摘 要：首先闡述了網(wǎng)絡(luò)安全問題及一些保護措施，并介紹了身份驗證技術(shù)的幾種方式，然后以其中的生物身份驗證技術(shù)為重點，對其在網(wǎng)絡(luò)安全保護中的應(yīng)用進行了分析。

關(guān)鍵詞：身份驗證技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)安全保護；生物識別技術(shù)

中圖分類號：TP393.08

計算機網(wǎng)絡(luò)的普及加速了信息化建設(shè)，使獲取信息的渠道更為廣泛，速度也越來越快。在當(dāng)前信息化時代，網(wǎng)絡(luò)商業(yè)活動愈發(fā)頻繁，如電子商務(wù)、銀行轉(zhuǎn)賬、網(wǎng)絡(luò)購物等，一旦出現(xiàn)虛假信息，必將引起網(wǎng)絡(luò)混亂，帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。因此，網(wǎng)絡(luò)安全受到高度重視。信息加密和身份驗證是保護網(wǎng)絡(luò)安全的重要手段，前者重在保護信息傳輸時的安全，不能解決雙方身份確認(rèn)的問題，而身份驗證則能通過對訪問者身份的驗證，對非法訪問者加以限制攔截，是目前保護網(wǎng)絡(luò)安全的常用技術(shù)。

1 網(wǎng)絡(luò)安全問題

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)縮小了世界范圍，使人們聯(lián)系更加方便，對社會發(fā)展做出了巨大貢獻。同時，病毒入侵、黑客攻擊、木馬蔓延等問題日益增多，嚴(yán)重破壞了網(wǎng)絡(luò)安全。常導(dǎo)致信息泄漏或被隨意篡改，甚至引起網(wǎng)絡(luò)癱瘓，尤其機密信息一旦泄漏，必然會給國家、企業(yè)帶來巨大損失。因此，應(yīng)做好網(wǎng)絡(luò)安全保護工作。

因網(wǎng)絡(luò)具有開放性，易受到攻擊，如惡意程序軟件、安全漏洞、僵尸網(wǎng)絡(luò)等，對網(wǎng)絡(luò)安全構(gòu)成威脅。網(wǎng)絡(luò)安全保護，即利用網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，采取有效管理手段，為保護網(wǎng)絡(luò)信息安全和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常而展開的一些列活動。因網(wǎng)絡(luò)較為復(fù)雜，可將網(wǎng)絡(luò)安全分為系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)安全、信息數(shù)據(jù)安全、物理安全、基礎(chǔ)設(shè)施安全等。其目的是對計算機硬件軟件以及系統(tǒng)數(shù)據(jù)加以保護，保證信息數(shù)據(jù)能夠完整安全地完成傳輸工作。常采取的保護措施有防火墻、身份驗證技術(shù)、殺毒軟件、加密技術(shù)、入侵檢測技術(shù)、物理隔離網(wǎng)閘等，綜合來講，身份驗證技術(shù)的安全性相對較高，是當(dāng)前研究的重點。

2 身份驗證技術(shù)

2.1 定義

簡單來說，即是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)鑒別訪問者的身份是否真實。在網(wǎng)絡(luò)活動中，為提供一個安全可靠的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在用戶訪問系統(tǒng)時，系統(tǒng)會發(fā)出身份驗證的要求，只有通過方能做進一步訪問。其目的是限制其他非法訪問。

2.2 方式

大致可分為3類：

（1）類似口令的秘密信息。此方式最為常見，應(yīng)用時間久、范圍廣，幾乎所有系統(tǒng)都支持此驗證方式。但其屬于單因素驗證，多依賴于口令或密碼，一旦被盜，安全就無法保障。而且，口令、密碼在網(wǎng)絡(luò)傳輸中主要以明文形式存在，且設(shè)計簡單，很容易被攻擊者復(fù)制或刪改。如今，網(wǎng)絡(luò)日趨復(fù)雜，攻擊技術(shù)不斷提高，使得該驗證方式的弊端日益突出。

（2）智能卡等信息硬件。借助一些物理卡片等，用戶持有一張智能卡，然后設(shè)計個性化驗證信息，并將其輸入智能卡，在訪問時，系統(tǒng)會對此進行鑒別。需要認(rèn)證時，由用戶先輸入PIN，智能卡認(rèn)證后可讀出設(shè)計的驗證信息，進而與系統(tǒng)進行認(rèn)證。但系統(tǒng)通常只認(rèn)卡不認(rèn)人，且智能卡可能會丟失。

（3）生物特征驗證。生物特征因是先天生成，不易改變或被復(fù)制。若以此進行身份驗證，因人體特征具有唯一性，安全可靠度將大大增加。生物身份驗證技術(shù)以計算機、模式識別和圖像處理技術(shù)為基礎(chǔ)，綜合光學(xué)、生物統(tǒng)計學(xué)、超聲波掃描等現(xiàn)代化技術(shù)，通過對人體或行為特征加以識別而進行身份驗證。

3 生物身份驗證技術(shù)及其在網(wǎng)絡(luò)安全保護中的應(yīng)用

3.1 原理

系統(tǒng)先對人體生物特征（指紋、面部等）進行掃描，將結(jié)果存在數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)用戶訪問系統(tǒng)時，傳感器會自動提取訪問者的身份特征，將其與數(shù)據(jù)庫中已有的生物特征相匹配，匹配成功則能夠繼續(xù)訪問。否則，系統(tǒng)將拒絕訪問者。

3.2 優(yōu)勢

與口令和智能卡不同，人體生物特征與生俱來，不可復(fù)制，如人臉、指紋、虹膜等正常情況下不會發(fā)生變化。可見，該技術(shù)比較穩(wěn)定。當(dāng)前，偽造技術(shù)泛濫，復(fù)制或盜取密碼越來越容易，但人體生物特征幾乎不可能被復(fù)制，也不會丟失遺忘，應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)安全保護具有較高的安全性和可靠性。

3.3 指紋識別技術(shù)

即以個人指紋作為身份驗證條件的技術(shù)，每個人的指紋都不同，網(wǎng)絡(luò)安全保護通過指紋驗證用戶身份，安全可靠性大幅提升。加上該技術(shù)價格低廉、使用方便，在安保刑偵、網(wǎng)絡(luò)商務(wù)、銀行轉(zhuǎn)賬等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。其原理為：借助專業(yè)的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，利用圖像處理技術(shù)采集人體指紋，并加以儲存，用戶訪問時，對其指紋進行分析比對，從而準(zhǔn)確快速地識別出身份真假。

目前使用該技術(shù)的主要有兩個系統(tǒng)：（1）連接PC的桌面應(yīng)用系統(tǒng)。其靈活性較為明顯，可建立數(shù)據(jù)庫，但驗證指紋時需要借助外部設(shè)備完成，如連接計算機后，即可進行網(wǎng)上購物、銀行轉(zhuǎn)賬等活動；（2）嵌入式系統(tǒng)。具有獨立完整性，無需借助外部設(shè)備就可獨立完成所有工作，包括考勤終端、門禁系統(tǒng)等。在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進一步推動下，指紋驗證已無需個人親自驗證，可將其特征數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸完成驗證工作，對網(wǎng)絡(luò)安全保護大有裨益。

3.4 虹膜識別技術(shù)

該技術(shù)同樣具有高穩(wěn)定性、高安全性、不可復(fù)制的優(yōu)勢，且采集虹膜簡單快捷，無需實際接觸，在實際中的應(yīng)用也較為廣泛。在當(dāng)前信息化時代，電子設(shè)備日新月異、更新速度加快，帶動了虹膜采集設(shè)備的進步，且相關(guān)算法不斷改進完善，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展趨勢。在今后，該技術(shù)在電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)安全保護等領(lǐng)域必將發(fā)揮重大作用。

3.5 人臉識別技術(shù)

人的面部細(xì)節(jié)比較復(fù)雜，變化較大，如不同的表情會引起臉部外形不同程度的變化。加上年齡、光照、觀察角度等因素也會對人臉的外形造成一定的影響。另外，人臉富有彈性，屬于非剛性目標(biāo)，三維建模難度較大。胡須、眼鏡等會破壞人臉的共同模式，不利于特征的提取。常用的兩種識別技術(shù)為：

（1）以幾何特征為基礎(chǔ)的識別技術(shù)。該方法比較簡單，只需用到人臉器官的形狀特征和幾何特征，即借助特征矢量表現(xiàn)整個面部。計算原理也易于理解，主要是利用人臉結(jié)構(gòu)的先驗知識提取某些特征，并歸結(jié)為矢量之間的匹配，分量則指的是固定兩點之間形成的角度、距離等。然而此方法特征提取的標(biāo)準(zhǔn)未統(tǒng)一，而且受環(huán)境因素影響較大，人臉圖像信息保留不足，實際效果并不是很理想；

（2）以模塊為基礎(chǔ)的識別技術(shù)。特征臉方法。以統(tǒng)計特征為基礎(chǔ)的識別技術(shù)，即借助某種映射方法將原圖像空間中的像素點映射到另一個投影空間；

彈性圖匹配方法。以動態(tài)鏈接結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，將人臉比作屬性拓?fù)鋱D，用特征向量表示節(jié)點，主要用于記錄臉部的局部特點；節(jié)點間的拓?fù)潢P(guān)系則由拓?fù)鋱D的邊來表示。該方法有利于識別，表情、視角和光照變化受影響較小。不足之處在于需計算并存儲大量信息，識別過程較長；

近些年，關(guān)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究越來越多，人臉識別也引入了該技術(shù)，它具有良好的學(xué)習(xí)和分析能力，可隱性表達(dá)出許多臉部特征。其原理為，用灰度值表示人臉，將收集到的數(shù)據(jù)輸入相關(guān)訓(xùn)練模型以提高識別效果。其方便之處在于可利用一些硬件模型完成臉部信息的處理，且速度快，包括BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多種識別形式。

4 結(jié)束語

當(dāng)今社會已離不開網(wǎng)絡(luò)，隨著各種網(wǎng)絡(luò)商業(yè)活動的開展，網(wǎng)絡(luò)安全保護迫在眉睫。在常用的技術(shù)中，身份驗證技術(shù)因其唯一性和不可復(fù)制性極受青睞，在推廣的同時，應(yīng)做進一步研究。

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作者單位：南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南京 210023