Биометрические системы идентификации и аутентификации

Биометрические системы идентификации и аутентификации.

Необходимость регламентации доступа  возникла с незапамятных времен и  связана с естественным желанием каждого человека защитить то, чем  он обладает. Но регламентация доступа  невозможна без идентификации личности по принципу “свой - чужой”.

Существует ограниченное количество характерных свойств личности, которые  могут быть использованы для ее идентификации:

• то, чем владеет личность, (опознавательный знак, ключ или пластиковая карточка);
• то, что знает личность (секретная информации, пароль, персональный идентификатор);
• особенности поведения (речь, почерк, характер работы на клавиатуре);
• некоторые физические характеристики (отпечатки пальцев, форма руки, узор кровеносных сосудов).

Эти свойства используются в повседневной практике при общении людей друг с другом для опознавания визитеров, сообщений и т.д. На их основе созданы  специальные автоматические приборы  и разработаны методы аутентификации, применяемые, например, в судебной практике.

Сейчас идентификация людей  и регламентация доступа осуществляется в основном по предъявлению какого-либо документа, магнитной карточки, ключа, шифра, и т.д. Но это не дает полной уверенности в том, что предъявитель действительно имеет право доступа. А между тем природа создала  людей достаточно разными, и уже  нет необходимости плодить документы, подтверждающие это.

Каждый человек индивидуален, другого  такого нет, не было и не будет. Проводимые более 20 лет исследования подтверждают это. Разработаны математические методы, позволяющие по части тела человека, его фотографии, голосу, подписи  утверждать, что это один и тот  же человек (биометрическая идентификация  личности). Такие методы позволяют  уверенно идентифицировать человека.

Слайд №2:

Следует отметить такие понятия, как:

Биометрическая идентификация – это способ идентификации личности по отдельным специфическим биометрическим признакам (идентификаторам), присущим конкретному человеку.

Биометрическая аутентификация - это опознание индивида на основе его физиологических характеристик и поведения. Аутентификация проводится посредством компьютерной технологии без какого-либо нарушения личной сферы человека. Собранные таким образом в базе данных приметы человека сравниваются с теми, которые актуально регистрируются системами безопасности

Слайд №3:

Идентификация обеспечивает выполнение следующих функций:

1.установление подлинности и определение полномочий субъекта при его допуске в систему,

2.контролирование установленных полномочий в процессе сеанса работы;

3.регистрация действий и др.

Слайд №4:

Применения биометрических технологий разнообразны: доступ к  рабочим местам и сетевым ресурсам, защита информации, обеспечение доступа  к определённым ресурсам и безопасность. Ведение электронного бизнеса и  электронных правительственных  дел возможно только после соблюдения определённых процедур по идентификации  личности. Биометрические технологии используются в области безопасности банковских обращений, инвестирования и других финансовых перемещений, а  также розничной торговле, охране правопорядка, вопросах охраны здоровья, а также в сфере социальных услуг. Биометрические технологии в  скором будущем будут играть главную  роль в вопросах персональной идентификации  во многих сферах. Применяемые отдельно или используемые совместно со смарт-картами, ключами и подписями, биометрия  скоро станет применяться во всех сферах экономики и частной жизни.

Слайд№5:

1.Компьютерная безопасность 

В данной области биометрия  используется для замены (иногда для  усиления) стандартной процедуры  входа в различные программы  по паролю, смарт-карте, таблетке touch-memory и т.д.

Самым распространенным решением на базе биометрических технологий является идентификация (или верификация) по биометрическим характеристикам в  корпоративной сети или при входе  на рабочую станцию (персональный компьютер, ноутбук и т.д.).

Слайд№6:

2. Торговля 

Основные направления:  в магазинах, ресторанах и кафе биометрические идентификаторы используются либо непосредственно  как средство идентификации покупателя и последующего снятия денег с  его счета, либо для подтверждения  права покупателя на какие-либо скидки и другие льготы;

- в торговых автоматах  и банкоматах как средство  идентификации человека взамен  магнитных карточек или в дополнение  к ним;

- в электронной коммерции  биометрические идентификаторы  используются как средства удаленной  идентификации через Интернет, что  значительно надежнее паролей,  а в сочетании со средствами  криптографии дает электронным  транзакциям очень высокий уровень  защиты.

Слайд№7: 

3.Системы СКУД 

В системах контроля и управления доступом (СКУД) с сетевой архитектурой, когда в здании есть несколько  входов, оборудованных биометрическими  замками, шаблоны биометрических характеристик  всех сотрудников хранятся централизованно, вместе с информацией о том, кому и куда (и, возможно, когда) разрешен вход.

В СКУД реализуются следующие  технологии распознавания: отпечаток  пальца, лицо, форма руки, радужная оболочка глаза, голос.

Слайд№8:

4.Системы АДИС 

Основным назначением  систем гражданской идентификации  и автоматизированных дактилоскопических информационных систем (АДИС) является управление правами, которые предоставлены  государством гражданам и иностранцам. Права гражданства, голосования, места  жительства или работы для иностранцев, право получать социальное обеспечение  и т.д. признаются и подтверждаются с помощью документов и разнообразных  карт.

В настоящее время такие  системы получили очень широкое  распространение из-за того, что  некоторые страны стали использовать их для проверки личности въезжающих.

Слайд№9:

5 Комплексные системы 

К системам данного типа относятся  решения, сочетающие в себе системы  первых трех классов. Сотрудник компании регистрируется у администратора системы  всего один раз, и дальше ему автоматически  назначаются все необходимые  привилегии как на вход в помещение, так и на работу в корпоративной  сети и с ее ресурсами.

Кроме этих основных секторов применения в настоящее время  начинается активное использование  биометрии и в некоторых других областях, таких как:

-   игорный бизнес. Биометрия используется по двум направлениям: проверка всех находящихся по "черным спискам" (аналог массовой идентификации по лицам, используемой в аэропортах), а также как система идентификации и платежное средство постоянных клиентов;

-   идентификация в мобильных устройствах, таких как мобильные телефоны, компактные ПК и т.д.;

-   в транспортной области как платежное средство;

-   электронные системы голосования (используются вместо карточек);

-   медицина. Биометрия используется для идентификации медицинских работников при получении доступа к закрытым данным и для электронной подписи записей в истории болезни.

Слайд№10:

Представители:

Еkey biometric systems GmbH – основанная в 1999 году австрийская компания по биометрическим системам доступа по отпечаткам пальцев, на сегодняшний день является компанией №1 в этой области. Слоган –«ваш палец – это ключ».

BioLink - создана в 2000г. и за это время превратилась в ведущего российского разработчика, поставщика и провайдера решений в сфере биометрической идентификации. Компания успела осуществить не только в России, но и за рубежом ряд крупномасштабных проектов (в том числе по созданию системы регистрации жителей Сан-Франциско, получающих пособия и социальные льготы, а также системы регистрации избирателей в Нигерии).

Многочисленные партнеры компании BioLink в России и за рубежом объединены в Биометрический альянс — уникальное содружество ведущих поставщиков передовых решений и систем на основе биометрической идентификации.

Ряд фирм США (Miros, Lau Technologies, Identification Technologies International) уже разработали системы опознавания человека по лицу, действующие подобно полицейскому, проверяющему права водителя автомобиля и сравнивающему его лицо с фотографией в предъявленном документе.

По данным фирмы Master Card (США), разработавшей оптическую биометрическую систему идентификации по отпечаткам пальцев, с времени установки в 1996 г. этой системы в офисах фирмы было проверено 6700 посетителей. Фирма считает, что эта система является наиболее удобной для держателей кредитных карточек. В системе идентификации фирмы San Bruno (США) используется светодиод с излучением в ближней инфракрасной области спектра для бокового освещения пальцев и получения рельефного дактилоскопического рисунка.

Слайд№11:

К Биометрическим методам аутентификации относятся:

1.Сканирование радужной оболочки глаза

2.Сканирование сетчатки глаза

3.Геометрия кисти руки (рисунок вен, отпечатки пальцев – дактилоскопия, размер, длина и ширина ладоней)

4.Распознавание черт лица(контур, форма; расположение глаз и носа)

5.Снятие отпечатков пальцев

6.Структура ДНК - сигнатура

7.Поведенческие (динамические) методы

 8.Анализ подписи (форма букв, манера письма, нажим)

 9.Анализ тембра голоса

10.Анализ клавиатурного почерка

Про некоторые из них я  сейчас расскажу:

Радужная оболочка

Радужная оболочка глаза  является уникальной характеристикой  человека. Рисунок радужки формируется  на восьмом месяце внутриутробного  развития, окончательно стабилизируется  в возрасте около двух лет и  практически не изменяется в течение  жизни, кроме как в результате сильных травм или резких патологий. Метод является одним из наиболее точных среди биометрических технологий.

Система идентификации личности по радужной оболочке логически делится  на две части: устройство захвата  изображения, его первичной обработки  и передачи вычислителю; вычислитель, производящий сравнение изображения  с изображениями в базе данных, передающий команду о допуске  исполнительному устройству.

Отпечатки пальцев 

Дактилоскопия (распознавание  отпечатков пальцев) — наиболее разработанный  на сегодняшний день биометрический метод идентификации личности. Катализатором  развития метода послужило его широкое  использование в криминалистике ХХ века. Каждый человек имеет уникальный папиллярный узор отпечатков пальцев, благодаря чему и возможна идентификация. Обычно алгоритмы используют характерные  точки на отпечатках пальцев: окончание  линии узора, разветвление линии, одиночные  точки. Дополнительно привлекается информация о морфологической структуре  отпечатка пальца: относительное  положение замкнутых линий папиллярного узора, арочных и спиральных линий. Особенности папиллярного узора  преобразовываются в уникальный код, который сохраняет информативность  изображения отпечатка. И именно «коды отпечатков пальцев» хранятся в базе данных, используемой для  поиска и сравнения. Время перевода изображения отпечатка пальца в  код и его идентификация обычно не превышают 1с, в зависимости от размера базы. Время, затраченное  на поднесение руки, не учитывается.

Геометрия лица

Существует множество  методов распознавания по геометрии  лица. Все они основаны на том, что  черты лица и форма черепа каждого  человека индивидуальны. Эта область  биометрии многим кажется привлекательной, потому что мы узнаем друг друга  в первую очередь по лицу. Данная область делится на два направления: 2D-распознавание и 3D-распознавание. У каждого из них есть достоинства  и недостатки, однако многое зависит  еще и от области применения и  требований, предъявленных к конкретному  алгоритму.

2D-распознавание лица —  один из самых статистически  неэффективных методов биометрии.  Появился он довольно давно  и применялся, в основном, в криминалистике, что и способствовало его развитию.

 В настоящее время  существует множество методов  по 3D-распознаванию лица.

Метод проецирования шаблона  состоит в том, что на объект (лицо) проецируется сетка. Далее камера делает снимки со скоростью десятки кадров в секунду, и полученные изображения  обрабатываются специальной программой. Луч, падающий на искривленную поверхность, изгибается — чем больше кривизна поверхности, тем сильнее изгиб  луча. Изначально при этом применялся источник видимого света, подаваемого  через «жалюзи». Затем видимый  свет был заменен инфракрасным, который  обладает рядом преимуществ. Обычно на первом этапе обработки отбрасываются изображения, на которых лица не видно вообще или присутствуют посторонние предметы, мешающие идентификации. По полученным снимкам восстанавливается 3D-модель лица, на которой выделяются и удаляются ненужные помехи (прическа, борода, усы и очки). Затем производится анализ модели — выделяются антропометрические особенности, которые в итоге и записываются в уникальный код, заносящийся в базу данных. Время захвата и обработки изображения составляет 1-2 с для лучших моделей.

Венозный рисунок руки

Это новая технология в  сфере биометрии. Инфракрасная камера делает снимки внешней или внутренней стороны руки. Рисунок вен формируется  благодаря тому, что гемоглобин крови  поглощает ИК-излучение. В результате степень отражения уменьшается  и вены видны на камере в виде черных линий. Специальная программа  на основе полученных данных создает  цифровую свертку. Не требуется контакта человека со сканирующим устройством. Рисунок вен на ладони не меняется с двухлетнего возраста

Технология сравнима по надежности с распознаванием по радужной оболочке глаза, но имеет ряд минусов, указанных  ниже.

Сетчатка глаза 

До последнего времени  считалось, что самый надежный метод  биометрической идентификации и аутентификации личности — это метод, основанный на сканировании сетчатки глаза. Он содержит в себе лучшие черты идентификации по радужной оболочке и по венам руки. Сканер считывает рисунок капилляров на поверхности сетчатки глаза. Сетчатка имеет неподвижную структуру, неизменную во времени, кроме как в результате глазной болезни, например, катаракты.

Сканирование сетчатки происходит с использованием инфракрасного  света низкой интенсивности, направленного  через зрачок к кровеносным сосудам  на задней стенке глаза. Сканеры сетчатки глаза получили широкое распространение  в системах контроля доступа на особо  секретные объекты, так как у  них один из самых низких процентов  отказа в доступе зарегистрированных пользователей и практически  не бывает ошибочного разрешения доступа.