曾经只有在影片中出现的虹膜、指纹、密码以及声音口令等安全技术正在涌入大众生活,不过其中最为成熟且应用广泛的,当数指纹识别技术。作为该技术的市场领导者之一,AuthenTec公司的业务开发总监Bill Dennehy曾经乐观地表示：指纹识别技术正在迅速受到关注。2006年将是指纹识别市场的起飞年。

     Dennehy当然有足够的理由做出这样的预测。几年前,指纹识别装置还不是那么可靠——大约15-20%的情况下会出现误操作,要么错误的人被通过,要么正确的人被拒绝。但是现在,即使在极其恶劣的情况下(工作中受伤后的指纹、经年磨损后的指纹变淡以及被汗水浸湿的指纹),失误率也低于1%。另外,整套成本也从1999年的25-28美元下降到目前的4-6美元。

    “指纹识别技术已经开始进入笔记本和移动电话领域。” 楚亚(Atrua)科技副总裁兼楚亚电子技术(上海)有限公司总经理邱伦纪博士表示,“包括多功能手机和3G手机在内的移动设备的推陈出新正驱动新型输入、控制以及安全技术方案的涌现。目前几乎所有手机制造商和方案设计商都对类似楚亚的指纹传感器以及VSense触摸控制模拟器件等具有先进控制能力的产品有着强烈需求。”

    配置楚亚科技指纹识别传感器的产品

    Atrua在行业内以指纹识别和触摸控制IC而闻名,在指纹识别技术上,它与AuthenTec和Atmel这样的公司齐名。Atrua不久前在上海成立研发中心,这是其除美国加州研发中心之外创建的第二个研发机构。身兼Atrua总裁和CEO之职的Anthony Gioeli表示：“拥有顶级才能的技术团队一直是Atrua全球策略的核心。上海研发中心将在新产品研发、本地客户与合作伙伴支持以及中国市场的产品运作管理上扮演重要角色。”

    Atrua的主打产品为Wing系列触摸控制处理技术,它能将手指移动转换成用户对电子装置控制的命令。通过手指触摸,利用一个按键即可实现游戏中的360度方向控制、菜单快速滚动(根据手指压力来决定滚动速度)等各种命令,这与目前最为流行的十字方向键相比,无疑前进了一大步。值得称道的是,该公司还将其领先的指纹识别技术与这种触摸控制模块集成在一起,只有在指纹匹配的前提下,才能查看需要保护的内容以及使用限制进入的功能。

    在全球市场上,可信赖计算组织(TCG)也在积极推动指纹识别技术的发展。该组织于去年年底公布了11种用户模式(User scenario),并称这是在2006年推出手机硬件安全标准的基础。分析家认为,标准的出台将推动指纹识别技术在手机上的大规模应用。此外,TCG还在2004年创立了用于验证PC完整性的标准。TCP的会员包括爱立信、法国电信、IBM、英飞凌、英特尔、联想、摩托罗拉、诺基亚、飞利浦、三星、索尼、ST、TI、VeriSign、Vodaphone和Wave Systems等公司。

    许多公司和学术机构都在对指纹识别技术进行研究,目前仅可行的技术就达13种之多。其中光感(采用CCD、CMOS等图像传感器来记录指纹)、压感最早出现。而随着电容式、光电式、热感式以及超声波式等技术的不断涌现,传统的光感和压感技术也开始同TFT、MEMS等技术相结合。据悉,Atmel公司采用的就是热感式技术,而AuthenTec和Atrua则分别采用了射频场(RF Field)和电容传感技术。

    赛普拉斯半导体近日就将指纹识别技术引入硬盘数据保护,该公司最新推出的CY4651参考设计方案采用了AuthenTec公司的EntréPad 2510指纹滑动传感器。HDD制造商能够轻松地给这些驱动器增添生物特征识别安全保护,从而防止重要数据在硬盘遗失或被盗后被未经过指纹注册的用户所窃取。

    不过无论采用哪种技术,指纹识别都可划分为区扫(Area)和移扫(Sweep)识别两大类(也称放置式和触摸式)。两者用来收集指纹信息的传感器大小有所不同,前者选用的是一个不小于指纹大小的传感器,而后者则利用一个小得多的条状传感器。“移扫识别所选用的传感器因为太小,所以不能一次性收集全部的指纹信息,只能通过手指在它上面接触并划过以收集多组信息来组成一个完整的指纹。”邱伦纪指出。

    很显然,移扫识别具有体积小、能耗低和成本低的优点。这使得它有可能被用于便携式电子以及移动通信装置。据悉,采用移扫方式的指纹传感器是目前市场的主流,而无论是AuthenTec还是Atrua,提供的也大都是这种产品。

    指纹识别中所采用的重建算法也可分为两类：全指纹重建和部分重建。Atmel和AuthenTec公司都采用了前一类技术,不过两家公司显然在专利归属权上发生了一些冲突。有消息称,Atmel公司不久前指责AuthenTec侵犯了它在指纹重建算法上的某些专利,并打算诉诸法律行动来解决争端。

    邱伦纪表示,目前采用部分重建算法的只有Atrua一家。作为该公司的创始人之一,Atrua首席技术官Tony Russo是这家公司在指纹识别技术上的王牌。Russo拥有近20年的相关经验,而正是他发明了上面提到的“部分重建算法”。“其精度比市场上同类产品采用的算法高出50%左右。”Gioeli称,“此外,当运行在同样的MIPS平台上时,无论在功耗还是占用内存上,它都要节省一倍左右。”

    现行的国际标准利用指纹中纹路上的断点及分叉点作为特征点(Minutiae Point),并将这些点的位置编码形成每个指纹的特征。Atrua采用了与美国联邦调查局(FBI)相同的方法进行指纹匹配。“这与其他公司不同。尽管他们的方法更容易实现,但是准确度却不够高。”Gioeli指出,“而且,这些技术还存在着内存占用、功耗等方面的不足。”

    虽然这种匹配准确率与气候、时间、手指上的意外划痕以及细汗有关,但是Atrua已经将匹配失效率做到了十万分之一。“在所有客户当中,DoCoMo的要求最高,但也不过万分之一。”Gioeli表示。

    尽管提供了丰富的功能,但Gioeli仍然强调,价格优势也是Atrua吸引客户的一个原因。

    不过,除了Atrua之外,指纹识别芯片头号供应商AuthenTec已于去年在上海设立了分支机构。该公司业务发展部主管Bill Dennehy指出,相比仅仅扫描指纹表面的其他指纹识别系统,AuthenTec的Tureprint技术能够扫描到真皮层。“即使在指纹表面有变形的时候也不会影响到指纹识别。”他说。

    中国本土IC设计公司也已进入指纹识别领域。深圳芯微已经开发出了一款型号为SW6888的CMOS移扫式指纹识别传感器。除此之外,同样来自深圳的爱迪尔(ADL)公司也声称已拥有指纹算法、指纹专用芯片以及指纹控制电路三方面的技术。

    Atrua已经同中国本土的一家名为深圳亚略特(Aratek)的方案开发商展开了合作。后者正逐步将原来采用AuthenTec公司芯片的方案转投“部分重建算法”的阵营。亚略特目前主要向军工应用提供方案。

    与Atrua合作的主要公司包括日立、NEC以及来自台湾地区的DataFab。此外,作为Atrua的投资方,诺基亚和爱立信也与其进行了合作,不过很显然,Gioeli拒绝透露任何详细信息。