示相关工作后，才能够有效进行人脸检测。工作人员需要通过计算机技术对图像信息进行处理，同时需要采取识别技术进行有效识别，并同人脸数据库中相关数据进行比对，达到识别的目的。了解人脸图像信息与数据库的匹配度，通过摄像头完成人脸图像拍摄，得到图像后进行有效检测，完成检测后进行识别，识别成功便能够得到人脸对应的信息。对人脸识别技术来说，图像与处理、人脸特征表示以及人脸检测和识别均为关键内容，需要保证图像的质量，不断提高人脸检测及识别水平，才能充分利用该项技术进行身份验证工作。

4生物识别技术在信息安全领域的具体应用

4.1在金融信息安全领域的应用

相关研究表明，对全球金融无现金化交易来说，我国已经占据十分重要的地位，仅次于美国［4］。对国内金融交易来说，手机支付占据较高的比例，而美国的主要形式为信用卡。美国金融行业中多数银行机构都开始采取人脸识别、指纹识别等生物识别技术，以此来保障金融信息的安全性。例如，在手机银行账户登录过程中，需要通过指纹识别技术对客户指纹进行有效识别，这样客户才能进入银行的登录界面。现如今花旗银行采用的声音识别技术对客户进行识别的数量高达80万。采取不同的生物识别技术实现对金融信息安全性的保障。目前，我国中科博宏科技有限公司在金融安全领域实现了生物识别技术和人工智能技术的有效融合，此外，越来越多的银行机构都开始将生物识别技术应用于交易安全认证过程中，如平安银行、工商银行等。其中，中国工商银行对人脸识别技术的应用十分广泛，目前已经实现了自动取款机面部识别取款、生物识别建档以及自助业务办理等。通过对该项技术的应用，能够有效保障金融交易的安全性，同时在一定程度上提高了金融业务效率。

4.2在个人身份信息安全认证中的应用

目前，生物识别技术已经得到了航空信息安全认证的广泛应用，通过对该项技术的有效应用，美国各地区多个机场都开始使用人脸识别系统。在2018年，美国航空公司与海关保护局、运输安全管理局合作，在亚特兰大国际机场开始应用生物识别技术，该机场也成为全球首个使用生物识别技术的机场。对我国来说，生物识别技术在个人身份信息安全认证中应用广泛，近些年来取得了明显的成效。例如，生物识别技术同智能终端设备的融合，人们通过人脸识别认证能够进行个人身份信息的安全认证，线上交易的过程中，传统模式下均需要输入密码进行信息认证。在使用生物识别技术后，仅通过人脸识别认证便可以快速验证个人信息，避免密码泄露等风险问题发生。该项技术的优势主要体现在不可复制的唯一性，不会忘记或者丢失，对于保障个人身份信息的安全具有重要作用。

4.3在门禁系统中的应用

对安全等级较高的机构来说，其门禁系统的安全性对于保证机密、关键信息的安全性具有十分重要的作用，因此近些年来这些机构都开始通过生物识别技术对出入人员的身份进行验证，避免发生信息泄露等风险隐患问题。在门禁识别的过程中使用生物识别技术，多数情况下通过人脸、指纹、虹膜以及声音进行识别，或者采取多重识别技术进行全面认证，进而保证信息的安全性。例如，对一些实验科研机构来说，为了保证核心资料数据不被窃取或者泄露，门禁系统的出入需要工作人员进行虹膜或者指纹识别，同时实现对进出人数的控制，进一步保证信息的安全性［5］。

5生物识别技术和人工智能技术的联合应用

5.1智能终端设备与生物识别技术的联合应用

近年来，智能手机已经得到普及，成为人们日常生活中的重要组成部分，并且随着技术的不断发展，智能终端设备和生物识别技术联合应用得到了实现，主要体现在指纹识别技术和人脸识别技术两个方面。截至2018年，市场中智能手机联合生物识别技术的应用率已经超过50%，多数情况下被应用于手机的解锁、隐私文件解密以及手机支付安全身份信息验证等方面。目前，很多智能手机的安全解锁均具备指纹识别以及人脸识别的功能，同时还增设语音识别技术，能够有效强化人工智能体验［6］。例如，华为Mate10手机系统使用海思970处理器，能够强化语音识别的信息交互体验；iPhoneX采取仿生处理器，具备人脸识别手机解锁功能。

5.2在智能化场景中的应用

在信息安全领域应用生物识别技术及人工智能技术有助于避免信息遗失、外泄，进一步保障信息的安全性，两者联合在诸多智能化场景中也得到了广泛的应用。例如，目前很多汽车在开关启动、车锁应用以及监测等方面均采取了生物识别技术及人工智能技术［7］。

6结语

综上所述，目前生物识别技术及人工智能技术已经得到信息安全领域的广泛应用，未来发展阶段其市场规模也会不断扩大，同时其发展也会愈加多元化，应用也会更加广泛。在互联网信息时代，信息安全问题成为人们普遍关注的一大问题，因此仍需要加大生物识别技术和人工技术的研发力度、创新力度，保障信息的安全性。

作者:孙吴炎 单位:西交利物浦大学智能工程学院信息与计算科学系