也談智能鎖的技術發展趨勢 -- 兼論指紋鎖技術創新和產業創新

上海品偉數碼科技有限公司 技術總監 楊前邦 博士

 

    鎖是一個古老的話題、也是一個永恒的話題，從早期的機械鎖、到現代的電子鎖和智能鎖、再到近些年來發展勢頭強勁的以指紋識別為代表的新生智能鎖即指紋鎖，科學技術的發展及其產業化滲透也觸發了鎖業的革命，從安全、方便、與管理等方面給用戶帶來了高品質的生活、工作、以及娛樂等等的美妙的體驗和享受。實事求是地說，指紋鎖的發展還仍然處于初級階段，但是可以預見的是，其加速度規模擴張這幾年中一定會出現，根據在于核心技術進步到已經或幾乎全都突破了使用門檻、大規模產業化要素漸趨成熟。這對于古老而又常青的發展緩慢的鎖業企業是一次難得的快速成長機遇，在目前來看仍屬高端的細分市場的智能鎖業開辟一片新的業務領空。

    談到鎖，就要談到鑰匙、談到安全性加方便性和防身份盜用。鎖的第一要素是防開與防撬性能、鑰匙的第一要素是防盜性能。所謂防盜，指的是密級和防偽。鑰匙的種類在電子鎖和智能鎖出來以后變得形形色色，有有形的、也有無形的(比如密碼)，有靜態的、也有動態的(比如滾碼遙控或指紋特征模板)，還有身外的、也有身內(比如人體生物特征(植入芯片嚴格意義上不歸此類))的劃分等等，名目繁多。所有這些的首要目的還是在于加強防盜和防偽性能，其次在于增加使用方便與管理需求等附加功能，所以，智能鎖的技術發展在需求層面來講，也將著眼于這些來導引技術研發。

    智能鎖的定義和界定，在技術和功能層面是它的所謂"智能"特征，包括識別、記憶、學習等方方面面。以大眾概念意義下的智能鎖即各類接觸/非接觸/遙控的鑰/卡/扣碼鎖、以及密碼鍵鎖為例，均可以提供開鎖記憶和查詢來方便管理和安全的需要，再加上這類"鑰匙"的神秘高品位和較高密級防偽特征，這也就是為什么酒店等使用者具有較大流動性的公眾服務業普遍使用智能鎖的重要原因。而以指紋鎖為例，如果撇開隱私因素、特殊手指指紋技術因素、以及成本因素，指紋鎖更加有望廣泛應用于這類服務業，就是因為它比我們所謂的大眾意義上的智能鎖還要智能（識別記憶學習無一不精）、還要安全、而且尤其方便客人與酒店管理且降低了營運成本 - 鑰匙不用了，再者，若從公共安全聯防的角度考慮則更有優勢，比如，網上追逃與治安防控等等。上海品偉數碼科技有限公司獨家推出的前臺注冊客房比對酒店服務業指紋鎖系統充分考量了市場需求，通過產品高起點規劃和技術上的精心設計，真正以高識別性能突破用戶體驗門檻和多功能集成給出了充分滿足實用的經濟型指紋產品。該系統中的一個突出特點就是被授權人的不可轉移之剛性綁定，提高了客人客房安全等級、也提供了客房具體開門者記錄保存與查詢。雖然此種授權剛性也帶來了授權轉借的偶爾不便 - 但是須知授權轉借本身就是一個不安全因素，總之瑕不掩瑜、利遠大于弊。品偉數碼同時推出的可聯網指紋保險箱也可配合該系統，用于客房的客人私密貴重物品專用保管、既方便又安全，它不同于客房授權(當然也是前臺登記授權)、除非客人本人、其他人包括酒店服務人員都無權打開。無論客房鎖，還是客房保險箱，品偉數碼還設置了開門者記錄的只讀特性、充分保證了產生爭議時的事后公正性。在這個意義上，指紋智能鎖的內涵和外延在聯網層面上得到了接軌現實市場的大量的技術發展和擴張。當然，所有這些都是以極高等級指紋防偽與指紋識別的高可靠為前提的，這里的下一段將會論及。作為特例，機械鎖的深度開發也具備了某種程度的智能特征，比如深圳長恩實業有限公司代理的以色列模帝樂公司的Mul-T-Lock無敵鎖就契合了市場需要給出了具備三合一功能（三把鑰匙遞次失效）、工程鎖功能（工程鑰匙個體鑰匙遞次失效）、以及組織鎖功能（一把鑰匙開多把不同的鎖）的機械鎖產品，它們畢竟也具有最簡單的即使是僅幾次的記憶功能。

    技術的發展從來都不是孤立的，一方面取決于技術自身、另一方面受驅于技術發展內在規律與現實世界中使用價值的互動。目前，就中國市場而言，智能鎖的客戶群絕大部分依然集中在組織用戶，比如酒店、機構、企業等等，還沒有走進家庭，也許就沒有理由走入家庭、原因并非價格，或許窄域定向鍵顯動態隨機互動式密碼模式智能鎖有這種可能 - 當然前提是被授權人需要記憶密碼且短時被授權人不會惡意間或轉手授權，然而密碼智能鎖總是無法記憶真實開鎖人的、因此其安全等級有時要大打折扣的。生物特征識別能夠綁定授權到開鎖人，而在生物特征識別技術中，指紋識別是最古老的、也是得到了長期實踐支持的最可靠的身份識別手段，尤其是活體指紋采集和指紋識別算法的兩大核心技術這幾年中得到了長足的提升 - 前者要解決有效采集指紋問題而后者要解決可靠識別尤其是形變狀態的可靠識別問題，在大量的應用實踐中嵌入核心技術的各類產品也得到了檢驗、基本上接近成熟。在活體指紋采集技術中的條狀半導體滑動式采集更是從抗靜電、無指紋殘留、耐用1000萬次、低功耗、以及成本和體積等諸多方面表現突出，在大多數應用中有望全面取代面狀按壓式半導體指紋采集芯片。最近的第四屆國際指紋識別算法大賽表明了品偉公司在核心技術的算法方面已經跨入了國際一流行列，而在核心技術的指紋采集方面公司在2~3年之前就已經前瞻性地開始了應用研發，這些突破使得公司能夠堅實地站在了產業鏈的上游，指紋鎖和指紋保險箱等嵌入式產品作為公司的示范性業務抑或自營業務也同時展開。在光學指紋采集方面，目前的活體檢測基本上還是處于溫度檢測、動作檢測之類的初級活體防偽層次，比如，使用表面脫模指紋制作的乳膠手套就可以冒充他人手指騙過光學指紋鎖、但是卻無法騙過大部分半導體指紋傳感器的活體指紋采集。不過，美國有一家公司在光學采集指紋方面與眾不同、它的多光譜成像穿透手指表皮和亞表皮，是目前最為接近半導體活體防偽能力的光學指紋采集技術，限于發展初期、還有其體積和成本等因素，它的主要應用場合仍然位于高級別機構、軍用、安檢等高端領域，而且以后能否解決體積和功耗問題依然還是一個變數。綜上所述，指紋鎖走進家庭理由充分，而條狀半導體活體滑動采集模式的指紋模塊應用于指紋鎖開發目前來看最為理想。品偉數碼繼今年一季度推出活體滑動采集模式的高性能指紋保險箱、又將在即將到來的五月份發布超強防偽活體滑動采集模式的超一流可靠的高性價比指紋鎖產品。除了假指防偽以外，品偉數碼還通過“內外有別”設計大大強化了鎖體的防撬和防非強力破壞型電子手段的盜開性能。

    鑒于技術產品與市場需求的多樣性，機械鎖、智能鎖各有其特點，迎合了不同的客戶的不同用途，現階段內看來它們還將長期共存下去。大眾意義上的智能鎖即電子鎖的技術發展已經非常成熟，而新概念下的智能鎖即指紋鎖則起飛期和規模擴張期可能很快到來并且迅速完成，我們拭目以待。