Методы идентификации, системы идентификации. Биометрические технологии

Биометрические технологии

       Основаны на биометрии, измерении уникальных характеристик отдельно взятого человека. Это могут быть как уникальные признаки, полученные им с рождения, например: ДНК, отпечатки пальцев, радужная оболочка глаза; так и характеристики, приобретённые со временем или же способные меняться с возрастом или внешним воздействием, например: почерк, голос или походка.

Принцип работы

       Все биометрические системы работают практически по одинаковой схеме. Во-первых, система запоминает образец биометрической характеристики (это и называется процессом записи). Во время записи некоторые биометрические системы могут попросить сделать несколько образцов для того, чтобы составить наиболее точное изображение биометрической характеристики. Затем полученная информация обрабатывается и преобразовывается в математический код. Кроме того, система может попросить произвести ещё некоторые действия для того, чтобы «приписать» биометрический образец к определённому человеку. Например, персональный идентификационный номер (PIN) прикрепляется к определённому образцу, либо смарт-карта, содержащая образец, вставляется в считывающее устройство. В таком случае, снова делается образец биометрической характеристики и сравнивается с представленным образцом. Идентификация по любой биометрической системе проходит четыре стадии:

• Запись – физический или поведенческий образец запоминается системой;
• Выделение – уникальная информация выносится из образца и составляется биометрический образец;
• Сравнение – сохраненный образец сравнивается с представленным;
• Совпадение/несовпадение - система решает, совпадают ли биометрические образцы, и выносит решение.

       Подавляющее большинство людей считают, что в памяти компьютера хранится образец отпечатка пальца, голоса человека или картинка радужной оболочки его глаза. Но на самом деле в большинстве современных систем это не так. В специальной базе данных хранится цифровой код длиной до 1000 бит, который ассоциируется с конкретным человеком, имеющим право доступа. Сканер или любое другое устройство, используемое в системе, считывает определённый биологический параметр человека. Далее он обрабатывает полученное изображение или звук, преобразовывая их в цифровой код. Именно этот ключ и сравнивается с содержимым специальной базы данных для идентификации личности.

Статические методы идентификации

По отпечатку пальца

    В основе этого метода лежит уникальность для каждого человека рисунка паппилярных узоров на пальцах. Отпечаток, полученный с помощью специального сканера, преобразуется в цифровой код (свертку), и сравнивается с ранее введенным эталоном. Данная технология является самой распространенной по сравнению с другими методами биометрической аутентификации.

По форме ладони 

        Данный метод построен на геометрии кисти руки. С помощью специального устройства, состоящего из камеры и нескольких подсвечивающих диодов, которые, включаясь по очереди, дают разные проекции ладони, строится трехмерный образ кисти руки, по которому формируется свертка и идентифицируется человек.

По расположению вен на лицевой стороне ладони

        С помощь инфракрасной камеры считывается рисунок вен на лицевой стороне ладони или кисти руки. Полученная картинка обрабатывается и по схеме расположения вен формируется цифровая свертка.

По сетчатке глаза

        Точнее это способ называется идентификация по рисунку кровеносных сосудов глазного дна. Для того чтобы этот рисунок стал виден, нужно посмотреть на удаленную световую точку, глазное дно подсвечивается и сканируется специальной камерой.

По радужной оболочке глаза

       Рисунок радужной оболочки глаза также является уникальной характеристикой человека. Для ее сканирования существуют специальные портативные камеры со специализированным программным обеспечением. Опознавание происходит следующим образом. Камера захватывает изображение части лица, из которого выделяется изображение глаза. Из изображения глаза выделяется рисунок радужной оболочки, по которому, строится цифровой код для идентификации человека.

По форме лица

       В данном методе идентификации строится трехмерный образ лица человека. На лице выделяются контуры бровей, глаз, носа, губ и т.д., вычисляется расстояние между ними и строится не просто образ, а еще множество его вариантов на случаи поворота лица, наклона, изменения выражения. Количество образов варьируется в зависимости от целей использования данного способа (для аутентификации, верификации, удаленного поиска на больших территориях и т.д.).

По термограмме лица

      В основе данного способа идентификации лежит уникальность распределения на лице артерий, снабжающих кровью кожу, которые выделяют тепло. Для получения термограммы, используются специальные камеры инфракрасного диапазона. В отличие от идентификации по форме лица, этот метод позволяет различать близнецов.

По ДНК

      Преимущества данного способы очевидны. Однако, существующие в настоящее время методы получения и обработки ДНК, занимают так много времени, что могут использоваться только для специализированных экспертиз.

Другие методы статической идентификации

      Существуют и другие методы идентификации по биометрическим характеристикам человек. Здесь описаны только самые распространенные из них. Например, есть такие уникальные способы, как идентификация по подногтевому слою кожи, по объему указанных для сканирования пальцев, форме уха, запаху тела и т.д.

Динамические методы

       Динамические методы биометрической аутентификации основываются на поведенческой (динамической) характеристике человека, то есть построенны на особенностях, характерных для подсознательных движений в процессе воспроизведения какого-либо действия.

По рукописному почерку

        Как правило, для этого вида идентификации человека используется его роспись (иногда написание кодового слова). Цифровой код идентификации формируется, в зависимости от необходимой степени защиты и наличия оборудования (графический планшет, экран карманного компьютера Palm и т.д.), двух типов:

• По самой росписи (для идентификации используется просто степень совпадения двух картинок);
• По росписи и динамическим характеристикам написания (для идентификации строится свертка, в которую входит информация по росписи, временным характеристикам нанесения росписи и статистическим характеристикам динамики нажима на поверхность).

По клавиатурному почерку

        Метод в целом аналогичен описанному выше, но вместо росписи используется некое кодовое слово (когда для этого используется личный пароль пользователя, такую аутентификацию называют двухфакторной) и не нужно никакого специального оборудования, кроме стандартной клавиатуры. Основной характеристикой, по которой строится свертка для идентификации, является динамика набора кодового слова.

По голосу

       Это одна из старейших биометрических технологий. В настоящее время ее развитие активизировалось, ей прочится большое будущее и широкое использование в построении «интеллектуальных зданий». Существует достаточно много способов построения кода идентификации по голосу, как правило, это различные сочетания частотных и статистических характеристик голоса.

Другие методы динамической идентификации

        Для данной группы методов также описаны только самые распространенные методы, существуют еще такие уникальные способы – как идентификация по движению губ при воспроизведении кодового слова, по динамике поворота ключа в дверном замке и т.д.

Применение

        Биометрические технологии активно применяются во многих областях связанных с обеспечением безопасности доступа к информации и материальным объектам, а также в задачах уникальной идентификации личности, в целях:

• Контроля доступа;
• Защиты информации;
• Идентификации клиентов.

Стандарты

BioAPI является стандартом BioAPI Consortium, разработанным специально для унификации программных интерфейсов программного обеспечения разработчиков биометрических устройств.

AAMVA Fingerprint Minutiae Format/National Standard for the Driver License/Identification Card DL/ID-2000 - американский стандарт на формат представления, хранения и передачи отпечатков пальцев для водительских прав. Совместим со спецификациями BioAPI и стандартом CBEFF.

CBEFF (Common Biometric Exchange File Format) — единый формат представления биометрических данных, который предлагается для замены биометрических форматов, используемых производителями различных сегментов рынка биометрических систем, в своем оборудовании и программном обеспечении. При создании CBEFF были учтены все возможные аспекты его применения, в том числе криптография, многофакторная биометрическая идентификация и интеграция с карточными системами идентификации.

CDSA/HRS (Human Recognition Services) - биометрический модуль в архитектуре Common Data Security Architecture, разработанной Intel Architecture Labs и одобренного консорциумом Open Group. CDSA определяет набор API, представляющих собой логически связанное множество функций, охватывающих такие компоненты защиты, как шифрование, цифровые сертификаты, различные способы аутентификации пользователей, в список которых благодаря HRS добавлена и биометрия. CDSA/HRS совместим со спецификациями BioAPI и стандартом CBEFF.

ANSI/NIST-ITL 1-2000 Fingerprint Standard Revision – американский стандарт, определяющий общий формат представления и передачи данных по отпечаткам пальцев, лицу, нательным шрамам и татуировкам для использования в правоохранительных органах США.

В России вопросы стандартизации находятся в ведении соответствующего подкомитета Национального технического комитета по стандартизации ТК 355, который с 2003 года представляет РФ в международном подкомитете по стандартизации в области биометрии ISO/IEC JTC1/SC37 “Biometrics” (ИСО/МЭК СТК 1/ПК37 «Биометрия»).