也谈智能锁的技术发展趋势 -- 兼论指纹锁技术创新和产业创新

上海品伟数码科技有限公司 技术总监 杨前邦 博士

 

    锁是一个古老的话题、也是一个永恒的话题，从早期的机械锁、到现代的电子锁和智能锁、再到近些年来发展势头强劲的以指纹识别为代表的新生智能锁即指纹锁，科学技术的发展及其产业化渗透也触发了锁业的革命，从安全、方便、与管理等方面给用户带来了高品质的生活、工作、以及娱乐等等的美妙的体验和享受。实事求是地说，指纹锁的发展还仍然处于初级阶段，但是可以预见的是，其加速度规模扩张这几年中一定会出现，根据在于核心技术进步到已经或几乎全都突破了使用门槛、大规模产业化要素渐趋成熟。这对于古老而又常青的发展缓慢的锁业企业是一次难得的快速成长机遇，在目前来看仍属高端的细分市场的智能锁业开辟一片新的业务领空。

    谈到锁，就要谈到钥匙、谈到安全性加方便性和防身份盗用。锁的第一要素是防开与防撬性能、钥匙的第一要素是防盗性能。所谓防盗，指的是密级和防伪。钥匙的种类在电子锁和智能锁出来以后变得形形色色，有有形的、也有无形的(比如密码)，有静态的、也有动态的(比如滚码遥控或指纹特征模板)，还有身外的、也有身内(比如人体生物特征(植入芯片严格意义上不归此类))的划分等等，名目繁多。所有这些的首要目的还是在于加强防盗和防伪性能，其次在于增加使用方便与管理需求等附加功能，所以，智能锁的技术发展在需求层面来讲，也将着眼于这些来导引技术研发。

    智能锁的定义和界定，在技术和功能层面是它的所谓"智能"特征，包括识别、记忆、学习等方方面面。以大众概念意义下的智能锁即各类接触/非接触/遥控的钥/卡/扣码锁、以及密码键锁为例，均可以提供开锁记忆和查询来方便管理和安全的需要，再加上这类"钥匙"的神秘高品位和较高密级防伪特征，这也就是为什么酒店等使用者具有较大流动性的公众服务业普遍使用智能锁的重要原因。而以指纹锁为例，如果撇开隐私因素、特殊手指指纹技术因素、以及成本因素，指纹锁更加有望广泛应用于这类服务业，就是因为它比我们所谓的大众意义上的智能锁还要智能（识别记忆学习无一不精）、还要安全、而且尤其方便客人与酒店管理且降低了营运成本 - 钥匙不用了，再者，若从公共安全联防的角度考虑则更有优势，比如，网上追逃与治安防控等等。上海品伟数码科技有限公司独家推出的前台注册客房比对酒店服务业指纹锁系统充分考量了市场需求，通过产品高起点规划和技术上的精心设计，真正以高识别性能突破用户体验门槛和多功能集成给出了充分满足实用的经济型指纹产品。该系统中的一个突出特点就是被授权人的不可转移之刚性绑定，提高了客人客房安全等级、也提供了客房具体开门者记录保存与查询。虽然此种授权刚性也带来了授权转借的偶尔不便 - 但是须知授权转借本身就是一个不安全因素，总之瑕不掩瑜、利远大于弊。品伟数码同时推出的可联网指纹保险箱也可配合该系统，用于客房的客人私密贵重物品专用保管、既方便又安全，它不同于客房授权(当然也是前台登记授权)、除非客人本人、其他人包括酒店服务人员都无权打开。无论客房锁，还是客房保险箱，品伟数码还设置了开门者记录的只读特性、充分保证了产生争议时的事后公正性。在这个意义上，指纹智能锁的内涵和外延在联网层面上得到了接轨现实市场的大量的技术发展和扩张。当然，所有这些都是以极高等级指纹防伪与指纹识别的高可靠为前提的，这里的下一段将会论及。作为特例，机械锁的深度开发也具备了某种程度的智能特征，比如深圳长恩实业有限公司代理的以色列模帝乐公司的Mul-T-Lock无敌锁就契合了市场需要给出了具备三合一功能（三把钥匙递次失效）、工程锁功能（工程钥匙个体钥匙递次失效）、以及组织锁功能（一把钥匙开多把不同的锁）的机械锁产品，它们毕竟也具有最简单的即使是仅几次的记忆功能。

    技术的发展从来都不是孤立的，一方面取决于技术自身、另一方面受驱于技术发展内在规律与现实世界中使用价值的互动。目前，就中国市场而言，智能锁的客户群绝大部分依然集中在组织用户，比如酒店、机构、企业等等，还没有走进家庭，也许就没有理由走入家庭、原因并非价格，或许窄域定向键显动态随机互动式密码模式智能锁有这种可能 - 当然前提是被授权人需要记忆密码且短时被授权人不会恶意间或转手授权，然而密码智能锁总是无法记忆真实开锁人的、因此其安全等级有时要大打折扣的。生物特征识别能够绑定授权到开锁人，而在生物特征识别技术中，指纹识别是最古老的、也是得到了长期实践支持的最可靠的身份识别手段，尤其是活体指纹采集和指纹识别算法的两大核心技术这几年中得到了长足的提升 - 前者要解决有效采集指纹问题而后者要解决可靠识别尤其是形变状态的可靠识别问题，在大量的应用实践中嵌入核心技术的各类产品也得到了检验、基本上接近成熟。在活体指纹采集技术中的条状半导体滑动式采集更是从抗静电、无指纹残留、耐用1000万次、低功耗、以及成本和体积等诸多方面表现突出，在大多数应用中有望全面取代面状按压式半导体指纹采集芯片。最近的第四届国际指纹识别算法大赛表明了品伟公司在核心技术的算法方面已经跨入了国际一流行列，而在核心技术的指纹采集方面公司在2~3年之前就已经前瞻性地开始了应用研发，这些突破使得公司能够坚实地站在了产业链的上游，指纹锁和指纹保险箱等嵌入式产品作为公司的示范性业务抑或自营业务也同时展开。在光学指纹采集方面，目前的活体检测基本上还是处于温度检测、动作检测之类的初级活体防伪层次，比如，使用表面脱模指纹制作的乳胶手套就可以冒充他人手指骗过光学指纹锁、但是却无法骗过大部分半导体指纹传感器的活体指纹采集。不过，美国有一家公司在光学采集指纹方面与众不同、它的多光谱成像穿透手指表皮和亚表皮，是目前最为接近半导体活体防伪能力的光学指纹采集技术，限于发展初期、还有其体积和成本等因素，它的主要应用场合仍然位于高级别机构、军用、安检等高端领域，而且以后能否解决体积和功耗问题依然还是一个变数。综上所述，指纹锁走进家庭理由充分，而条状半导体活体滑动采集模式的指纹模块应用于指纹锁开发目前来看最为理想。品伟数码继今年一季度推出活体滑动采集模式的高性能指纹保险箱、又将在即将到来的五月份发布超强防伪活体滑动采集模式的超一流可靠的高性价比指纹锁产品。除了假指防伪以外，品伟数码还通过“内外有别”设计大大强化了锁体的防撬和防非强力破坏型电子手段的盗开性能。

    鉴于技术产品与市场需求的多样性，机械锁、智能锁各有其特点，迎合了不同的客户的不同用途，现阶段内看来它们还将长期共存下去。大众意义上的智能锁即电子锁的技术发展已经非常成熟，而新概念下的智能锁即指纹锁则起飞期和规模扩张期可能很快到来并且迅速完成，我们拭目以待。