ISOIEC 39794-22023 信息技术可扩展生物特征数据交换格式第2部分手指细节数据标准立项发展报告

信息技术可扩展生物特征数据交换格式第2部分：手指细节数据标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Informationtechnology—Extensiblebiometricdatainterchangeformats—Part2:Fingerminutiaedata摘要随着全球数字化转型的深入推进，生物特征识别技术在公共安全、边境管控、金融支付、移动终端认证等领域的应用日趋广泛，跨系统、跨平台、跨地域的生物特征数据交换需求持续增长。手指细节（FingerMinutiae）数据作为指纹识别技术的核心特征表达方式，其数据格式的标准化程度直接关系到识别系统的互操作性与数据安全性。在此背景下，国际标准化组织（ISO）与国际电工委员会（IEC）联合发布ISO/IEC39794-2:2023《信息技术可扩展生物特征数据交换格式第2部分：手指细节数据》标准，对手指细节数据的可扩展编码格式、数据字段定义、安全机制及注册程序做出了系统性规范。本报告从该标准的立项背景、技术内容、与既有标准体系的关联、国际应用现状及未来演进方向等维度展开深入分析，旨在为我国生物特征识别标准化工作提供参考借鉴，并为相关行业从业者提供技术指引。关键词：生物特征识别；手指细节数据；可扩展数据交换格式；ISO/IEC39794；标准化；互操作性；数据安全KeywordsBiometricrecognition;Fingerminutiaedata;Extensibledatainterchangeformats;ISO/IEC39794;Standardization;Interoperability;Datasecurity一、引言1.1研究背景生物特征识别技术利用人体固有的生理特征或行为特征进行身份认证，具有不可复制、难以伪造、便捷高效等显著优势。在众多生物特征模态中，指纹识别因其唯一性高、采集成本低、用户接受度强而成为应用最为广泛的识别技术之一。手指细节（FingerMinutiae）是指指纹脊线的端点、分叉点等局部特征点，这些特征点的类型、坐标、方向及其相互关系构成了指纹比对的核心依据。与原始指纹图像相比，细节数据具有数据量小、隐私泄露风险较低、比对效率高等优点，因而被广泛应用于大规膜指纹识别系统。然而，长期以来，不同厂商的指纹识别系统各自采用私有数据格式，导致跨系统指纹数据交换困难重重。为此，国际标准化组织于2005年前后发布了ISO/IEC19794-2系列标准，首次对手指细节数据交换格式进行了统一规范。随着应用场景的不断扩展和技术需求的持续升级，2019年ISO/IECJTC1/SC37（生物特征识别分技术委员会）启动了新一代可扩展生物特征数据交换格式标准——ISO/IEC39794系列标准的制定工作，旨在解决原有标准在可扩展性、安全性和灵活性方面存在的不足。1.2国际标准化背景ISO/IEC39794系列标准是ISO/IECJTC1/SC37制定的新一代生物特征数据交换格式标准体系，其核心设计理念是"可扩展性"（Extensibility）。与ISO/IEC19794系列相比，ISO/IEC39794系列采用基于标签（Tag-Based）的编码方式，允许在标准框架内灵活添加自定义扩展字段，从而兼顾标准统一性与技术演进灵活性。ISO/IEC39794-2:2023是该系列标准的第2部分，专门针对手指细节数据进行规范。该标准于2023年9月21日正式发布，取代了此前基于ISO/IEC39794-2:2019的版本，成为当前手指细节数据交换的最新技术依据。二、标准概述2.1标准基本信息|项目|内容||------|------||标准编号|ISO/IEC39794-2:2023||标准名称|信息技术可扩展生物特征数据交换格式第2部分：手指细节数据||英文名称|Informationtechnology—Extensiblebiometricdatainterchangeformats—Part2:Fingerminutiaedata||标准状态|现行||发布机构|国际标准化组织（ISO）/国际电工委员会（IEC）||分类号|识别卡和有关装置||发布日期|2023年9月21日||发布年份|2023年||国别|国际组织||语言|英语|2.2标准定位ISO/IEC39794-2:2023属于ISO/IEC39794系列标准的组成部分，该系列标准的总体框架如下：-ISO/IEC39794-1：框架与通用要素-ISO/IEC39794-2：手指细节数据-ISO/IEC39794-4：指纹图像数据-ISO/IEC39794-5：人脸图像数据-ISO/IEC39794-6：虹膜图像数据-ISO/IEC39794-9：血管图像数据本标准聚焦于手指细节数据的编码格式、数据字段、安全属性和注册机制，旨在实现不同厂商、不同系统之间手指细节数据的高效、安全交换。三、标准技术内容3.1可扩展编码机制ISO/IEC39794-2:2023采用基于标签的二进制编码方式（TaggedBinaryEncoding）。每个数据块包含标签（Tag）、长度（Length）和值（Value）三个基本要素，即TLV三元组结构。这种编码方式允许解码器跳过未知的数据块，从而实现向前兼容和版本演进。具体而言，标准的编码结构分为以下几个层次：-通用头部（GeneralHeader）：包含格式标识符、版本号、数据长度等基本元信息；-生物特征数据块（BiometricDataBlock）：包含手指细节数据的核心信息；-可选扩展块（ExtendedDataBlocks）：允许添加特定应用或特定厂商的私有扩展数据。标准严格规定了各数据块的标签值分配规则，预留了充足的自定义扩展空间，同时确保标准定义的标签具有全球唯一性。3.2手指细节数据字段定义标准对手指细节数据的数据结构进行了精确定义，主要数据字段包括：-手指位置与类型：标识被采集手指的编号（如左手拇指、右手食指等）及采集方式（如滚动捺印、平面捺印等）；-细节点数据：每个细节点的核心属性，包括：-细节点的类型（脊线端点、分叉点等）；-细节点的X、Y坐标（归一化分辨率下）；-细节点的方向角（相对于水平方向的角度）；-核心点与三角点：指纹的中心点和三角点的位置及方向信息，用于指纹对齐和比对；-采集设备信息：采集设备的生产厂商、型号、传感器类型等元数据；-图像质量信息：采集图像的质量评分及质量评估方法。3.3安全增强机制鉴于生物特征数据的敏感性和不可撤销性，ISO/IEC39794-2:2023特别强化了数据安全保护机制。标准支持以下安全功能：-数据加密：支持对细节数据块进行整体加密或部分字段加密，加密算法和密钥管理方式在通用头部中予以标识；-数字签名：支持对数据块的数字签名，以验证数据来源的合法性和完整性；-安全数据块：定义了专门的安全数据块结构，用于承载加密参数、数字证书、签名值等安全要素。这些安全机制的设计充分考虑了GB/T37036.1-2018《信息技术移动设备生物特征识别第1部分：通用要求》等国家标准的技术理念，为生物特征数据的全生命周期安全提供了有力保障。3.4一致性测试要求标准在附录中详细规定了一致性测试的方法和判定准则，涵盖以下方面：-编码器一致性：验证编码工具生成的数据流是否符合标准的语法和语义规则；-解码器一致性：验证解码工具能否正确解析标准定义的所有数据类型；-扩展块处理：验证解码器能否正确跳过未识别的扩展块而不产生错误。四、与其他标准的关系4.1与ISO/IEC19794-2的关系ISO/IEC19794-2:2005是手指细节数据交换格式的首个国际标准版本，在过去的十余年间被广泛应用于全球指纹识别系统中。ISO/IEC39794-2:2023在设计上充分继承和兼容了ISO/IEC19794-2的数据内容要素，但在编码方式上进行了根本性创新：|对比维度|ISO/IEC19794-2|ISO/IEC39794-2:2023||----------|-----------------|---------------------||编码方式|固定字段顺序编码|基于标签的可扩展编码||数据扩展|需修改标准或使用保留字段|灵活的标签扩展机制||数据安全|缺少内建安全机制|内建加密与签名机制||版本演进|版本升级不兼容|向前兼容的版本设计||隐私保护|有限支持|支持选择性字段加密|4.2与国内标准的关系我国生物特征识别标准化工作由全国信息技术标准化技术委员会（TC28）归口管理。在手指细节数据领域，我国已发布以下标准：-GB/T33841.2-2017《信息技术可扩展生物特征数据交换格式第2部分：手指细节数据》；-GB/T37036.2-2019《信息技术移动设备生物特征识别第2部分：指纹》。上述国内标准在制定过程中充分参考了ISO/IEC39794系列国际标准的技术框架。ISO/IEC39794-2:2023的发布实施，对我国手指细节数据相关标准的修订和技术升级具有重要的参考意义。我国正在推进的GB/T33841.2修订工作，已将ISO/IEC39794-2:2023的技术内容纳入同步转化范围，这将进一步促进国内生物特征识别系统与国际主流技术路线的对接，推动国内标准体系的持续完善和国际化水平的稳步提升。4.3与生物特征识别标准体系的关系ISO/IEC39794-2:2023是国际生物特征识别标准化体系的重要组成部分。该体系还包括：-生物特征识别性能测试与报告（ISO/IEC19795系列）；-生物特征识别接口（ISO/IEC30107系列，主要涉及呈现攻击检测）；-生物特征样本质量（ISO/IEC29794系列）；-跨境生物特征数据交换（ISO/IEC23220系列，主要涉及移动设备中的生物特征识别构件）。ISO/IEC39794-2:2023与上述系列标准之间既相互独立又互为支撑，共同构成了覆盖生物特征数据采集、编码、交换、测试、安全等全链条的标准化体系。五、主要参与制修订单位介绍5.1技术归口组织ISO/IEC39794-2:2023由ISO/IECJTC1/SC37（生物特征识别分技术委员会）负责制定。SC37成立于2002年，是国际生物特征识别标准化的核心技术组织，下设多个工作组（WG），其中WG3负责生物特征数据交换格式的标准化工作。SC37的成员包括各国家成员体（NationalBodies）、联络组织（LiaisonOrganizations）和内部注册机构（RegistrationAuthority）。在ISO/IEC39794-2:2023的编制过程中，来自美国、英国、德国、日本、中国、韩国等国的标准化专家积极参与，保证了标准的国际代表性和技术先进性。5.2中国主要参与单位在ISO/IEC39794-2:2023的制定过程中，中国的标准化机构和技术专家发挥了重要作用。中国电子技术标准化研究院（CESI）作为全国信息技术标准化技术委员会的秘书处单位，组织国内相关企事业单位深度参与了该标准的国际讨论和意见反馈工作。中国电子技术标准化研究院（ChinaElectronicsStandardizationInstitute，简称CESI）成立于1963年，是工业和信息化部直属的事业单位，也是全国信息技术标准化技术委员会（TC28）的秘书处单位。该院长期从事信息技术领域的标准化研究、标准制定、试验验证和合格评定工作，在生物特征识别标准化领域具有深厚的技术积累和国际影响力。在ISO/IEC39794-2:2023的编制过程中，CESI主要承担了以下工作：1.国际标准跟踪与意见反馈：组织国内专家对标准草案进行技术审议，汇总形成中国意见并提交至SC37国际会议，对标准的细节数据字段定义和编码结构等提出多项技术建议；2.国内对口技术支撑：依托全国信标委生物特征识别标准工作组，建立了国际标准与国内标准的联动工作机制，同步开展GB/T33841.2的修订预研；3.试验验证平台建设：搭建了符合ISO/IEC39794-2要求的生物特征数据编码解码一致性测试平台，为国内企业提供技术验证服务；4.标准化生态培育：通过举办标准宣贯会、技术培训班等形式，推动国内生物特征识别企业及时了解和采用最新的国际标准。CESI联合国内多家生物特征识别领域优势企业（如中科虹霸、眼神科技、旷视科技等）和科研院所，形成了产学研用协同的标准化工作格局，为我国在生物特征识别国际标准化领域持续贡献中国智慧和中国方案。六、标准应用与实践6.1国际应用现状ISO/IEC39794-2:2023在发布后迅速获得国际社会的广泛认可和采纳。目前，该标准的应用场景主要包括：-电子护照与边境管控：国际民航组织（ICAO）在电子机读旅行证件（eMRTD）中采用生物特征数据交换格式标准，ISO/IEC39794系列已成为下一代ICAO标准的重要技术基础；-国家身份识别系统：多个国家的新一代国民身份证系统采用ISO/IEC39794-2作为指纹数据交换格式标准；-警务与司法鉴定：国际刑警组织（INTERPOL）的自动指纹识别系统（AFIS）正在推进向ISO/IEC39794-2格式的迁移；-金融与支付安全：在移动支付、银行远程开户等场景中，手指细节数据的安全交换需求持续上升；-民用设备互操作：随着FIDO联盟等产业组织推进生物特征认证标准化，ISO/IEC39794-2在民用设备中的应用也在不断扩大。6.2标准价值与优势ISO/IEC39794-2:2023的发布实施，带来了以下显著的标准化效益：1.提升系统互操作性：可扩展编码机制使不同厂商系统间的手指细节数据交换更加顺畅，有助于打破技术壁垒和市场分割；2.增强数据安全性：内建的数据加密和签名机制为生物特征数据的传输和存储提供了标准化安全保护手段；3.降低集成成本：统一的数据格式减少了系统集成时数据转换和适配的工作量，有效降低了时间和经济成本；4.促进技术创新：灵活的扩展机制允许厂商在合规前提下添加私有扩展，为技术创新保留了充分空间；5.助力大规模部署：在国家级身份识别、边境管控等大规膜应用场景中，标准化数据格式是实现系统规模化部署的技术前提。七、结论与展望7.1结论ISO/IEC39794-2:2023《信