閻偉東 王昌盛 王民全

摘? 要 對(duì)生物識(shí)別技術(shù)在智慧校園中應(yīng)用的必要性和可行性進(jìn)行分析，并對(duì)其在智慧校園未來建設(shè)中拓展身份信息核查、技術(shù)融合應(yīng)用、健康信息服務(wù)的功能，闡述建設(shè)應(yīng)用中需要注意的問題，以期為智慧校園建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞 生物識(shí)別;智慧校園;校園管理;校園信息化

中圖分類號(hào)：G647? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2019）04-0058-03

Application Analysis of Biometric Technology in Smart Campus Environment//YAN Weidong， WANG Changsheng， WANG MinquanAbstract This paper analyzes the necessity and feasibility of biome-trics application in smart campus， and expands the functions of iden-tity information verification， technology integration application and health information service in the future construction of smart cam-pus， and expounds the problems that need attention in the construc-tion application， in order to provide reference for the construction of smart campus.

Key words biometrics; smart campus; campus management; campus

computing

1 引言

隨著智能生物識(shí)別技術(shù)在金融、交通、商務(wù)等領(lǐng)域的推廣應(yīng)用和不斷升級(jí)完善，人們已經(jīng)普遍接受指紋識(shí)別、虹膜識(shí)別、人臉識(shí)別、聲紋識(shí)別、靜脈識(shí)別、簽名識(shí)別等方式，其中指紋、虹膜、人臉、靜脈是目前應(yīng)用最成功、市場份額最高的四種特征，成為一些部門提高管理效率的重要手段。

生物識(shí)別技術(shù)是一類基于個(gè)體獨(dú)特的生理或行為特征對(duì)個(gè)體身份進(jìn)行自動(dòng)辨識(shí)或認(rèn)證的技術(shù)[1]，其生物特征元素具備普遍性、唯一性、遺傳性、永久性等特點(diǎn)。生物識(shí)別系統(tǒng)通常由讀取器或采集儀、特征提取器、存儲(chǔ)生物識(shí)別信息的數(shù)據(jù)庫和匹配器等四部分組成[2]，正在不斷整合識(shí)別方法，構(gòu)建多模式的識(shí)別系統(tǒng)，滿足各層次智慧管理的需要。近幾年，生物識(shí)別技術(shù)也在大學(xué)校園管理中不斷應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了一定的效益價(jià)值。

2 生物識(shí)別技術(shù)在智慧校園中應(yīng)用的必要性分析

便捷高效管理的需要? 學(xué)生證、圖書證是學(xué)生為在校學(xué)生的主要憑證，這種借助外物的方式難免因遺失、磨損、消磁等影響校園學(xué)習(xí)、生活。生物識(shí)別技術(shù)可以直接提取身體特征，隨時(shí)使用，使用上更加便捷，成為真正意義上的“一卡（體）通”。

環(huán)境安全管理的需要? 大學(xué)作為開放校園，人員具有數(shù)量多、類型復(fù)雜、流動(dòng)性大等特點(diǎn)，單純通過學(xué)生證、智能卡等方式進(jìn)行身份識(shí)別，已經(jīng)不能滿足安全管理的需要，部分實(shí)驗(yàn)室、辦公區(qū)等場所已經(jīng)先行啟用指紋識(shí)別或人臉識(shí)別進(jìn)行出入管理。

未來建設(shè)發(fā)展的需要? 生物識(shí)別技術(shù)初期主要應(yīng)用于出入管理方面，隨著技術(shù)的發(fā)展，無人超市、刷臉支付已在一些社會(huì)營業(yè)場所上線運(yùn)行。使用生物識(shí)別技術(shù)在校園大環(huán)境中進(jìn)行出入管理、考務(wù)管理、消費(fèi)管理將成為趨勢(shì)，有利于減少逐個(gè)信息核對(duì)、排隊(duì)就餐等。

隨著智慧校園建設(shè)的深入，智能生物識(shí)別技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用，在智慧管理中發(fā)揮重要作用。

3 生物識(shí)別技術(shù)在智慧校園中應(yīng)用的可行性分析

可接受性分析? 可接受性是指人們對(duì)生物特征識(shí)別的接受程度，是技術(shù)推廣應(yīng)用的重要前提。指紋識(shí)別、人臉識(shí)別、靜脈識(shí)別已實(shí)現(xiàn)全球大規(guī)模商用[3]，大部分人能夠接受并使用指紋識(shí)別用于上下班和出入管理，部分重點(diǎn)部門已經(jīng)部署啟用人臉識(shí)別設(shè)備加強(qiáng)安全管理。校園人員以教職員工和學(xué)生為主，對(duì)新事物的認(rèn)可和接受程度高，社會(huì)認(rèn)可的成功案例也將有助于此項(xiàng)技術(shù)在智慧校園建設(shè)中的推廣應(yīng)用。

性能達(dá)標(biāo)分析? 性能達(dá)標(biāo)是指識(shí)別要迅速、準(zhǔn)確，配套資源健全。尤其在出入管理應(yīng)用上，在準(zhǔn)確的前提下可識(shí)別范圍要夠大，程度要夠深，避免造成排隊(duì)擁堵。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，生物識(shí)別系統(tǒng)已經(jīng)能夠?qū)ι锾卣餍畔?zhǔn)確識(shí)別、提取、判斷、處理。

安全性分析? 安全性即不易被復(fù)制，識(shí)別穩(wěn)定，采用欺詐的方法不能騙過系統(tǒng)。任何系統(tǒng)本身都存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，生物識(shí)別系統(tǒng)也不例外，但其技術(shù)成熟度使風(fēng)險(xiǎn)可控。權(quán)威數(shù)據(jù)庫LFW顯示，指紋、人臉、虹膜識(shí)別準(zhǔn)確率分別達(dá)98%、99.8%、99%[3]。生物識(shí)別技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用到社會(huì)支付行業(yè)，且在不斷更新提高準(zhǔn)確度和可靠性，對(duì)于校園教育管理和非大額消費(fèi)管理的環(huán)境，不會(huì)出現(xiàn)“物理克隆”的情況，完全能夠滿足當(dāng)前校園智慧應(yīng)用的需要，安全風(fēng)險(xiǎn)極低。

4 生物識(shí)別技術(shù)在當(dāng)前校園信息化中的應(yīng)用

生物識(shí)別技術(shù)在當(dāng)前校園信息化中主要應(yīng)用于門禁系統(tǒng)、考勤管理、人員搜索等方面，促進(jìn)了校園的人員管理和安全管理。

門禁系統(tǒng)? 主要是應(yīng)用生物識(shí)別技術(shù)于出入管理。有些院校樓宇還在采用刷卡方式進(jìn)行出入管理，但有些院系已經(jīng)采用指紋開鎖進(jìn)出樓道或辦公室，少數(shù)單位采用人臉識(shí)別于重要場所的安全出入管理。

考勤管理? 主要是應(yīng)用生物識(shí)別技術(shù)于上下班管理。目前，多數(shù)學(xué)校為加強(qiáng)教職工上下班秩序管理，掌握人員在校信息，安裝了指紋簽到機(jī)或虹膜識(shí)別終端替代以前的刷卡模式，有效避免了以往替人刷卡簽到情況的出現(xiàn)。

人員搜索? 主要是應(yīng)用生物識(shí)別技術(shù)于人員的查找定位。在一些情況下根據(jù)人員照片、畫像，通過人臉識(shí)別進(jìn)行人員搜尋比對(duì)，尤其是學(xué)校安保部門發(fā)現(xiàn)可疑人員在校園活動(dòng)時(shí)，可以快速發(fā)現(xiàn)定位其所在位置。

5 生物識(shí)別技術(shù)在智慧校園未來建設(shè)中的應(yīng)用拓展

人們的身體蘊(yùn)含大量豐富的生物特征信息，通過大數(shù)據(jù)和生物識(shí)別技術(shù)挖掘生物特征信息，可以促進(jìn)身體信息化與大學(xué)校園信息化的有機(jī)結(jié)合，逐漸形成智能化管理的新局面。在智慧校園建設(shè)中，應(yīng)在科學(xué)論證的基礎(chǔ)上結(jié)合具體應(yīng)用需求和未來需要，統(tǒng)一規(guī)劃實(shí)施，并整合現(xiàn)有生物識(shí)別系統(tǒng)，使生物識(shí)別大系統(tǒng)完全融入智慧校園，提供智慧管理服務(wù)。

考生身份信息核查? 考生身份信息核查是生物識(shí)別在出入管理應(yīng)用的升級(jí)，是對(duì)考生身份真實(shí)性的驗(yàn)證，要求更為精細(xì)準(zhǔn)確。近幾年，隨著生物識(shí)別技術(shù)的成熟發(fā)展和推廣應(yīng)用，一些省份的高考已經(jīng)采用人臉識(shí)別+指紋識(shí)別雙重技術(shù)以確認(rèn)考生身份。以往由于生物識(shí)別技術(shù)尚未成熟，只能通過人眼將應(yīng)試考生與其準(zhǔn)考證、身份證照片比對(duì)以確認(rèn)考生是否真實(shí)，雖然通常識(shí)別正確率較高，但難免存在誤認(rèn)、誤判的情況;而人臉識(shí)別可以大大降低誤判率，能夠有效避免替考。

融合人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)等促進(jìn)教學(xué)活動(dòng)? 將生物識(shí)別技術(shù)與其他智能技術(shù)融合使用，如生物識(shí)別+人工智能、生物識(shí)別+大數(shù)據(jù)，擴(kuò)大管理范圍，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，提高服務(wù)水平。如可以結(jié)合視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行智慧課堂分析，使用教室智慧監(jiān)控系統(tǒng)既可以統(tǒng)計(jì)上課人員數(shù)量、上下課時(shí)間，還可以應(yīng)用人臉識(shí)別技術(shù)進(jìn)行行為特征判斷，在課堂上通過分析教師、學(xué)生表情，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)處理，形成對(duì)上課期間師生態(tài)度分析等;進(jìn)行活動(dòng)人員、人流控制，針對(duì)一些講座報(bào)告或課程因主講內(nèi)容或場地空間受限等情況，需限定學(xué)生數(shù)量和專業(yè)時(shí)，可預(yù)置準(zhǔn)入人員信息，由人臉識(shí)別門禁控制進(jìn)入人員，借助視頻監(jiān)控系統(tǒng)人臉識(shí)別功能，未在授權(quán)范圍內(nèi)人員進(jìn)入時(shí)將報(bào)警提示，人員頭像同步顯示在控制臺(tái)和大屏幕，或在人員集中擁擠時(shí)提示需人員介入疏導(dǎo)。多種生物識(shí)別技術(shù)與智能技術(shù)的完美融合，必能拓展應(yīng)用范圍和提升安全應(yīng)用至新的高度。

為在校人員提供身體健康信息服務(wù)? 校園人員密度高，每年涉及幾千甚至幾萬人體檢，依照體檢安排需要耗費(fèi)大量人力、物力。在應(yīng)用生物識(shí)別體系后，將對(duì)一些基礎(chǔ)體檢項(xiàng)目直接從系統(tǒng)提取數(shù)據(jù)，在統(tǒng)一體檢時(shí)將這些項(xiàng)目列入免查，如年齡、身高、體型、血壓等。個(gè)別生物識(shí)別系統(tǒng)還具有判斷個(gè)體是否患病的功能，如指紋識(shí)別能夠識(shí)別出某些染色體異常疾病[4]，虹膜識(shí)別能夠識(shí)別出是否患有艾滋病[5]。另外，人臉識(shí)別系統(tǒng)可以判斷個(gè)體心情性格，以此提供心理狀態(tài)依據(jù)，做好預(yù)防。今后隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，還可以通過波的方式進(jìn)行身體檢查和監(jiān)測。從生物識(shí)別信息中挖掘的有關(guān)個(gè)人健康或疾病的信息需要加以重視和科學(xué)利用，減少生物識(shí)別技術(shù)身體信息化產(chǎn)生的消極后果[6]。

另外，生物識(shí)別還可以與視頻系統(tǒng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)無人餐廳，選餐、配餐均由自助設(shè)備自動(dòng)完成，人們只需站在窗口識(shí)別支付就可取餐。此項(xiàng)服務(wù)已經(jīng)在一些一線城市餐飲店上線試用。

6 智慧校園應(yīng)用生物識(shí)別技術(shù)需要注意的問題

要充分考慮影響因素? 應(yīng)用需求、適用人群及規(guī)模決定技術(shù)選擇，既要保證應(yīng)用的需要，又要壓縮建設(shè)成本，選擇易于升級(jí)管理維護(hù)的系統(tǒng)。生物識(shí)別系統(tǒng)的環(huán)境可能會(huì)對(duì)識(shí)別結(jié)果產(chǎn)生影響。如指紋識(shí)別由于采用觸摸式的驗(yàn)證方式，對(duì)所處環(huán)境、手指濕度和清潔度要求高，對(duì)指紋磨損、天生沒有指紋或指紋特征少的人就無法識(shí)別。虹膜識(shí)別、靜脈識(shí)別被廣泛認(rèn)為有同DNA匹配的精確度，但相較于其他生物識(shí)別硬件，其硬件造價(jià)高，難以大范圍推廣。人臉識(shí)別過程中可能受光照條件、面部遮蓋等多方面因素的影響。綜上，在具體建設(shè)時(shí)要結(jié)合應(yīng)用需求、物理環(huán)境、人群特點(diǎn)、安全級(jí)別、建設(shè)成本等，選擇適宜的識(shí)別技術(shù)或技術(shù)組合。

要高度重視隱私保護(hù)? 生物識(shí)別涉及指紋、虹膜等生物特征，其中一些特征已經(jīng)在公安、銀行等部門作為核查身份的重要特征。生物特征一旦提取成功，就會(huì)被轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，而生物特征基本是一生不變，若數(shù)據(jù)發(fā)生泄漏，就會(huì)造成非常大的影響，如印度全民生物識(shí)別支付的權(quán)威驗(yàn)證渠道便發(fā)生過隱私泄露事件[7]。《網(wǎng)絡(luò)安全法》已將個(gè)人生物識(shí)別信息納入個(gè)人信息范圍，但對(duì)生物特征信息的高度隱私特殊性還未明確細(xì)化相關(guān)管理要求。因此，在智慧校園中也要注重對(duì)人員信息尤其是生物特征信息的安全保護(hù)，建議僅保留經(jīng)算法處理后不可逆的生物特征數(shù)據(jù)或模型，不要保留原始數(shù)據(jù)圖像、音頻、視頻等數(shù)據(jù)信息;并對(duì)生物特征數(shù)據(jù)庫進(jìn)行加密處理，防止信息泄露，給人員造成不必要的損失。

7 結(jié)語

總之，今后隨著生物識(shí)別技術(shù)的成熟推廣，建設(shè)成本會(huì)越來越低，應(yīng)用范圍將越來越廣。運(yùn)用生物識(shí)別技術(shù)進(jìn)行智慧校園建設(shè)管理，增添了許多智慧化元素，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化、智能化、精細(xì)化管理，使校園管理變得越來越高效、可控。將生物識(shí)別系統(tǒng)引入智慧校園提供技術(shù)支持，已成為智慧校園建設(shè)的重要組成部分和發(fā)展潮流方向，對(duì)未來智慧校園信息化管理具有長遠(yuǎn)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]Association for Biometrics （AfB）， International Computer Security Association （ICSA）. 1998 Glossary of biometric terms[J].Information Security Technical Report，1998，3（1）：98-108.

[2]胡海明，翟曉梅.論生物識(shí)別技術(shù)應(yīng)用的身體信息化[J].中國醫(yī)學(xué)倫理學(xué)，2018，31（4）：492-496.

[3]于成麗，劉浩.生物識(shí)別技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用及安全問題研究[J].保密科學(xué)技術(shù)，2018（5）：28-31.

[4]Hunter H. Finger and palm prints in chromatin-positive males[J].Journal of medical genetics，1968，5（2）：112-117.

[5]Select Committee on Science and Technology. Select?Committee on Science and Technology Written Evidence[EB/OL].[2017-12-20].https：//www.publications.arliament.uk/pa/cm200506/cmselect/cmsctech/1032/1032we03.htm.

[6]Irish Council for Bioethics. Biometrics： Enhan-cing Security， or Invading Privacy[M].Dublin： Irish Council for Bioethics，2009.

[7]姚可.生物識(shí)別技術(shù)在支付領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀及問題研究：基于浙江省應(yīng)用情況的調(diào)查[J].浙江金融，2018（6）：69-74.