【前沿观察】脑纹：身份识别明日之星
“脑纹”是人脑产生的脑电波波形，作为人体独有的“身份”信息，“脑纹”识别将在特征提取和身份识别领域发挥重要作用。
据美国《赫芬顿邮报》报道，纽约宾汉姆顿大学科研人员日前研究出一种根据大脑活动来识别身份的技术。他们通过记录浏览特定图片和信息时人脑产生的特殊波形，对待检测人员的身份信息进行识别，目前身份识别准确率高达百分之百。
“脑纹”是基于特定脑电波信号的特征复合图。“脑纹”识别技术主要依靠提取人脑在浏览识记特定信息时产生的脑电波信号，进行特征提取和身份识别。作为人体独有的“身份”信息，“脑纹”未来将在身份识别领域发挥重要作用。随着研究的深入展开，“脑纹”将改变人们的生活，或许在不久的将来，大脑就是直接验证身份信息的“密码”。
可用作密码的“脑电波”
近年来，随着人们对信息安全、金融安全等领域的身份认证需求日渐提高，传统以密码为特征的身份识别技术已经难以满足国防、金融等行业高安全性要求。与传统身份鉴定相比，生物识别技术具有随身性、唯一性、稳定性、广泛性和可采集性等独特优势。作为生物识别技术的重要领域，“脑纹”识别技术正得到广泛关注和研究。
人脑产生的特定脑电波波形，可以被称为“脑纹”。不同个体在观看特定图片时，大脑会产生有针对性的脑电波反应。记录这些个人特有的脑电波信号，可以构建“脑纹”比对数据库。当身份待识别个体需要进行身份认证时，只需要再次浏览特定图片，就可以通过采集的“脑纹”信息与数据库进行比对，快速准确地得到待识别个体的身份信息。同样的，当个体在阅读特定词汇时，大脑也会产生对应的脑电波信号，通过接触式电极采集脑电波信号，就可以用来进行身份识别。
以“脑纹”识别为代表的生物识别系统，首先通过传感器记录特定的生物特征信号，之后通过计算机系统将采集到的生物信号与数据库进行比对，从而对用户的身份信息进行判断。作为一种独特的生物识别方法，“脑纹”识别技术具有可回收、持久性强等技术优势。通过实验已经证实，“脑纹”识别结果长期稳定，计算机已经可以自动识别出六个月后的“脑纹”特征信号。目前印度科学家已成功开发出“脑电波震荡印记”测试技术，用来对特定的脑电波信号进行测试。日本科学家也通过声波对“脑纹”进行测试，得到了判断人体真实年龄的新方法。
脑电波可以作为判断身份信息的“密码”，“脑纹”识别技术目前在实验室中取得了较好的识别结果。美国宾汉姆顿大学的研究人员要求志愿者浏览经过特殊设计的500幅图片，并通过脑电图头套记录他们的大脑活动信息，建立“脑纹”数据库，50名志愿者的身份识别准确率达到了百分之百。同时，当志愿者阅读单词时，计算机处理系统可根据每个人阅读单词时脑电波反应直接识别出身份信息，准确率高达94%。此外，柏克莱大学的科学家也通过记录人们专心思考不同事件时的脑电波活动，建立独特的个人“脑纹”识别特征库，同样具有较高的身份识别率。
人体内的各类“身份证”
作为“认知生物识别技术”的重要部分，人体内一些身体部位的特征蕴含着代表个人独特“印记”的身份信息，是进行身份识别长期有效的特殊“密码”。每个人的嘴唇都有图纹，唇纹不随年龄变化，是人体“挂在嘴边”的身份密码，目前已经被应用到刑事案件的侦破。眼睛周围的虹膜具有复杂的结构图像，通过记录独特标志的“虹膜码”进行身份比对，目前已得到实际应用。最不为人知的人体密码，当属每个人手背面的树状血管脉络纹，一旦形成后长期保持不变，是进行身份识别的重要依据。此外，通过判断留在物体上的“耳纹”和“掌纹”信息，也可以在特定环境中进行身份识别。
20世纪60年代，神经学家首次发现了与大脑认知有关联的特殊脑电波信号“P300”。通过实验发现，当接收到与有关物体的语言、视觉暗示和强烈的情感刺激时，“P300”的脑电波信号会变得异常强烈。目前，在美国、新加坡等国家，利用“P300”脑电波信号开展“脑纹测试”，已经成为判断是否犯罪的重要辅助手段。通过让嫌疑人浏览与案件有关的特定信息，实时记录观看瞬间的脑电波信号，就可以得到嫌疑人的某些敏感反应，从而作为侦破案件的重要突破口。
随着科学技术的飞速发展，身份识别技术不仅迅速更新换代，并快速进入人们的日常生活。除了广泛应用的指纹识别技术外，利用虹膜进行身份识别也逐渐进入人们生活。每个人说话的声音，都有特定的稳定声道特征，通过频率分析得到图像化的特征频谱图，就可以对身份进行辨识。目前，美国研究人员正在计划利用骨传导扬声器发射声波到待识别对象头骨中，通过佩戴专用头盔设备，记录佩戴者对于特定声波的震动反馈，并以此反馈数据对身份进行识别。日本科学家通过观测发射激光反射光的颜色差异，从而分辨出特定的指纹信息，即使待检测样品上有指纹重叠，也可以较高分辨率区分开来。美国科学家通过实验发现，人体内部与体表存活的微生物群落，具备人体独一无二的个人特征，同样可以通过比对“微生物指纹”来进行身份识别。
“脑纹”将改变未来生活
生物特征是指可测量或自动识别身份信息的生理特征或行为方式，主要包括指纹、掌型、视网膜、虹膜、人体气味、脸型、手的血管和DNA等。作为生物特征识别领域的“新星”，“脑纹”识别通过向待检测人出示特定的书面文件或图像时测量脑电波信号，分析得到特定脑纹信息，就可以对身份进行区分识别。
目前得到广泛应用的指纹识别技术，一旦指纹信息遭到窃取，无法通过更改指纹方式解决指纹泄密问题，将对用户身份信息产生巨大威胁。相比于现有的身份识别技术，“脑纹”识别具有可撤销、可重新定义等优势，安全性相对较高。由于识别信息来源于大脑产生的实时脑电波信号，降低了非法窃取的可能性，进一步提升了“脑纹”伪造的技术难度。即使发生“脑纹”信息泄露事件，也可以通过更换识别内容快速重建比对数据库，从而有效提升身份识别的安全可控能力。
“脑纹”识别技术具有广阔的应用前景。“脑纹”技术不仅可用于侦破案件，还可以用于安全防范。用户在银行开户时，同时采集“脑纹”存储到银行卡中作为身份证明，可有效提高账户的安全性和保密性。当应用于金融支付和账户登陆时，相比于传统繁琐的字母数字类密码，“脑纹”识别将更加快捷便利。此外，“脑纹”识别还可以应用于重要地点身份识别和安保等高安全应用领域。
通俗地讲，“脑纹”识别具有“丢不了也忘不了”的独特优势。相比于指纹识别和虹膜识别方式，脑纹识别可避免被恶意窃取，具有可取消、可更换的独特优势。脑纹技术可用来作为筛选恐怖分子或其他危险人物的初选方法。向该类危险人群展现诸如武器装备等敏感信息时，会产生不同于普通人群的特殊脑电波信号，而且这种信号由大脑自发产生，不可“说谎”。事实上，除了用于身份识别，脑纹识别技术还可以用于评估当事人是否处在正常工作状态。例如，如果飞行员正处在疲劳状态，对个性化信息反应较为薄弱，就可利用“脑纹”技术判断出当前飞行员所处的工作状态而推荐其暂停工作。
未来，“脑纹”技术还将在情报分析鉴别和战场身份认证中得到重点应用。目前，美国陆军正在加紧生物监测识别系统(TBS)的研制工作，通过搜集人员的生物信息，对敌我和危险分子进行快速准确判断。依托“脑纹”建立的敌我身份认知系统，将大大提升战场辨别和侦察能力，由此构建的数字化士兵系统也将成为未来智慧军营和军事物联网的重要组成部分。
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