2020年7月，意法半导体（STMicroelectronics）宣布与Fingerprint Cards合作开发生物特征身份认证系统（Biometric System-on-Card; BSoC）平台。 ST提供了一款STM32通用微控制器和ST31微控制器，而后者则采用一颗以40奈米制程生产的Arm SecurCore SC000核心。意法半导体也将贡献旗下的STPay解决方案，利用JavaCard作业系统支援金融应用。

图一 : 生物特徵身份认证系统：为扩大内容触及度

将安全功能由PIN码移至指尖

这次的合作极具象征意义，根据ReportLinker一项研究预估，到了2026年全球非接触式生物特征身份认证技术市场将达到186亿美元规模。研究还指出，近来疫情爆发将推动相关技术的采用。消费者开始寻找可以保持实体距离的支付方式，也期望和可能遭到污染的硬体表面减少互动。因此，藉由非接触式卡片并利用生物特征身份认证技术进行安全支付越来越受欢迎，导入生物特征身份认证系统解决方案将有助于提升，甚至解除现有的非接触式支付金额上限。

可惜的是，随着生物特征身份认证成为主流，精确的相关资讯依旧难以取得。术语满天飞，相关话题谈了又谈，但主管人员仍苦于找不到准确数据。除此之外，生物识别支付卡背后的核心技术也逐渐导入其它形式的认证功能，例如员工证或身份证。因此无论是意见领袖或决策人员，都必须了解这些新兴技术在先天上所面临的技术挑战。

相对来说硬体构件比较简单明了，有指纹感测器、用来撷取感测器所捕捉影像的通用微控制器，以及安全元件。后者会在登入后储存指纹影像，并在交易于安全环境下进行之前进行比对。不过生物特征身份认证系统还必须克服好几项挑战才能成功。

生物特征身份认证系统：效率上的挑战

硬体需求

图二 : 生物特徵身份认证系统的运作流程

在卡片中加入生物特征身份认证功能是一项极具挑战的任务，因为制造商仍须达到既定的卡片厚度要求，以确保刷卡或插入卡片时，卡片能相容于现有读卡机。 ISO/IEC 7810标准规定所有金融卡和身份证厚度必须为0.76 mm。其他标准则定义了卡片可以弯曲、而不至于损伤连接器或组件的程度。然而只要符合这些严苛的条件，就代表生物识别金融卡业者能轻松地移植他们的解决方案。生物识别身份证、以指纹辨识的员工识别证等产品，都将变得更容易制造。

工程师们还必须解决这类卡片在功耗和采电方面的技术挑战。因此意法半导体采用了一种安全元件，能从非接触式读卡机采集电力并分配到整张卡片。这种系统之所以能够成功，是因为通用微控制器（STM32）和ST31的功耗够低，只需磁耦合过程中采得之电力即足以运转。生物特征身份认证系统的创新，在于它使用跟前一代非接触式金融卡相同的NFC技术，却能为指纹感测器、通用微控制器等更多元件供电。

储存与运算吞吐量

捕捉使用者的指纹，并在登入后储存相关模板，势必需要更多记忆体空间。因此，负责生物特征身份认证系统的工程师面临了强化硬体的需求。安全元件负责执行应用、保护生物特征模板等资讯的安全，还要执行运算法，将指纹比对模板以授权使用者。如此一来，就需要更多储存空间以供模板和比对运算法之用。同样地，通用微控制器从感测器撷取指纹，再将结果传送到安全元件，都需要高运算效能和低耗电。

生物特征身份认证系统：安全与使用者体验的挑战

使用简便

使用者面临的挑战之一，就是登入的程序缺乏标准化，必须在整体安全性、效能与使用便利性之间有所取舍。各家实作单位开始研究不同的登入机制，使用卡套、行动装置，或在卡片选配了LED的读卡机以及登入支援功能。捕捉的速度也要够快，符合错误接受率（False Acceptance Rate; FAR）和错误拒绝率（False Recognition Rate; FRR）等规范生物识别互动之生物识别标准的规定。错误的接受会形成重大安全漏洞，让整个系统无法令人信任。另一方面，错误的拒绝则会造成终端使用者难以接受的摩擦。因此，打造相关系统的团队必须在准确度和效能之间找到平衡点。

安全性

生物识别身份认证系统有别于现有的解决方案，它能提供更佳的生物识别处理功能，为感测器影像、模板等资产提供更多保护。因此生物识别卡片这种系统，其安全性远胜于PIN码授权或基本的非接触式解决方案，能提供更稳健的安全及隐私防护。然正如本文所述，生物特征身份认证系统在设计上仍有许多挑战。因此只要采用意法半导体和Fingerprint Cards的解决方案，团队就能避开这样的复杂问题，确保终端使用者对生物特征身份认证系统的信任。STPay平台也保证能加速处理速度，对成功的使用体验来说十分重要。