生物识别技术加持 门禁管理更安全

生物识别独特性高，已成为门禁管理系统的重要技术。（Siemens）

使用RFID的门禁卡，由于容易被仿冒、偷窃，成为门禁管理上难以解决的系统盲点，因此具有独特性的生物识别已成为此一领域的新兴技术，而生物识别技术中，又以指纹为当今主流，然而指纹识别准确度与成本息息相关，若只从成本考量，系统效率非但有可能不彰，还可能成为系统运作的阻碍。

在城市的商业区中，几乎每人身上至少有一张门禁卡，这类使用RFID技术的系统，已成为现在门禁管理的主流，不过尽管已如此普遍，但应用于此的RFID仍有部份难以避免的盲点，相信不少人自己或周边都有遇过，公司明文规定，持非本人门禁卡代刷卡者会有罚则，此一规定凸显出RFID在安全上的最大盲点，此一盲点所产生的影响可大可小，小的顶多是员工出勤上不公平争议，大的则有可能被有心人士取得，对公司带来重大损失，在此情况下，生物识别就成为现在门禁管理系统的重要技术。

指纹识别已成门禁系统主流

目前生物识别的技术主要有4种，包括指纹、虹膜、掌纹静脉、脸孔，这4种技术又以指纹识别的应用最广、操作最容易，虹膜技术因需先用光线侦测视网膜，以记录网膜型态，有对眼睛产生伤害的疑虑，掌纹静脉是透过每个人独有的手掌静脉分布图进行识别，据统计每1,000万人中，可能只有8人的手掌静脉分布图相似，有别于指纹识别与其他识别技术，手掌静脉的识别技术更安全。

同时，手掌静脉识别不须直接碰触感应器，也就是非接触的方式，透过红外线的感应方式来侦测，从「卫生」的角度而言，比起指纹识别更合理，也毋须担心病菌传染等问题，不过相对的，掌纹静脉价格较高，有成本上的考量，由于跨入发展的厂商不多，产品价格调降不易，至于脸部识别应用也相当广，其作法是透过摄影机摄取人的脸部影像，从中撷取特徵点的位置与距离，再经由数学运算方式转成特徵值。

此一方式虽然成本较低，但使用环境的光线亮度却会对识别结果造成很大的影响，只要现场环境的光线不足或过亮，都有可能发生错误识别的情况，因此就整体来看，指纹仍是门禁系统的应用主流。

指纹识别的作法，是先将手指放在扫描仪上，由扫描仪读取指纹图像，再将信息送回后端数据中心比对，目前指纹识别技术共有3种，包括光学式、电容式、射频式，光学式扫描仪使用光线来撷取指纹影像，扫描仪本身具备光源（通常是LED灯），将光线均匀打在指纹接触面，由于手指上的脊纹与沟纹会对光线产生不同反应，故能描绘出指纹影像。

不过，一般光学式指纹识别产品体积较大，且成本较高，虽光学式指纹识别技术遭遇上述问题，但光学式具备影像清晰、不易受气候影响且取像稳定等特质，因此能有效撷取清晰指纹，针对乾手指，亦为提高演算法之演算效能，加上光学式可设定其扫描区域与深度，如可扫描表皮、真皮层与其他部分，因此可多方收集指纹数据，以确保乾手指指纹能清楚识别，上述特点也足以说服客户使用成本较高的光学式指纹识别产品，现在应用在门禁管制系统上较多。

电容式扫描仪运用人体静电原理来识别指纹影像，在半导体芯片内植入电容板作为感应器，当手指放置其上时会改变原先的电荷，由于脊纹与沟纹所吸收的电荷量不同，故能据此得出指纹影像，而射频式扫描仪则是对手指发送射频信号，并截取来自真皮层的反射信号，从中描绘出指纹影像，至于射频式，则是先将射频电波打进皮肤真皮层，因指纹波峰波谷反射距离、时间不同，藉以得到指纹形状的数据，射频式所面临之最大瓶颈为乾手指之使用者，因其手指保水性较低，指纹波峰与波谷距离较短，因此不易传感。

针对此问题，射频式指纹识别只须提升运算软件运算功能，即可解决，不过目前射频式的主要应用领域多为移动设备如手机，在门禁系统导入并不多。

安全性与读取率的考量

指纹识别技术在应用上，目前的主要争议有2，包括安全性与读取率，安全性方面，在电影情节中有时会看到不法份子伪造指纹、或砍下使用者手指头的情况，虽是电影情节，不过就现实方面仍是可行，要防堵此漏洞，可以在系统中加入侦测温度和血管的设计，比较难解决的是读取率问题，读取率与指纹识别系统的读取方式有关，现在系统撷取的指纹影像有两种，一是撷取是皮肤表面的指纹、二撷取是皮下真皮层的指纹。

撷取皮肤表面指纹容易有成像失败的问题，当手指表面出现损坏、污染、乾燥、沾水、纹路细小…状况时，扫描仪所读取到的指纹影像就容易失真，导致系统无法正确识别，指纹识别系统刚被导入至门禁系统时，常会出现部份使用者因指纹条件不佳导致系统无法识别或是识别错误的状况，平均每100位进出者中，会有30位受到系统无法识别的缘故，因此必需同时配有按键系统，输入口令才能进出，这种状况直到2009年左右，真皮层影像撷取技术成熟后才获得改善。

真皮层影像撷取因其读取对像是皮肤活体层的指纹，而不是皮肤表面的指纹影像，所以手指皮肤状况不太会影响读取结果，现在的作法是使用穿透式光线直接打入手指表层皮肤，经由反射、读取的方式来截取指纹影像，并安装特殊玻璃保护其上的CCD镜头，降低手指因乾燥、沾水等情况而产生的影响，进而提高读取率，目前系统的错误接受率（FAR）已低于0.0002%、错误拒绝率（FRR）则低于0.05%。

此外，影像分辨率也会对系统的读取结果有所影响，影像分辨率是指纹识别系统中相当重要的因素，它会影响系统的识别效果，当分辨率越高、成像越清楚、识别效果就越好，然而，提高分辨率有技术和成本上的门槛，当分辨率越高、光线强度也必需随之而增强，否则影像就会模糊，因此，部份系统会对指纹影像进行优化动作，例如：加强对比、提昇锐利度等等，但这种做法又会有影像失真的问题，因此现在有厂商使用开发出指纹扫描模块，将分辨率提高至1,000 dpi，在避免影像失真的同时，也克服提高分辨率的技术门槛。

成本与读取率息息相关

指纹门禁管理系统除了重视读取率问题外，还可以在硬件设计上强化安全性，以增加系统的附加价值，例如提供反胁迫功能，让管理者可以预先设定，当使用者遇到歹徒挟持时，要使用哪一根手指作代号，例如，在正常状态下使用食指按压系统，倘若遇到不法分子的挟持则改成大姆指，当门禁管理系统识别到大姆指的指纹影像时，就得知使用者已经受到胁迫，便会立即通知相关单位紧急处理。

截至目前为止，指纹门禁管理系统在台湾的发展并不普遍，主要原因在于市场价格落差颇大，由于指纹识别技术差异大，导致同样一套指纹门禁管理系统的价差可能高达3倍。

当然，正确读取的机率也差了3倍，但多数使用者多半无法体认这当中的差异，只是一昧地从价格来考量，导入低价系统后，因为读取率低而无法彰显指纹门禁的成效，进而造成恶性循环，使用者认知度不足，只以价格为唯一取向，已成为指纹识别门禁管理系统在发展上的最大阻碍，要破除此一循环，必须从系统整合商层面着手，对市场进行教育，生物识别技术在门禁管理才会逐渐普及。