生物特征身份認證系統： 指紋金融卡背后的兩大挑戰

根據 ReportLinker 一項研究預估，到2026年全球非接觸式生物特征身份認證技術(shù)市場(chǎng)將達到186億美元規模。研究還指出，近來(lái)疫情爆發(fā)將推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的應用。消費者開(kāi)始尋找可以保持社交距離的支付方式，也希望和可能遭到污染的硬件表面減少互動(dòng)。

因此，通過(guò)非接觸式卡片并利用生物特征身份認證技術(shù)進(jìn)行安全支付越來(lái)越受歡迎，采用生物特征身份認證系統解決方案將有助于提升甚至消除現有的非接觸式支付金額上限。

可惜的是，盡管生物特征身份認證成為主流，精確的相關(guān)信息依舊難以獲得。除此之外，生物識別支付卡背后的核心技術(shù)也逐漸引入其它形式的認證功能，例如員工證或身份證。因此，無(wú)論是意見(jiàn)領(lǐng)袖或決策人員，都必須了解這些新興技術(shù)所面臨的技術(shù)挑戰。

相對來(lái)說(shuō)，硬件架構比較簡(jiǎn)單明了，包括指紋傳感器、用來(lái)獲取傳感器捕捉圖像的通用微控制器，以及安全元件。MCU會(huì )在登入后存儲指紋圖像，并在安全環(huán)境下進(jìn)行交易之前進(jìn)行比對。不過(guò)生物特征身份認證系統還必須克服好幾項挑戰才能成功。

效率挑戰

●   硬件需求

生物特征身份認證系統的運作流程

在卡片中加入生物特征身份認證功能是一項極具挑戰的任務(wù)，因為制造商須達到既定的卡片厚度要求，以確保刷卡或插入卡片時(shí)，卡片能被現有讀卡機識別。ISO/IEC 7810標準規定所有金融卡和身份證厚度必須為0.76 mm。其他標準則定義了卡片可以彎曲而不至于損傷連接器或組件的程度。然而只要符合這些嚴苛的條件，就代表生物識別金融卡業(yè)者能輕松地移植他們的解決方案。生物識別身份證、以指紋辨識的員工識別證等產(chǎn)品，都將變得更容易制造。

工程師們還必須解決這類(lèi)卡片在功耗和供電方面的技術(shù)挑戰。因此意法半導體采用了一種安全元件，能從非接觸式讀卡機獲取電力并分配到整張卡片。這種系統之所以能夠成功，是因為通用微控制器（STM32）和ST31的功耗夠低，只需磁耦合過(guò)程中獲得的電力就足以運轉。生物特征身份認證系統的創(chuàng )新，在于它使用跟前一代非接觸式金融卡相同的NFC技術(shù)，卻能為指紋傳感器、通用微控制器等更多元件供電。

●   存儲與運算吞吐量

捕捉使用者的指紋，并在登入后存儲相關(guān)模板，就需要更多存儲空間。因此，負責生物特征身份認證系統的工程師需要更強大的硬件性能。安全元件負責執行應用、保護生物特征模板等信息的安全，還要執行算法，將指紋比對模板以授權使用者。如此一來(lái)，就需要更多存儲空間供模板和比對算法使用。同樣地，通用微控制器從傳感器擷取指紋，再將結果傳送到安全元件，都需要高運算能力和低耗電。包括指紋比對在內，整個(gè)交易時(shí)間必須短于一秒鐘。因此平臺必須提供最大程度的優(yōu)化，保證使用者體驗完美無(wú)缺。

安全與使用體驗挑戰

●   使用簡(jiǎn)便

使用者面臨的挑戰之一，就是登入的程序缺乏標準化，必須在整體安全性、效能與使用便利性之間有所取舍。各家企業(yè)開(kāi)始研究不同的登入機制，使用卡套、移動(dòng)裝置，或在卡片選配了LED的讀卡機以及登入支持功能。捕捉的速度也要夠快，符合錯誤接受率（False Acceptance Rate; FAR）和錯誤拒絕率（False Recognition Rate; FRR）等規范生物識別互動(dòng)的生物識別標準的規定。錯誤的接受會(huì )形成重大安全漏洞，讓整個(gè)系統無(wú)法令人信任。另一方面，錯誤的拒絕還會(huì )造成終端使用者難以接受的體驗。因此，開(kāi)發(fā)相關(guān)系統的團隊必須在準確度和效能之間找到平衡點(diǎn)。

●   安全性

生物識別身份認證系統有別于現有的解決方案，它能提供更佳的生物識別處理功能，為傳感器圖像、模板等設備提供更多保護。因此生物識別卡片這種系統，其安全性遠勝于PIN碼授權或基本的非接觸式解決方案，能提供更穩健的安全及隱私防護。但正如本文所述，生物特征身份認證系統在設計上仍有許多挑戰。

ST與Fingerprint Cards 合作開(kāi)發(fā)基于指紋識別技術(shù)的先進(jìn)生物識別卡上系統解決方案(BSoC)

2020年7月，意法半導體(STMicroelectronics)與世界領(lǐng)先的生物識別科技公司Fingerprint Cards AB (Fingerprints)，合作開(kāi)發(fā)基于指紋識別技術(shù)的先進(jìn)生物識別卡上系統解決方案(BSoC)，以應對市場(chǎng)對提高非接支付卡安全性和便利性的要求。BSoC集成系統整合意法半導體基于 ST31/STPay芯片組 和 STM32 通用微控制器的最新一代安全支付技術(shù)，與Fingerprints的下一代T形傳感器模塊，為銀行業(yè)市場(chǎng)提供一個(gè)全套的無(wú)電池的安全支付整體解決方案。

非接觸式支付卡是這次合作開(kāi)發(fā)協(xié)議的首要目標應用，雙方還有意開(kāi)發(fā)其它市場(chǎng)，例如身份證、健康卡、門(mén)禁卡和交通卡。

采用意法半導體和Fingerprint Cards的解決方案，就能避開(kāi)上述復雜問(wèn)題，同時(shí)加快處理速度，確保對生物特征身份認證系統的安全性，讓終端使用者獲得完美的使用體驗。