（工商管理专业论文）指纹技术产业分析.pdf

0 4 3 0 2 5 0 0 8 葶克武 指纹技术产业分析 摘要： 本文以产业组织理论中的s c p 模式为框架，在系统地介绍生物认证技术、指纹 认证技术以及国外指纹技术产业发展现状的基础上，系统地分析了中国指纹技术产 业的市场结构，市场行为、市场绩效等内容，同时从企业核心能力的角度探讨了影 响指纹技术产业成功的关键因素，通过分析供给、需求等内容，对比国内外指纹技 术产业差距，在借鉴国外产业成功的经验的基础上，对国内指纹技术产业的发展前 景以及发展思路提出建议。 文章将涉及指纹采集、指纹算法、指纹应用看作指纹技术产业的不同环节，看 作产业的上下游关系。国内的政策、法律、经济、文化等外部环境支持指纹技术产 业的发展，指纹技术产业链已基本成熟，近年来，指纹技术产业已进入高速发展的 轨道。 通过指纹技术产业内不同细分市场下企业的成长性、获利能力、产业集中度和 进入壁垒等部分内容的分析，文章认为指纹技术产业正处在产业生命周期的成长阶 段，总体上属于成长初期的松散寡头型结构，但不同的细分市场具有不同的竞争格 局和态势。指纹技术产业具有典型的上游控制下游的特点，行业内下游厂商普遍倾 向于与上游厂商建立长期、稳定的合作关系。 通过分析国内指纹技术产业现状及趋势，通过观察国外指纹技术产业发展路 径，文章认为，消费类电子产品、电子商务、支付等领域将是指纹技术产业近期发 展的重点，从长期看，如果行业内部能够统一产品标准，在核心技术及核心应用上 取得突破，行业发展前景良好。 文章认为，技术及业务模式的突破和创新是产业发展的关键所在，政府的积极 推动、标准的尽快制定、有实力大公司的参与对产业发展也将是重要的推动力量。 关键词指纹产业分析 0 4 3 0 2 5 0 0 8 莆克武指纹技术产业分析 a b s t r a c t 1 1 1 i st h e s i sa n a l y z e st h em a r k e ts t r u c t u r e b e h a v i o ra n di t sa c c o m p l i s h m e n to fc h i n a s f i n g e r p r i n tt e c h n o l o g yi n d u s t r yw i t ht h es c pp a t t e r nf r a m eo ft h ei n d u s t r yo r g a n i z a t i o n t h e o r y i ti sb a s e do nt h ei n t r o d u c t i o no fb i o g r a p h i ca u t h o d z a t i o nt e c h n o l o g y , p r i n t a u t h o r i z a t i o nt e c h n o l o g ya n de x t e r n a lf i n g e r p r i n tt e c h n o l o g yi n d u s t r yd e v e l o p m e n t s i t u a t i o nc o n t e n t s f r o mc o r ea b i l i t yv i e wi ta l s od i s c u s s e st h ek e yf a c t o r sw h i c hi m p a c t t h es u c c e s so ff i n g e r p r i n tt e c h n o l o g yi n d u s t r y b ya n a l y z i n gs u p p l ya n dd e m a n d ， c o m p a r i n gt h eg a pb e t w e e nd o m e s t i ca n do v e r s e a sf i n g e r p r i n tt e c h n o l o g yi n d u s t r i e s ， u s i n go v e r s e as u c c e s s f u le x p e r i e n c e t h et h e s i sp u tf o r w a r dt h es u g g e s t i o i l s0 l lf u t u r e d e v e l o p m e n to f d o m e s t i c sf i n g e r p r i n tt e c h n o l o g yi n d u s t r y t h et h e s i si sc o n n e c t e dw i t ht h ec o l l e c t i o n , c a l c u l a t i o na n da p p l i c a t i o no ff i n g e r p r i n t w h i c ha r ef o rf i n g e r p r i n tt e c h n o l o g yi n d u s t r ys e g m e n t sa n dt h ei n d u s t r yu pa n dd o w n s t r e a m s c h i n a sp o l i c y , l a w , e c o n o m y , c u l t u r ea n do t h e re x t e r n a le n v i r o n m e n ts u p p o r t i n g t h ef i n g e r p r i n tt e c h n o l o g yi n d u s t r yd e v e l o p m e n ta n dt h ef i n g e r p r i n tt e c h n o l o g yi n d u s t r y c h a i nb e c o m e sm a t u r e i nr e c e n ty e a r s ，t h i si n d u s t r yh a sr u ni n t oh j l g hs p e e d t h r o u g ht h ea n a l y s i so ft h eg r o w t h p r o f i t a b i l i t y , i n d u s t r yi n t e n s i t y , e n t e rb a r r i e ro ft h e e n t e r p r i s e sw i t hd i f f e r e n ts e g m e n t t h i st h e s i sa c k n o w l e d g e st h a ti tl i e si nag r o w i n gs t e p w h i c hi sal o o s ea n do l i g a r c hs t r u c t u r e h o w e v e rd i f f e r e n ts e g m e n t sp o s s e s sd i f f e r e n t c o m p e t i t i o n t h ec h a r a c t e r i s t i co ft h ei n d u s t r yi st h eu p s t r e a mc o n t r o l st h ed o w n s t r e a m a n dt h ed o w n s t r e a ma r cc o m m o n l yi n c l i n e dt ob u i l du pl o n gt i m ea n ds t a b l er e l a t i o n s h i p t h r o u g ht h ea n a l y s i so fc u r r e n ts i t u a t i o na n dt r e n do ft h ed o m e s t i c sf i n g e r p r i n t t e c h n o l o g yi n d u s t r ya n du s i n go v e r s e a s d e v e l o p m e n tr o u t e sf o rr e f e r e n c e ，t h i st h e s i s t h i n kt h a ti ns h o r tt e r mr e a l m ss u c ha sc o n s g i d _ ee l e c t r o n i cp r o d u c t s ，e - c o m n l e r c e ，p a y n g a r et h ek e y i nt h el o n gt e r m , t h i si n d u s t r yw i l lh a v eb r i g h tf u t u r ei fp r o d u c ti s s t a n d a r d i z e da n dab r e a k t h r o u g hi nt h ec o r et e c h n o l o g ya n da p p l i c a t i o n t h ee s s a ys t a t e st h a tt h ek e yl i e so nt h eb r e a k t h r o u g ha n dc r e a t i o no f t h et e c h n o l o g ya n d s e r v i c ep a t t e r n t h eg o v e r n m e n t sp u s h i n gs t a n d a r d s se s t a b l i s h m e n ta n db i gc o m p a n i e s p a r t i c i p a t i o ni sa l s ok e yi m p e t u s k e yw o r d s ：f i n g e r p r i n ti n d u s t r y a n a l y s i s 2 0 4 3 0 2 5 0 0 8 蕈克武 指纹技术产业分析 引言： 选题的背景及研究意义 指纹技术作为生物认证技术的一个分支，近些年来发展很快，研究指纹技术的 人也很多，但作为一个新兴的产业，指纹技术产业目前的规模还不大，国内将指纹 技术作为一个产业来分析研究的并不多。 对中国指纹技术产业的形成、发展，对产业的现状、特点，对产业的趋势及前 景等等做一个系统的分析对指纹技术产业的在位者以及有意进入产业的公司及人 士将有所帮助，同时对产业主管部门、标准机构等对产业进行规划、布局、管理有 一定的参考意义。 论文框架及研究方法 本文首先介绍生物认证技术特别是指纹认证技术的发展历史，主要特点，进而 讨论全球指纹技术产业以及中国指纹技术产业的现状，通过分析指纹技术产业链的 各个环节及相互关系，通过分析指纹技术产业的供给与需求，通过分析指纹技术产 业各个细分市场的情况，得出指纹技术产业的市场格局，进入壁垒等产业特征。通 过上述分析找出中国指纹技术产业存在的问题，展望产业发展前景，最后提出中国 指纹技术产业的发展思路。 本文主要通过产业组织理论的有关分析方法，通过案头收集公开资料，对部分 企业，业内资深人士进行有针对性地访谈等方法对指纹技术产业进行分析和讨论。 0 4 3 0 2 5 0 0 8 董克武指纹技术产业分析 第一章指纹技术产业基本概述 1 1 、生物认证技术 1 1 1 、生物认证技术历史 所谓生物认证是指利用生物自身所具有的特定的、独一无二的特点、特征来鉴 别其身份的一种技术。生物识别的历史可追溯到古代埃及人通过测量人的尺寸来鉴 别他们。在人类历史上，对于生物特征，如语音，指纹等的应用在中国出现的更早， 追寻中华民族何时开始观测应用指纹，要从出土文物说起，据考古研究结果，在新 石器时代中期的仰韶文化半坡遗址出土的陶器，距今已有6 0 0 0 多年，其上印有清 晰可见的指纹。这些指纹大概是制作时无意留下的，也可能作为陶器标记，与他人 通过指纹加以区分。还有郭沫若先生在其著青铜时代中对3 0 0 0 年前的青铜器 上的雷云纹的描述认为是脱胎于指纹。这些都是国内文史关于我国在指纹使用上的 记载。在海外，美国芝加哥菲尔特自然历史博物馆中，至今还珍藏着一枚中国古代 的泥印，印的正面刻着主人的名字，反面印有一拇指的印痕，条条阳纹，清晰可辩。 世界著名考古学家一致认为，这颗珍罕的泥印属于中国西周时代或西汉时代的，距 今约2 0 0 0 3 0 0 0 年，算是指印最古老的凭证了。 现代意义上的生物认证技术是建立在计算机技术，人工智能技术的基础之上 的，是指通过计算机利用人类自身的生理或行为特征进行身份认定的一种技术。生 物特征的特点是人各有异、几乎终生不变、随身携带。这些身体特征包括指纹、虹 膜、掌纹、面相、声音、视网膜和d n a 等人体的生理特征，以及签名的动作、行 走的步态、击打键盘的力度等行为特征。之所以能够作为个人身份鉴别的物证，是 因为它们具有人人都有的普遍性、每人不同的唯一性以及不随年龄而变化的稳定 性。 生物认证是一项具有广阔应用前景的技术，比尔盖茨曾做过这样的断言：生物 识别技术，即利用人的生理特征，例如指纹、虹膜等来识别个人的身份，将成为未 来几年i t 产业的重要革新。 据相关数据显示，每年由于证件或密码遗失而造成的损失巨大。比如美国，由 于证件的丢失或管理失误，每年就有上亿美元的福利款被冒领；在中国，社保金被 冒领的事件也屡有发生，死人领社保金的报道屡屡见诸报端，本已缺口巨大的社保 基金还存在着巨大的黑洞；全球知名的信用卡巨头m a s t e r c a r d 公司估计每年约有 4 5 亿美元的信用卡诈骗案。而因为密码被破解，单单自动取款机即a t m 业务，其 相关的诈骗案每年损失就不下3 亿美元。 造成这些损失的根源就在于我们现有的身份认证体系。相信不少人都有过这样 0 4 3 0 2 5 0 0 8 蕈克武指纹技术产业分析 或那样的尴尬经历：一个堂堂大活人，自己却无法证明自己的身份，却要依赖一大 堆卡片、密码、口令来证明“自己才是自己”。而在计算机技术、密码破译技术日 益发达的今天，各种密码被破解的概率越来越高，因为通常由于记忆的原因，4 6 的人会选用自己或亲人的生日、家庭地址、电话号码作密码并长期使用，而这些很 容易被一些不法分子获取。即便是一些看似并无规律的密码，通过具有较强运算能 力的计算机也有可能在较短时间内予以破解。 正是由于现有密码身份认证体系的缺陷，人们才着手开发新的认证系统。比尔 - 盖茨在r s a 2 0 0 6 上发表安全演讲时宣布：在w i n d o w s 下一代操作系统v i s t a 中 将提供比单纯的密码更强有力的武器，如智能卡等，戏言密码将在三四年内开始退 休。 而在未来各种替代密码的认证方式中，生物认证将成为未来身份认定的重要方 式。美国已经签署了电子签名法案，法案的签署促使美国各大高技术公司加紧开发 保证电子签名安全的技术，这主要包括验证一个人身份的加密数字化装置和附加在 计算机上的指纹或虹膜识别设施等。 1 1 2 、生物认证技术的分类 生物识别之所以能够作为个人身份鉴别的有效手段，是由它自身的特点所决定 的：普遍性、唯一性、稳定性、不可复制性。 普遍性：生物识别所依赖的身体特征基本上是人人天生就有的，用不着向有 关部门申请或制作。 唯一性和稳定性：经研究和经验表明，每个人的指纹、掌纹、面部、发音、 虹膜、视网膜、骨架等都与别人不同，且终生基本不变。 不可复制性：随着计算机技术的发展，复制钥匙、密码卡以及盗取密码、口 令等都变得越发容易，然而要复制人的活体指纹、掌纹、面部、虹膜、掌 纹等生物特征就困难得多。 这些技术特性使得生物识别身份验证方法不依赖各种人造的和附加的物品来证 明人的自身，而用来证明自身的恰恰是人本身，所以，它不会丢失、不会遗忘，很 难伪造和假冒，是一种“只认人、不认物”，方便安全的保安手段。 目前，常用的生物识别种类包括： 指纹 指纹识别是目前最成熟、最方便、可靠、无损伤和价格便宜的生物识别技术解 决方案，已经在许多行业领域中得到了广泛的应用。 优点：第一是专一性强，复杂程度高：指纹是人体独一无二的特征，并且它们 的复杂度足以提供用于鉴别的足够特征。第二是可靠性高：如果我们想要增加可靠 0 4 3 0 2 5 0 0 8 莆克武 指纹技术产业分析 性，我们只需登记更多的指纹，鉴别更多的手指，最多可以多达十个，而每一个指 纹都是独一无二的，并且用户将手指与指纹采集头直接接触是读取人体生物特征最 可靠的方法。第三是速度快、使用方便：扫描指纹的速度很快，使用非常方便；第 四是设备小、价格低：指纹采集头更加小型化，可以很容易的与其他设备相结合， 并且随着电子传感芯片的快速发展，其价格也会更加低廉。 缺点：某些人或某些群体的指纹因为指纹特征很少，故而很难成像。此外，由 于现在的指纹鉴别技术都可不存储任何含有指纹图像的数据，而只是存储从指纹中 得到的加密的指纹特征数据；每一次的使用指纹时都会在指纹采集头上留下用户的 指纹印痕，而这些指纹痕迹存在被用来复制指纹的可能性。 掌纹 手掌几何学是基于这样一个事实：几乎每个人的手的形状都是不同的，而且这 个手的形状在人达到一定年龄之后就不再发生显著变化。当用户把他的手放在手形 读取器上时，一个手的三维图像就被捕捉下来。接下来，对手指和指关节的形状和 长度进行测量。 根据用来识别人的数据的不同，手形读取技术可划分为下列三种范畴：手掌的 应用，手中血管的模式，以及手指的几何分析。映射出手的不同特征是相当简单的， 不会产生大量数据集。但是，即使有了相当数量的记录，手掌几何学不一定能够将 人区分开来，这是因为手的特征是很相似的。与其他生物识别方法相比较，手掌几 何学不能获得最高程度的准确度。当数据库持续增大时，也就需要在数量上增加手 的明显特征来清楚地将人与模板进行辨认和比较。 眼睛 分析眼睛的复杂和独特特征的生物识别技术主要包括了虹膜识别技术、视网膜 识别技术和角膜识别技术。 虹膜是环绕着瞳孔的一层有色的细胞组织。每一个虹膜都包含一个独一无二的 基于像冠、水晶体、细丝、斑点、结构、凹点、射线、皱纹和条纹等特征的结构。 虹膜扫描安全系统包括一个全自动照相机来寻找你的眼睛并在发现虹膜时，就开始 聚焦，捕捉到虹膜样本后由软件来对所得数据与储存的模板进行比较。想通过眨眼 睛来欺骗系统是不行的。 虹膜识别比较便于用户使用；可靠性好，用户与设备之间也无需物理的接触；但 其设备尺寸较大，并且因聚焦的需要而采用的摄像头很昂贵，黑眼睛极难读取，此 外还需要一个比较好的光源。 视网膜是眼睛底部的血液细胞层。视网膜扫描是采用低密度的红外线去捕捉视 网膜的独特特征，血液细胞的唯一模式就因此被捕捉下来。某些人认为视网膜是比 0 4 3 0 2 5 0 0 8 莆克武 指纹技术产业分析 虹膜更为唯一的生物特征。 视网膜识别的优点就在于它是一种极其固定的生物特征，因为它是“隐藏”的， 故而不可能受到磨损，老化等影响；使用者也无需和设备进行直接的接触；同时它 是一个最难欺骗的系统，因为视网膜是不可见的，故而不会被伪造。另一方面，视 网膜识别也有一些不完善的，如：视网膜技术可能会给使用者带来健康的损坏，这 需要进一步的研究；设备投入较为昂贵，识别过程的要求也高，因此角膜扫描识别 在普遍推广应用上具有一定的难度。 面部 面部识别系统是通过分析面部特征的唯一形状、模式和位置来辩识人。其采集 处理的方法主要是标准视频和热成像技术。标准视频技术通过一个标准的摄像头摄 取面部的图像或者一系列图像，在面部被捕捉之后，一些核心点被记录，例如，眼 睛，鼻子和嘴的位置以及它们之间的相对位置被记录下来然后形成模板；热成像技 术通过分析由面部的毛细血管的血液产生的热线来产生面部图像，与视频摄像头不 同，热成像技术并不需要在较好的光源条件下，因此即使在黑暗情况下也可以使用。 面部这项生物识别技术的吸引力在于它能够人机交互，用户不需要和设备直接 的接触。但相对来说，这套系统是可靠较差，使用者面部的位置与周围的光环境都 可能影响系统的精确性，并且设备十分昂贵，只有比较高级的摄像头才可以有效高 速的扑捉面部图像，设备的小型化也比较困难；此外，面部识别系统对于因人体面 部的如头发，饰物，变老以及其他的变化需要通过人工智能来得到补偿，机器知识 学习系统必须不断地将以前得到的图像和现在的得到的进行比对；以改进核心数据 和弥补微小的差别。鉴于以上各种因素，此项技术在推广应用上还存在着一定的困 难。 语音 语音识别主要包括了两个方面：语言和声音。声音识别是对基于生理学和行为 特征的说话者嗓音和语言学模式的运用，它与语言识别不同在于不对说出的词语本 身进行辫识。而是通过分析语音的唯一特性，例如发音的频率，来识别出说话的人。 声音辩识技术使得人们可以通过说话的嗓音来控制能否出入限制性的区域。举例来 说，通过电话拨入银行、数据库服务、购物或语音邮件，以及进入保密的装置。语 言识别则要对说话的内容进行识别，主要可用于信息输入、数据库检索、远程控制 等方面。 声音识别也是一种非接触的识别技术，用户可以很自然地接受，使用方便。但 由于非人性化的风险、远程控制和低准确度，它并不可靠；并且声音的变化范围大 ( 如音量、速度和音质等方面) 直接会影响采集与比对的精确度，一个患上感冒的 0 4 3 0 2 5 0 0 8 董克武 指纹技术产业分析 人有可能被错误的拒认从而无法使用该声音识别系统。同时随着数字化技术的发 展，音频数字处理技术很可能欺骗声音识别系统，其安全性受到了挑战。 签名 签名识别，也被称为签名力学辩识，它是建立在签名时的力度上的。它分析的 是笔的移动，例如加速度、压力、方向以及笔划的长度，而非签名的图像本身。签 名识别和声音识别一样，是一种行为测定学。签名力学的关键在于区分出不同的签 名部分，有些是习惯性的，而另一些在每次签名时都不同。 签名作为身份认证的手段已经用了几百年了，应用范围从独立宣言到信用卡都 可见到，是一种能很容易被大众接受而且是一种公认的较为成熟的身份识别技术。 然而，签名辩识的问题仍然存在于获取辩识过程中使用的度量方式以及签名的重复 性。签名系统已被控制在某种方式上去接受变量。但是，如果不降低接受率，它就 无法持续地衡量签名的力度。因为签名的速度不快，我们也无法在i n t e r n e t 上方 便使用它。 d n a 人体内的d n a 在整个人类范围内具有唯一性( 除了双胞胎可能具有同样结构的 d n a 外) 和永久性。因此，除了对双胞胎个体的鉴别可能失去它应有的功能外，这 种方法具有绝对的权威性和准确性。d n a 鉴别方法主要根据人体细胞中d n a 分子的 结构因人而异的特点进行身份鉴别。这种方法的准确性优于其它任何身份鉴别方 法，同时有较好的防伪性。然而，d n a 的获取和鉴别方法( d n a 鉴别必须在一定的 化学环境下进行) 限制了d n a 鉴别技术的实时性；另外，某些特殊疾病可能改变人 体d n a 的结构组成，系统无法正确的对这类人群进行鉴别。 其它 除了以上介绍的几种生物识别技术以外，现在开发和研究中的还有通过静脉、 耳朵形状、按键节奏、身体气味、行走步态等的识别技术。 1 1 3 、生物认证技术产业的发展趋势 经过多年的高速发展，目前，生物认证技术在世界各国仍将保持较高的增长趋 势，据生物识别行业领先的咨询和技术服务公司美国i n t e r n a t i o n a lb i o m e t r i c g r o u p ( i b g ) 统计及预测，2 0 0 6 年全球生物识别市场的销售收入将达到2 1 7 5 亿美 金，2 0 1 0 年将达到5 7 4 9 亿美金，年平均增长率超过2 7 。 0 4 3 0 2 5 0 0 8 莆克武 指纹技术产业分析 图1 1 生物认证技术产业发展预测 其中，各种分支技术的市场份额如下图所示： 图1 2 生物认证各分支技术市场份额 可以看出，指纹技术仍然是最为成熟，应用领域最广的生物认证技术。其他如 脸型、掌纹、虹膜等技术份额逐年上升，应用领域也将逐渐扩大，整个生物认证技 术呈多样化发展态势特别是虹膜、脸型、掌纹等技术发展更为迅猛。因为任何一种 0 4 3 0 2 5 0 0 8 董克武 指纹技术产业分析 分支技术，都不能完全满足所有用户的所有需求，每一种技术都有它独特的最适合 的细分市场。此外，多种技术的融合也是一个突出的发展趋势。从技术角度来讲， 多种技术融合对整体眭能、安全性、准确性这些方面都有提高。从市场侧面上，多 种技术的融合，会是一家公司经营多种技术产品，甚至把多种技术集中在一种产品 上，这种思路会满足某些特定客户和特定细分市场的需求。 1 2 、指纹技术产业概述 1 2 1 、产业的定义 关于指纹技术产业的概念，业内有不同的认识，笔者认为，应该将指纹采集、 算法技术以及指纹技术的应用等都加以考虑，实际上产业内本身也既有专注于某一 领域，如指纹采集技术的单一厂商也有既做算法也做应用及产品的综合厂商。 f _ 1 r 一r 1 指纹采集卜指纹算法卜1 指纹应用 j t - _ o = - - j - _ _ _ 。= ；一t 二j - - - _ _ _ j _ 。- 一e - 。_ _ _ 。_ _ _ _ _ 图1 3 指纹技术产业边界 首先，指纹采集技术是指纹认证技术的基础，是整个指纹技术产业的源头，如 果没有好的指纹图像，基础不好，再好的算法也无济于事；指纹识别算法是实现指 纹识别的关键，它直接决定了识别率的高低，是指纹识别技术的核心。只有有了好 的、成熟的算法，才能保证指纹技术的应用有好的效果，好的指纹算法是指纹认证 技术应用的前提；而指纹的应用则是指纹技术的落脚点，是产业链价值的实现者。 高科技行业从来都是技术引导、市场驱动，有了好的技术不一定能有好的市场，只 有开发出满足用户需求的应用，才能真正促进产业的发展。 只有指纹采集技术、指纹认证算法以及核心应用都取得了突破，指纹技术产业 才算真正的成熟。 依据成像原理的不同，目前已经开发出的指纹采集设备，主要有光学触摸式、 光学滑动式、晶体电容( 电感) 触摸及滑动式、晶体压感式、热敏式、超声波式、 r f 射频式等等，目前使用最多的是晶体式电容( 或电感) 式和光学式。包括电容( 电 感) 式采集在内的所有采集技术中，对采集图像的质量、采集速度等指标已基本能 满足要求，但对不同特点指纹的适应能力以及活体指纹的采集( 即真正是由当前的 活人产生的指纹) 等方面尚不尽如人意。 指纹算法方面，核心技术主要体现在对指纹图像的处理、指纹特征值的提取以 及指纹特征值比对上。 0 4 3 0 2 5 0 0 8 爸克武指纹技术产业分析 磊夏藁习塑竺望堡，压翮堕堡亘望堡再磊翮竺堡塞，_ 卤竺兰爹果 l 征点 i 模板特 图1 4 指纹识别应用框图 近年来随着研究的深入，指纹算法取得了较大的进展，但各个国家，不同机构 之间指纹算法的差异较大，国际上每年也举办有指纹识别大赛( f v c ：f i n g e r p r i n t v e r i f i c a t i o nc o m p e t i t i o n ) 。通过大赛，我们能看到指纹算法进展的一些情况， 我们能够得出结论，目前指纹算法已基本具备了实用的条件；但在形变指纹图像的 处理等方面仍然不是很理想，有着很多工作要做。在指纹处理速度、识别率等方面 仍有很长的路要走。 指纹技术应用领域近年来呈现异彩纷呈的局面，既有传统的锁、柜、门禁考勤、 警用等，也有身份证、护照、指纹支付等新的应用领域，这些应用的情况后文将有 详细说明。 1 2 2 、产业的基本特征 指纹技术产业具有以下一些特征： 指纹技术产业是典型的高技术产业，具有知识密集、智力密集的特点，是 建立在数学、生物学、人工智能、计算机技术、微电子技术、等学科领域 基础之上的交叉学科； 产业链的不同环节具有不同的进入门槛，在产业的上游也就是指纹采集技 术领域，具有很高的资金门槛及技术门槛，同时需要微电子及半导体等基 础工业的支撑；在指纹算法领域技术门槛很高，需要有数学等学科知识基 础以及长期的积累；而在指纹应用技术领域，技术及资金门槛相对较低， 但对集成开发能力，以及业务开发能力要求较高； 指纹技术的应用具有一定的网络型特点，尤其是金融，保险、支付、电子 商务等领域的应用，这种特点更为鲜明； 指纹技术具产业具有潜在的巨大需求，具有广阔的应用领域及应用前景， 凡是涉及到身份认证的领域几乎都可以用采用指纹技术。 1 2 3 、产业链上下游分析 在指纹技术产业的上游是指纹采集技术领域，也就是指纹传感器产品。指纹传 0 4 3 0 2 5 0 0 8 董克武指纹技术产业分析 感器是指纹识别产业链中真正的高科技产品，技术门槛高，资金投入大，不是一般 公司能够轻易企及的。并且回报周期长，没有持续的资金注入，很难奈得住长期“颗 粒无收”的寂莫。现在的著名厂商大多都是在9 0 年代中后期创建的，到现在经过 了大约1 0 的历程。可以预言在未来的5 年内，势必是指纹传感器厂商收获的春天。 从市场的角度看，这一块将是规模最大的。从技术的角度看，指纹传感器是传感技 术、芯片设计、芯片制造工艺、活体采集技术、软件技术的高科技集合。著名指纹 s e n s o r 提供商a u t h e n t e c 、u p e k 、f u j i t s u 是以提供晶体电容芯片为主， d i g i t a l p e r s o n a 是以提供光学按压式传感器为主，a t m e l 以提供热敏指纹传感器为 主。单从指纹采集技术来讲，指纹传感器技术已经相当成熟。目前在指纹传感器的 扩展功能上，还有很多积极的研究。如手指导航，双击，单击等，可以用作t o c h p a d ， 或者用于新型鼠标。指纹芯片另一个发展方向是提供面向手机、p d a 等不同使用场 景的芯片，与这些产品之间更好的进行技术衔接，进一步扩大指纹传感器的应用领 域，使之更加普及化。由此可见指纹传感器提供商正是目前产业的主导力量。 产业链条的中游是指纹算法提供商，在产业内既有独立的算法供应商，他们主 要是向指纹应用软件( 指纹登陆等) 、指纹识别产品( 鼠标、考勤机、门禁机等) 以及指纹解决方案提供商( 指纹考试解决方案、指纹驾校解决方案等) 出售算法包； 也有将算法包含在指纹嵌入式产品( 如模块等) 以及指纹采集设备中一起出售的； 还有本身既开发算法也提供应用软件、产品和解决方案的厂商。指纹算法需要较高 的技术能力，长期的积累，据f v c 组织的资料，目前全球能够提供具有自主知识产 权的算法的组织及个人有1 0 0 多家，其中以美国为做多，达到3 0 家左右，中国也 有2 0 家之多。德国、俄罗斯、法国、日本和韩国的指纹算法提供商也比较集中。 此外还有很多宣称有算法，但无法证实其技术来源的。在指纹算法领域，各个厂商 的算法包差别较大，特点也不尽相同，有的在海量比对方面做得比较好，有的则在 识别率上比较出色。总体来说，指纹算法提供商在这个产业链条中起着呈上起下的 作用，其规模不是很大，但对产业的发展、成熟却起着至关重要的作用。 将指纹技术产业的下游统称为指纹应用是个粗略的分法，进一步细分，指纹的 应用领域应该至少包含指纹应用软件提供商、指纹产品提供商以及指纹技术集成提 供商等几种角色： 指纹应用软件提供商，应用创造价值，没有应用，用户永远不知道芯片能 做什么。据统计，能够提供指纹识别应用软件或系统的公司有4 0 多家，主 要分布在美国、中国、英国、加拿大、印度和台湾等地。这些软件商中至 少有1 4 并不是单纯的生物识别软件商，他们是一直从事身份识别、身份 管理、或者安全软件开发的综合软件开发商。这些应用软件商不仅能够提 供指纹识别软件，而且能够提供兼容多数生物识别技术，如脸形识别，手 纹识别等多重识别技术的生物识别软件。甚至可以兼容s m a r t c a r d 、u s b k e y 0 4 3 0 2 5 0 0 8 莆克武指纹技术产业分析 等身份识别技术的全套身份管理软件。单纯提供指纹识别软件的开发商如 s o f t e x 、a b i g 、a r a t e k 等，提供面向p c 环境的单机版指纹识别软件和面向 网络环境的指纹识别平台软件。p c 版指纹软件一般是与指纹终端设备配合 使用，实现电脑保护、文件保护、密码银行等功能。比如o m n i p a s s 、b i o - m e 等。面向网络环境使用的指纹识别软件平台，一般应用于电子商务网络支 付等场合。比如，b i o p a y 、t r u s t l i n k 等。由于指纹认证应用开发目前还没 有形成统一的a p i 标准( b i o a p i1 1 规范没有得到国际标准化组织的批准， 还没有形成有效的约束力) ，指纹识别设备还没成为各操作系统的标准外 设，所以指纹应用提供商目前主要还是配合指纹芯片厂商，配合指纹产品 提供商，提供专用的指纹应用软件。指纹识别应用技术的发展更具吸引力 的应用或许会在网络和大型应用系统上。 指纹识别产品提供商，是面向终端客户提供各种指纹识别产品的厂商，处 于指纹产业链的汇聚点。指纹识别产业的各种新技术新方法，以及新的商 业模式，都将在指纹识别产品提供商身上得到展现，尤如整个产业的指示 灯、情雨表。指纹识别产品提供商处于产业链的下游，直面客户，能够体 察到一线需求，包括在功能和价格上都能准确把握客户的期望点。同时又 是指纹识别技术产品化的实现者。除了传统的指纹采集仪，指纹采集鼠标， 指纹模块外，新的指纹识别产品曾出不穷，指纹门禁、指纹考勤、指纹锁、 指纹保险柜等等，国内在指纹识别产品方面更是想象力丰富。 指纹技术集成商，是为用户提供全流程全方位的指纹应用实施解决方案。 它们能够提供整个指纹识别软硬件系统，包括指纹算法软件、指纹应用软 件、指纹采集设备、指纹库运行管理等。在企业应用中表现为指纹终端产 品的选型、应用软件的开发、集成或布署，系统的指纹身份权限规划等。 在互联网应用中，表现为向网络上的各业务系统提供第三方身份认证服务。 产业中有大量的指纹技术集成商是产业成熟的一个标志。国外目前有一些 非常有实力的指纹技术集成商，如美国的m o t o r o l ap r i n t r a k 、i d e n t i x 、 法国的s a g e mm o r p h o 、瑞典的p r e c i s eb i o m e t r i c s 、日本n e c 公司等。指 纹技术集成商将是继指纹传感芯片厂商之后在产业应用方向上的领导者。 作为处于指纹识别产业最终端，指纹技术集成商商决定着产业的走向，带 动着整个产业链发展和壮大。未来指纹应用的新方式，如指纹支付，指纹 控制，指纹版权，都将会是指纹技术集成商研究和发力的方向。 1 2 4 、产业所处的生命周期 这里，我们主要研究中国指纹技术产业所出的生命周期，由于中国的指纹技术 产业与世界的发展基本上保持着同步的态势，略有滞后，因而研究中国指纹技术产 0 4 3 0 2 5 0 0 8 莆克武 指纹技术产业分析 业的生命周期也大体可以看出整个世界范围内指纹技术产业所处的生命周期。 现代指纹自动识别技术( a f i s ) 的研究大体起步于7 0 年代早期，与国外相比， 我国的研究晚了1 0 年左右，而国内指纹识别产业的起步则是1 9 9 0 年代初期。第一 批进入者进入的阶段大致在1 9 9 2 至1 9 9 6 期间，数量在十家左右。作为行业先行者， 他们代表了两类投入类型：核心技术持有者( 主要是以中科院为首的科研院所) 和 新技术应用推广热衷者( 以科研院所投资或参与的公司为主) 。他们的方向主要为 警用a f i s 系统和安防领域( 门禁) 等。这些先行者们的市场行为，起到的作用是 宣传生物识别技术，培育应用市场。此一阶段先行者的主要问题是市场化不足，市 场运作能力较弱，在产品层面也没有诞生真正具有市场普适性的产品。 中国指纹识别行业第二波大规模投入，大致发生在1 9 9 8 至2 0 0 1 年期间。此时， 因为核心软硬件技术在全球范围内得到长足进展，以及此前的行业先行者的示范， 更多的投入者看到生物识别技术应用的潜力。同时，在行业进入门槛已大为降低的 情况下，中国市场开始有大批投资者进入该领域。此阶段的投资者在百家以上，构 成了目前中国生物识别行业的从业主体。这个波次的投入者之中，除了大量的应用 集成商之外，还有少数投资者开始致力于将核心软硬件技术结合，生产自有知识产 权的产品，成为真正意义的产品供应商。在这个阶段，生物识别技术的应用领域得 到极大的扩展，消费者对生物识别技术的接受程度空前提高，为行业进一步的发展 奠定了基础。在这一波次进入中国市场的也包括国外生物识别领域的领先企业，他 们或开设分支机构，或通过国内企业进行产品分销。中国生物识别市场也因此开始 步入高速成长期。此时的生物识别产品也开始真正成熟，并得到用户认可。 中国生物识别行业第三波投入，从2 0 0 3 年开始，目前仍是投资的热点。这一波 投入的特点是，数量不算多( 截至2 0 0 5 年不超过3 0 至4 0 家) ，但大多是经过仔细 的分析、观察和研究，是相对具有核心资源的理性投入。投资者的平均实力同此前 的两波相比是最高的，投入的目标也是最明确的，起点也较高，大多直奔核心技术 和终端应用产品的设计制造环节。 上述第一、第二波的投入，为将生物识别技术及应用导入中国市场，已经起到 了决定性作用。而第三波的投入，代表中国生物识别行业开始加速成长。第三波的 投入者，连同前两波的极少数佼佼者( 或可称”幸存者”) ，将成为未来三到五年中 国生物识别领域的主要角色。通过对资本投入以及市场成长的分析，我认为中国指 纹技术产业的生命周期目前已越过导入期，正处于成长期的初期，即在某种程度上 进入了最为迅猛的成长期。中国指纹技术产业导入期在1 9 9 2 - 2 0 0 3 年间，此期间核 心技术不成熟、产品体系未建立、产品成本居高不下。这也导致其应用范围非常狭 窄，仅限于警用和指纹考勤等领域。此阶段大多数企业都未能盈利，投资回报率也 相对较低。而自2 0 0 3 年后，国内指纹技术产业步入成长期，主要特征有：产品体 系已建立，技术标准逐渐完善，行业内企业数量激增( 全球目前从业公司己上千家) ， 0 4 3 0 2 5 0 0 8 董克武指纹技术产业分析 产品成本己大幅度下降，技术已获得客户广泛认可，各领域应用渐趋普及，行业体 系也已成型。此外，还有生物识别系统安装数量，行业规模，厂商业绩，广告投放 量等可量化指标也支持上述观点。在此阶段，中国生物识别行业开始诞生了一批在 细分市场具有领导优势的企业( 后面章节将由专门的分析) ，很多企业已度过艰难 的时期，开始收获及盈利。 中国指纹技术行业的发展状况，在初期与世界发展进程有一定滞后，但起步后 的发展速度较快，并部分通过直接引进，跨越了一些技术积累阶段，所以在技术层 面能逐渐赶上世界发展水平。自九十年代末期，中国市场开始成为全球生物识别发 展速度最快的区域之一，中国生物识别市场被迅速催化。目前中国指纹技术产业的 发展虽然与国际先进地区相比，还有一定滞后，但目前同国际生物识别行业发展程 度一样，也同样步出了导入期，进入了成长期。现在的发展速度，已经完全跟上了 国际先进地区的发展节奏。 通过分析g a r t n e rg r o u p 2 0 0 5 年发布的新兴技术的光环曲线我们也能从一个侧 面印证这个观点，如图所示，以指纹技术为主要内容的b i o m e t r i cu s e r i d e n t i f i c a t i o n 的发展已经超过了1 0 年，目前正处在光环曲线波峰的下降处， 图1 5 生物认证技术与g a r t n e r 光环曲线 这说明，人们已经接受指纹技术以及生物认证技术，它们已经不再是新闻，相 0 4 3 0 2 5 0 0 8 肇克武指纹技术产业分析 反，人们对指纹技术的热情正在趋于理性，而这也正是指纹技术产业正在走向成熟 的标志。 1 2 5 、指纹技术的典型应用 指纹技术的本质是身份认证，故在所有需要身份认证的领域，都可以有指纹技 术的一席之地。但限于成本、使用的便利、人们的习惯等因素的影响，指纹技术并 不是在所有的身份认证的各个战场四处出击的。目前指纹技术主要应用于如下以下 领域： 刑侦、公共安全、户籍管理等。这也是指纹技术应用的最传统的领域，指 纹自动识别技术本身也起源于刑侦领域了，指纹技术在这一领域的应用也 最为成熟。特别是“9 1 1 ”事件以后，美国以及欧洲一些国家对出入境等 加强了管制，立法要求对来自特定地区的人员做指纹认证，这样一些措施 进一步促进了指纹技术的进步； 社会及医疗保险。由于社保金冒领、医保资金冒用等现象的普遍存在，社 保领域成为近些年来国内指纹应用领域的一个热点，国内很多厂商都投入 了大量的精力开发产品、开拓市场； 保险箱、柜等安防领域。指纹具有安全、实用便捷的特点，因而在保险箱、 保险柜、门禁、门锁、考勤机等具有很好的应用前景，尤其在国内，安防 领域对指纹技术产业的发展起着重要的支撑作用； 汽车、笔记本、手机等高值产品。随着指纹技术的逐步成熟以及成本的逐 年下降，指纹技术在汽车、笔记本、手机等具有高价值且具有一定私人属 性的物品上得到了应用，其功能主要是保证对这些物品的专有使用权。 银行、证券市场。银行、证券等领域是指纹技术最具前景的应用领域之一， 由于银行，证券等行业的特点，对安全性，对认证的准确性要求较高，同 时，由于指纹具有免记忆，随身携带的特点，因而使用起来也更为便利， 目前，国外已经出现了这方面的应用，如p a y b y t o u c h 等公司将指纹用于连 锁超市的支付等。但指纹在银行、证券等行业全面替代密码还有相当长的 路要走。 电子商务及电子政务。电子商务及电子政务也是指纹技术最具前景的应用 领域之一，随着互联网的深入发展，传统的业务模式、交易模式都面临着 新的机遇及挑战，电子商务及电子政务已成为商务及