基于生物特征认证的移动支付专利技术综述

基于生物特征认证的移动支付专利技术综述

马永斌

国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心

摘要：随着互联网购物高速发展和智能手机的全面普及，移动支付已成为当下流行的支付模式，而这种便捷的支付方式是以牺牲支付安全性为代价的。基于生物特征的认证技术是利用人体固有的生理特性和行为特征来进行个人身份的鉴定，其为移动支付的安全认证提供了有力保障。本文对基于生物认证的移动支付认证全球专利申请概况、专利分布和重要申请人的专利布局进行分析，指明了该领域的研究热点、重点和技术空白点，对技术发展和专利布局具有重要的实践和指导意义。

关键词：生物认证；移动支付；专利技术；研究分析

一、概述

1.1移动支付技术简介

近年来生物特征识别不断应用于移动支付业务领域。移动支付是指用户使用移动终端(通常是手机)对其所消费的商品或服务进行支付的方式。移动支付主要分为近场支付和远程支付两种，其中近场支付是指用手机刷卡的方式支付；远程支付是指通过发送支付指令(如网银、电话银行、手机支付等)或借助支付工具进行的支付方式。移动支付使用方法主要有：短信支付、NFC支付、扫码支付、指纹支付、声波支付等

1.2生物认证技术概述

近年来，受诸多因素影响，生物识别认证技术的应用日益广泛。随着技术的发展，生物识别解决方案的准确性不断提升，成本逐步下降，这一趋势有力地推动了生物识别技术的应用。不仅如此，消费者和企业对于安全便捷的身份认证方式的迫切需求，以及全球手机数量的迅猛增长，在此也发挥了重要的推动作用。图1.1示出了基于指纹识别实现移动支付的实例，由于微信和支付宝等扫描支付方式的到来，越来越多的生物认证方式应用在移动终端上，不仅方便了人们的生活，也真正的创造了一个“无现金”社会。

图1.1生物认证移动支付示例

二、生物认证支付专利申请情况

2.1专利申请量分析

为了获得基于生物认证的移动支付相关技术的专利申请情况，本文使用国家知识产权局专利检索S系统，在CNABS（中文摘要数据库）、CNTXT（中文摘要数据库）、SIPOABS（英文摘要数据库）中选择相关的关键词（如生物特征、人脸识别、指纹识别、虹膜识别、手机、移动、支付、终端、设备、biometrics、mobile device、payment、fingerprint 、face、iris 、recognition），然后在数据库中统计分析的专利申请样本，检索的截止日期为2019年5月20日。由于未申请提前公开的发明专利申请通常在申请日之后18个月才公开，由此将导致部分的专利申请由于未公开而不在本次文献采集之列，接下来主要以关键词和分类号检索获得的4000多篇专利申请为基础对专利申请进行分析。

图2.1国内外专利申请量年度分布情况

图2.1示出了基于生物认证的移动支付的专利申请趋势状况，从该图中可以看出，2010年之前生物认证在支付领域的研究很少；在2011—2014年，随着移动支付方式的兴起，各大公司开始探索在移动支付中使用生物特征进行身份认证以确保支付的安全性；2015年至今，移动支付的发展势头迅猛不可挡，面对移动支付的兴起与密码安全问题之间日益尖锐的矛盾，生物识别支付也开始大规模普及、呈现飞速发展之势。图2.2给出了国内外专利申请量的对比图，由该图可知，基于生物认证的专利申请量在2014年开始起步，一直呈飞速发展的态势，出现这种现象的主要原因是2014年在中国申请中资源管理类专利出现爆发，值得关注。从2013年开始，热点技术大量布局专利，并且相关专利申请量专利布局增加，值得研发借鉴和预警风险防范。热点专利主要布局在中国、美国，布局热点专利技术的公司主要是OPPO、LG电子、三星、万事达卡、苹果、中国银联、VISA（维萨）、PAYPAL（美国PAYPAL公司）等公司。而在2018年申请量有所减少，而在2019年数据趋近于零，是由于当前申请量并未公开的缘故，并未落在统计范围内。

图2.2国内外专利申请量年度分布情况

2.2 各个国家/地区/组织专利申请分析

由图2可以看出，中国、美国、世界知识产权组织（WIPO）、韩国和印度关于生物识别支付的申请量位居前五，中国和美国的专利申请量占了总申请量的70%左右。其中，中国是专利申请量最多的国家，占申请总量的39%；其次是美国，占申请总量的34%；再次是向WIPO提出的PCT申请，占申请总量的14%；其后是向韩国、印度和欧洲专利局提交的申请，分别是8%、3%和2%。由此可见，中国和美国在生物识别支付领域投入的研究最多，而印度关于生物认证的移动支付专利申请量居然超过了欧洲专利局，这与2017 年初印度提出将全面推行全民生物识别支付的计划有关，印度计划 3 年内完全消除借记卡、贷记卡和自动柜员机的应用，实现“每个人都是行走的 ATM”。

图2.3 全球专利申请地域分布情况

2.3重要申请人排名

图2.4展示了全球范围内在基于生物认证的移动支付领域专利申请量前十位的申请人，其中我国申请人占据半壁江山，其次是韩国和美国。从专利申请量排名前10位企业来看，中国企业有4个席位，美国、韩国企业分别占据3个席位。中国顺应全球化需求，从国家层面及地方层面均出台响应政策，积极建设研究创新基地，在移动支付上取得很大成就。

由于生物识别支付是一个产业链，需要硬件厂商、技术服务商、合作商户、终端用户的配合，其涉及的企业类型也有差别。排在第四位的万事达（MasterCard）是全球第二大信用卡国际组织，而排名第八位的VISA则是全球最大的信用卡国际组织，排在第7位的中国银联则是中国的银行卡联合组织，三者侧重点在支付服务。另外，OPPO、苹果、LG、三星电子、维沃移动通信等智能手机终端制造厂商重点研究的是支付过程中智能终端层面的生物识别。随着微信和支付宝等移动支付手段的广泛应用，所以支付安全越来越受到人们的重视，手机厂商开始在该领域开展研发并着手进行专利布局，因此，中国的手机厂商在生物认证支付的申请量上占了很大比重。

图2.4主要申请人申请量排序

2.4 各技术分支申请分析

生物特征识别技术得到广泛研究和应用，成为安全认证的首选方式。从图2.5中可以看出，涉及指纹识别的申请量最多，其占申请总量的39%，指纹识别技术已经相当成熟，其应用在移动支付上的技术障碍最小，可靠性也较高。

其次是语音识别，占申请总量的23%。随着Siri、微信等语音交互产品推出以及声纹识别技术的发展，越来越多的用户对语音识别产生了浓厚的兴趣，相关产品一经推出便在市场上备受关注。再次是人脸识别，占申请总量的16%。人脸识别不同于指纹识别，人脸不会泄露痕迹，并且现阶段能够对人脸进行三维立体检测，更方便和安全，因此人脸识别支付认证方式未来应该成为主流的支付验证方式。最后是虹膜识别、静脉，生理信号的等生物认证方式。众所周知，智能终端对生物识别技术的准确性和安全性要求很高，在智能终端上增加新的识别功能，不仅需要新增硬件，而且算法静度要求也高，因而虹膜、静脉、生理信号、识别在移动终端上的应用还不是很广泛。

图2.5各种生物特征识别分布情况

三、专利技术分析

从全球及中国角度，按照申请人关注点逐渐从最初的单一生物特征识别到生物特征与传统身份认证相合，以及多个生物特征融合认证发展趋势对申请人的关键技术进行分析，有利于找到未来技术发展的趋势。

3.1国内申请人技术分析

3.1.1 万事达卡技术分析

在万事达专利申请中，S2015206136A1（以下专利皆是公开号）、AU2016257858A1 是在移动终端本地将捕获的指纹信息与授权的指纹信息进行比较以验证用户在验证通过时，与后台服务器交互完成支付，US2015066651A1、WO2017027680A1是在服务器端将扫描数据与支付卡账户相关联的生物数据进行比较，实现对持卡人进行身份验证，US2017337558A1通过认证语音消息以将支付凭证电子传输到销售点设备。

3.1.2 苹果技术分析

苹果的Touch ID指纹识别技术在市场上占据重要地位，苹果移动凭借其强大的生态链占据丰富的支付资源。因此，在其专利申请中，指纹识别支付占比较大。苹果公司申请的WO2016123309A1、US2017004482A1、AU2017100070A1是在移动交易中，使用指纹识别或视网膜检测或语音验证确认付款并认证用户。

3.1.3 OPPO移动通信技术分析

OPPO移动通信技术有限公司是国内申请人中在该领域申请量最多的公司。其中， CN106326705A是利用人体心电信号的差异性进行身份确认，增加了授权支付的安全性。CN107147629A是通过接收移动终端反馈的短信验证码和用户的生物特征标识信息，根据所述生物特征标识信息计算生成目标短信验证码，以基于所述目标短信验证码对所述移动终端反馈的短信验证码进行验证。

四、总结

通过对基于生物认证的移动支付现状及全球专利和中国专利的分析显示，在市场竞争方面，国外技术研发力量强，掌握核心技术多。相比之下，国内技术研发开始较晚，专利申请主要在国内进行，向国外申请较少。由于国内企业起步较晚，在基于单一生物特征识别支付上加强研究之外，还需要进一步在用户体验和支付安全性方面寻求突破，使生物特征与传统身份认证相结合，虽多个生物特征融合认证有专利布局，但还缺乏实践。因此，研发真正安全高效的认证方式是今后的发展趋势，国内企业应加强生物支付安全级别的研究，提前进行专利布局，保证市场竞争力。

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