Aká metóda je základom biometrických váh. Porovnanie biometrických metód z hľadiska odolnosti voči falšovaniu údajov. Kde sa biometrické zabezpečenie uplatňuje?

ZlodeiBaal 11. augusta 2011 o 21:54 hod

Moderné biometrické metódy identifikácie

• Informačná bezpečnosť

V poslednej dobe sa na Habrém objavilo veľa článkov venovaných systémom identifikácie tváre Google. Úprimne povedané, mnohí z nich zaváňajú žurnalistikou a mierne povedané neschopnosťou. A chcel som napísať dobrý článok o biometrii, nie je to môj prvý! Na Habrého je pár dobrých článkov o biometrii – sú však dosť krátke a neúplné. Tu sa pokúsim stručne načrtnúť všeobecné princípy biometrickej identifikácie a moderné výdobytky ľudstva v tejto veci. Vrátane identifikácie osobami.

Článok má , čo je v skutočnosti jeho prequel.

Ako základ pre článok bude použitá spoločná publikácia s kolegom v časopise (BDI, 2009), upravená pre modernú realitu. Habré zatiaľ nemá kolegu, no podporil tu uverejnenie upraveného článku. V čase publikovania bol článok prehľad moderného trhu s biometrickými technológiami, ktoré sme pred uvedením nášho produktu realizovali pre seba. Hodnotové úsudky o použiteľnosti uvedené v druhej časti článku sú založené na názoroch ľudí, ktorí používali a implementovali produkty, ako aj na názoroch ľudí, ktorí sa podieľajú na výrobe biometrických systémov v Rusku a Európe.

všeobecné informácie

Biometrické skenery

A teraz podrobnejšie o každej z technológií.

Odtlačky prstov

Situácia na trhu

Iris

Štatistické charakteristiky metódy

Výhody a nevýhody metódy

Situácia na trhu

rozpoznávanie tváre

2D rozpoznávanie tváre

Štatistické charakteristiky metódy

Výhody a nevýhody metódy

3D rozpoznávanie tváre

Štatistické ukazovatele metódy

Výhody a nevýhody metódy

Situácia na trhu

Rozpoznanie podľa žily ruky

Výhody a nevýhody metódy

Situácia na trhu

Retina

Výhody a nevýhody metódy

Geometria ruky

Trochu sebapropagácie

závery

Mladí technici berú na vedomie

P.S.

Značky:

• biometrie
• snímače odtlačkov prstov

Moderná veda nestojí na mieste. Čoraz častejšie sa vyžaduje kvalitná ochrana zariadení, aby niekto, kto sa ich náhodou zmocní, nemohol naplno využiť informácie. Okrem toho metódy ochrany informácií pred sa používajú nielen v každodennom živote.

Okrem zadávania hesiel v digitálnej podobe sa využívajú aj viac individualizované biometrické bezpečnostné systémy.

Čo to je?

Predtým sa takýto systém používal len v obmedzených prípadoch, na ochranu najdôležitejších strategických objektov.

Potom po 11. septembri 2011 prišli na to, že takýto prístup je možné uplatniť nielen v týchto oblastiach, ale aj v iných.

Techniky identifikácie ľudí sa tak stali nenahraditeľnými v mnohých metódach boja proti podvodom a terorizmu, ako aj v oblastiach, ako sú:

Biometrické systémy pre prístup ku komunikačným technológiám, sieťovým a počítačovým databázam;

Databáza;

Riadenie prístupu k úložiskám informácií atď.

Každý človek má súbor charakteristík, ktoré sa časom nemenia, alebo tie, ktoré sa dajú modifikovať, no patria len ku nim konkrétna osoba. V tomto ohľade možno vyzdvihnúť nasledujúce možnosti biometrické systémy, ktoré sa používajú v týchto technológiách:

Statické - odtlačky prstov, fotografovanie ušníc, skenovanie sietnice a iné.

Biometrické technológie v budúcnosti nahradia bežné metódy overovania ľudí pasom, ako sú vložené čipy, karty a podobné inovácie vedeckých technológií sa bude realizovať nielen v tento dokument, ale aj v iných.

Malá odbočka o metódach rozpoznávania osobnosti:

- Identifikácia- jeden k mnohým; vzorka sa porovnáva so všetkými dostupnými podľa určitých parametrov.

- Overenie- jeden na jedného; vzorka sa porovná s predtým získaným materiálom. V tomto prípade môže byť osoba známa, prijaté údaje o osobe sa porovnajú s parametrom vzorky tejto osoby dostupným v databáze;

Ako fungujú biometrické bezpečnostné systémy

Aby sa vytvoril základ pre určitú osobu, je potrebné zvážiť jej biologické individuálne parametre špeciálnym zariadením.

Systém si zapamätá získanú vzorku biometrickej charakteristiky (proces záznamu). V tomto prípade môže byť potrebné urobiť niekoľko vzoriek na zostavenie presnejšej hodnoty kontrolného parametra. Informácie prijaté systémom sú prevedené do matematického kódu.

Okrem vytvorenia vzorky môže systém vyžadovať ďalšie kroky na spojenie osobného identifikátora (PIN alebo čipová karta) a biometrickej vzorky. Neskôr, keď sa naskenuje zhoda, systém porovná prijaté údaje porovnaním matematického kódu s už zaznamenanými. Ak sa zhodujú, znamená to, že overenie bolo úspešné.

Možné chyby

Systém môže generovať chyby, na rozdiel od rozpoznania pomocou hesiel alebo elektronických kľúčov. V tomto prípade sa rozlišujú tieto typy vydávania nesprávnych informácií:

Chyba typu 1: miera falošného prístupu (FAR) – jedna osoba môže byť zamenená za druhú;

Chyba typu 2: pomer falošného odmietnutia prístupu (FRR) – osoba nie je v systéme rozpoznaná.

Aby sa predišlo napr danej úrovni, je potrebný prienik ukazovateľov FAR a FRR. To je však nemožné, pretože na to by bolo potrebné identifikovať osobu podľa DNA.

Odtlačky prstov

V súčasnosti je najznámejšou metódou biometria. Po prijatí pasu musia moderní ruskí občania prejsť postupom odoberania odtlačkov prstov, aby ich mohli zadať do osobnej karty.

Táto metóda je založená na jedinečnosti prstov a používa sa pomerne dlho, počnúc forenznou (daktyloskopiou). Naskenovaním prstov systém preloží vzorku na akýsi kód, ktorý sa potom porovná s existujúcim identifikátorom.

Algoritmy spracovania informácií spravidla využívajú individuálne umiestnenie určitých bodov, ktoré obsahujú odtlačky prstov – vidličky, koniec čiary vzoru atď. Čas potrebný na preloženie obrázka do kódu a vydanie výsledku je zvyčajne približne 1 sekunda.

Zariadenie vrátane softvéru k nemu sa v súčasnosti vyrába v komplexe a je relatívne lacné.

Výskyt chýb pri skenovaní prstov ruky (alebo oboch rúk) sa vyskytuje pomerne často, ak:

Existuje nezvyčajná vlhkosť alebo suchosť prstov.

Ruky spracované chemické prvky ktoré sťažujú identifikáciu.

Existujú mikrotrhlinky alebo škrabance.

Existuje veľký a nepretržitý tok informácií. Napríklad je to možné v podniku, kde sa prístup na pracovisko vykonáva pomocou snímača odtlačkov prstov. Keďže tok ľudí je významný, systém môže zlyhať.

Najznámejšie spoločnosti, ktoré sa zaoberajú systémami rozpoznávania odtlačkov prstov, sú Bayometric Inc., SecuGen. V Rusku na tom pracujú: Sonda, BioLink, SmartLock atď.

Očná dúhovka

Vzor škrupiny sa vytvára v 36. týždni vnútromaternicového vývoja, vytvára sa do dvoch mesiacov a počas života sa nemení. Biometrické identifikačné systémy očnej dúhovky sú nielen najpresnejšie spomedzi ostatných v tejto sérii, ale aj jedny z najdrahších.

Výhodou metódy je, že skenovanie, teda snímanie obrazu, môže prebiehať ako na vzdialenosť 10 cm, tak aj na vzdialenosť 10 metrov.

Pri fixácii obrazu sa údaje o umiestnení určitých bodov na očnej dúhovke prenášajú do kalkulačky, ktorá následne poskytuje informácie o možnosti tolerancie. Rýchlosť spracovania informácií o ľudskej dúhovke je cca 500 ms.

Práve teraz tento systém uznanie na trhu s biometrickými údajmi nepresahuje 9 %. celkový počet takéto prostriedky identifikácie. Zároveň je podiel technológií na odtlačky prstov na trhu viac ako 50 %.

Skenery umožňujúce snímanie a spracovanie očnej dúhovky majú pomerne zložitý dizajn a softvér, a preto je za takéto zariadenia nastavená vysoká cena. Okrem toho bol Iridian pôvodne monopolom na výrobu systémov rozpoznávania ľudí. Potom začali na trh prichádzať ďalšie veľké firmy, ktoré sa už zaoberali výrobou komponentov pre rôzne zariadenia.

V súčasnosti teda v Rusku existujú tieto spoločnosti, ktoré vytvárajú systémy rozpoznávania ľudí pomocou očnej dúhovky: AOptix, SRI International. Tieto firmy však neposkytujú ukazovatele o počte chýb 1. a 2. druhu, takže nie je pravda, že systém nie je chránený pred falzifikátmi.

Geometria tváre

Existujú biometrické bezpečnostné systémy spojené s rozpoznávaním tváre v 2D a 3D režime. Vo všeobecnosti sa verí, že rysy tváre každého človeka sú jedinečné a počas života sa nemenia. Charakteristiky ako vzdialenosti medzi určitými bodmi, tvar atď. zostávajú nezmenené.

2D režim je metóda statickej identifikácie. Pri fixácii obrazu je potrebné, aby sa osoba nehýbala. Dôležité je aj pozadie, prítomnosť fúzov, brady, jasné svetlo a ďalšie faktory, ktoré bránia systému rozpoznať tvár. To znamená, že pri akýchkoľvek nepresnostiach bude výstup nesprávny.

Momentálne nie je táto metóda zvlášť populárna pre svoju nízku presnosť a využíva sa len v multimodálnej (krížovej) biometrii, čo je súbor metód na rozpoznanie človeka podľa tváre a hlasu zároveň. Biometrické bezpečnostné systémy môžu obsahovať ďalšie moduly – pre DNA, odtlačky prstov a iné. Krížová metóda navyše nevyžaduje kontakt s osobou, ktorú je potrebné identifikovať, čo umožňuje rozpoznať ľudí podľa fotografie a hlasu zaznamenaného na technických zariadeniach.

3D metóda má úplne iné vstupné parametre, preto ju nemožno porovnávať s 2D technológiou. Pri nahrávaní obrazu sa používa tvár v dynamike. Systém, zachytávajúci každý obrázok, vytvorí 3D model, s ktorým sa získané údaje následne porovnávajú.

V tomto prípade sa používa špeciálna mriežka, ktorá sa premieta na tvár človeka. Biometrické bezpečnostné systémy, ktoré vytvárajú niekoľko snímok za sekundu, spracovávajú obraz, ktorý do nich vstupuje softvér. V prvej fáze vytvárania snímky softvér vyradí nevhodné snímky, na ktorých je zle viditeľná tvár alebo sú prítomné sekundárne objekty.

Potom program zistí a ignoruje nepotrebné predmety (okuliare, účes atď.). Antropometrické črty tváre sa zvýraznia a uložia, pričom sa vygeneruje jedinečný kód, ktorý sa vloží do špeciálneho úložiska údajov. Doba snímania obrázka je približne 2 sekundy.

Napriek výhode 3D metódy oproti 2D metóde však akýkoľvek výrazný zásah na tvári alebo zmena výrazu tváre degraduje štatistickú spoľahlivosť tejto technológie.

K dnešnému dňu sa biometrické technológie rozpoznávania tváre používajú spolu s najznámejšími metódami opísanými vyššie, čo predstavuje približne 20 % celého trhu s biometrickými technológiami.

Spoločnosti, ktoré vyvíjajú a implementujú technológiu identifikácie tváre: Geometrix, Inc., Bioscrypt, Cognitec Systems GmbH. V Rusku sa tejto problematike venujú tieto spoločnosti: Artec Group, Vocord (2D metóda) a ďalší, menší výrobcovia.

Žily dlane

Asi pred 10-15 rokmi prišla nová biometrická identifikačná technológia – rozpoznávanie podľa žily ruky. To bolo možné vďaka skutočnosti, že hemoglobín v krvi intenzívne absorbuje infračervené žiarenie.

Špeciálna infračervená kamera sníma dlaň, výsledkom čoho je, že sa na obrázku objaví sieť žíl. Tento obrázok spracuje softvér a zobrazí sa výsledok.

Umiestnenie žíl na paži je porovnateľné s vlastnosťami očnej dúhovky - ich línie a štruktúra sa časom nemenia. Spoľahlivosť tejto metódy možno korelovať aj s výsledkami získanými počas identifikácie pomocou dúhovky.

Na zachytenie snímky nie je potrebné kontaktovať čitateľa, avšak použitie tejto súčasnej metódy vyžaduje splnenie určitých podmienok, za ktorých bude výsledok najpresnejší: nie je možné ho získať, ak napríklad fotografujete ruku. na ulici. Počas skenovania tiež nemôžete rozsvietiť fotoaparát. Konečný výsledok budú nepresné, ak existujú choroby súvisiace s vekom.

Distribúcia metódy na trhu je len okolo 5 %, no je o ňu veľký záujem zo strany veľkých spoločností, ktoré už vyvinuli biometrické technológie: TDSi, Veid Pte. Ltd., Hitachi VeinID.

Retina

Skenovanie vzoru kapilár na povrchu sietnice sa považuje za najspoľahlivejšiu metódu identifikácie. Spája sa najlepší výkon biometrické technológie na rozpoznanie osoby podľa očnej dúhovky a žily ruky.

Jediný čas, kedy metóda môže poskytnúť nepresné výsledky, je šedý zákal. V podstate má sietnica počas života nezmenenú štruktúru.

Nevýhodou tohto systému je, že skenovanie sietnice sa vykonáva, keď sa človek nehýbe. Technológia, ktorá je zložitá vo svojej aplikácii, poskytuje dlhý čas na spracovanie výsledkov.

Vzhľadom na vysokú cenu nemá biometrický systém dostatočnú distribúciu, poskytuje však najpresnejšie výsledky zo všetkých metód skenovania ľudských znakov ponúkaných na trhu.

Arms

Predtým populárna metóda identifikácie geometrie ruky je čoraz menej používaná, pretože poskytuje najnižšie výsledky v porovnaní s inými metódami. Pri skenovaní sa fotia prsty, zisťuje sa ich dĺžka, pomer medzi uzlami a ďalšie jednotlivé parametre.

Tvar ucha

Odborníci tvrdia, že všetky existujúce metódy identifikácie nie sú také presné ako rozpoznanie človeka podľa DNA.Existuje však spôsob, ako určiť osobnosť podľa DNA, no v tomto prípade ide o úzky kontakt s ľuďmi, preto sa to považuje za neetické.

Výskumník Mark Nixon z Veľkej Británie hovorí, že metódy na tejto úrovni sú biometrické systémy novej generácie, poskytujú najpresnejšie výsledky. Na rozdiel od sietnice, dúhovky alebo prstov, na ktorých sa s najväčšou pravdepodobnosťou môžu objaviť cudzie parametre sťažujúce identifikáciu, sa to na ušiach nestáva. Vytvorené v detstve, ucho rastie iba bez zmeny svojich hlavných bodov.

Vynálezca nazval metódu identifikácie osoby podľa sluchového orgánu „transformácia obrazu žiarenia“. Táto technológia zahŕňa zachytenie obrazu s lúčmi rôznych farieb, ktoré sa následne prevedú do matematického kódu.

Jeho metóda má však podľa vedca aj negatívne stránky. Získaniu jasného obrazu môžu zabrániť napríklad vlasy, ktoré zakrývajú uši, nesprávne zvolený uhol a iné nepresnosti.

Technológia snímania uší nenahradí taký známy a známy spôsob identifikácie, ako sú odtlačky prstov, ale dá sa použiť spolu s ňou.

Predpokladá sa, že to zvyšuje spoľahlivosť ľudského rozpoznávania. Zvlášť dôležitá je kombinácia rôzne metódy(multimodálne) pri chytaní zločincov, verí vedec. V dôsledku experimentov a výskumu dúfajú, že vytvoria softvér, ktorý sa bude na súde používať na jednoznačnú identifikáciu páchateľov zo záberu.

Ľudský hlas

Osobnú identifikáciu je možné vykonať na mieste aj na diaľku pomocou technológie rozpoznávania hlasu.

Pri telefonovaní napríklad systém porovnáva daný parameter s tými dostupnými v databáze a nájde podobné vzorky v percentuálnom vyjadrení. Úplná zhoda znamená, že identita bola stanovená, to znamená, že došlo k identifikácii hlasom.

Aby ste sa k niečomu dostali tradičným spôsobom, je potrebné zodpovedať určité bezpečnostné otázky. Ide o digitálny kód, rodné priezvisko matky a ďalšie textové heslá.

Moderný výskum v tejto oblasti ukazuje, že tieto informácie sa dajú pomerne ľahko získať, takže možno použiť metódy identifikácie, ako je hlasová biometria. V tomto prípade nie je predmetom overovania znalosť kódov, ale osobnosť človeka.

Na to musí klient povedať nejakú kódovú frázu alebo začať rozprávať. Systém rozpozná hlas volajúceho a skontroluje, či patrí tejto osobe – či je tým, za koho sa vydáva.

Biometrické informačné bezpečnostné systémy tohto typu nevyžadujú drahé vybavenie, to je ich výhoda. Okrem toho na vykonanie hlasového skenovania systémom nemusíte mať špeciálne znalosti, pretože zariadenie nezávisle vytvára výsledok typu „pravda - nepravda“.

rukopis

Identifikácia osoby podľa spôsobu písania listov sa uskutočňuje takmer v každej oblasti života, kde je potrebné podpísať. Stáva sa to napríklad v banke, keď špecialista porovnáva vzorku vygenerovanú pri otváraní účtu s nalepenými podpismi pri ďalšej návšteve.

Presnosť tejto metódy nie je vysoká, keďže identifikácia neprebieha pomocou matematického kódu ako v predchádzajúcich, ale jednoduchým porovnaním. Existuje vysoká úroveň subjektívneho vnímania. Navyše, písmo sa vekom veľmi mení, čo často sťažuje jeho rozpoznanie.

V tomto prípade je lepšie použiť automatické systémy, ktoré vám umožnia určiť nielen viditeľné zhody, ale aj iné charakteristické znaky pravopisu slov, ako je sklon, vzdialenosť medzi bodkami a ďalšie charakteristické znaky.

Biometrické autentifikačné systémy sú systémy určené na overenie identity užívateľa na základe jeho biometrických údajov. Takéto systémy sa najefektívnejšie vyrovnávajú so zabezpečením prístupu do osobitne chránených oblastí, kde nie je možné z jedného alebo druhého dôvodu zriadiť osobnú ochranu. Môžu byť kombinované so systémom automatické upozornenie, alarmy a zabezpečovacie systémy.

Metódy biometrickej identifikácie (autentifikácia)

V súčasnosti sa používa veľa metód biometrickej autentifikácie (identifikácie). Delia sa na dva typy.

1. Štatistické metódy. Sú založené na jedinečných (fyziologických) vlastnostiach, ktoré sa počas života človeka nemenia a nemožno ich nijako stratiť. Tiež vylučuje kopírovanie podvodníkmi.
2. dynamické metódy. Na základe charakteristík bežného správania konkrétneho človeka. Menej časté ako statické a prakticky sa nepoužívajú.

Štatistické

• Odtlačkom prsta – metóda na rozpoznanie jedinečnosti papilárnych línií (vzorov) na prste človeka. Systém prijíma tlač pomocou skenera, následne ju digitalizuje a následne porovnáva s predtým zadanými šablónami (súbormi výkresov).
• Podľa sietnice - metóda skenovania a rozpoznávania jedinečného vzoru krvných ciev v ľudskom funduse. Na tento postup sa používa žiarenie nízkej intenzity. Žiarenie cez zrenicu sa posiela do krvných ciev, ktoré sa nachádzajú na zadnej stene oka. Špeciálne body sa vyberajú z prijatého signálu, informácie o ktorých sú uložené v šablóne systému.
• Dúhovkou oka - metóda na určenie ľudskej jedinečnosti znakov škrupiny. Táto technológia je navrhnutá tak, aby minimalizovala skenovanie sietnice, pretože využíva infračervené lúče a jasné svetlá, ktoré nepriaznivo ovplyvňujú zdravie oka.
• Geometria ruky je tvar ruky. Táto metóda využíva viacero charakteristík, pretože jednotlivé parametre nie sú jedinečné. Naskenované: chrbát ruky, prsty (hrúbka, dĺžka, krivky), ako aj štruktúra kostí a kĺbov.
• Geometria tváre je metóda skenovania, ktorá zvýrazňuje kontúry obočia a očí, pier a nosa, ako aj ďalšie črty tváre. Potom sa vypočíta vzdialenosť medzi týmito prvkami a vytvorí sa trojrozmerný model tváre. Na vytvorenie a opätovné vytvorenie jedinečnej šablóny je potrebných dvanásť až štyridsať špecifických prvkov špecifických pre konkrétnu osobu.
• Podľa termogramu tváre - jedinečné rozloženie teplotných polí na tvári. Používa sa s infračervenými kamerami. Vzhľadom na úprimne nízku kvalitu nie sú takéto systémy široko používané.

dynamický

• Hlasom – jednoducho použiteľná metóda len pomocou zvukovej karty a mikrofónu. K dnešnému dňu pre takýto systém existuje veľa spôsobov, ako vytvoriť šablóny. Široko používaný v obchodných centrách.
• Rukopisom – na základe špecifického pohybu ruky pri maľovaní (podpisovanie dokumentov a pod.). Na vytváranie šablón a ukladanie sa používajú špeciálne rukoväte citlivé na tlak.

Kombinované (multimodálne)

Podobné metódy sa používajú v zložitých, prísnych a komplexných bezpečnostných systémoch. V takýchto prípadoch sa využíva viacero druhov biometrických charakteristík osoby (užívateľa), ktoré sú spojené v jednom systéme.

Biometrické bezpečnostné systémy

Podstatou biometrických bezpečnostných systémov je dokázať, že ste to vy. Tieto systémy znemožňujú, aby si vás samotný systém pomýlil s niekým iným. Kvôli jedinečnosti ľudských vlastností sa na prevenciu využívajú biometrické systémy rôzne druhy podvody, hacking a nechcený prístup.

Biometrické bezpečnostné systémy môžu fungovať v dvoch režimoch v závislosti od toho, čo sa používateľ chystá systému poskytnúť.

1. Overenie – porovnanie používateľa s hotovou biometrickou šablónou.
2. Identifikácia – porovnávanie používateľa s mnohými inými. Po prijatí biometrických údajov systém vyhľadá v databáze informácie na určenie identity používateľa.

Používajú sa biometrické systémy kontroly prístupu:

• vo veľkých podnikoch;
• v niektorých zariadeniach vyžadujúcich zvýšenú bezpečnosť;
• na účtovanie pracovného času;
• registrovať dochádzku;
• obmedziť prístup do špeciálnych miestností.

Biometrické systémy kontroly prístupu

Terminály na odtlačky prstov

Používajú sa na organizovanie obmedzení prístupu do priestorov. Takéto zariadenia sa často používajú na zaznamenávanie pracovného času. V závislosti od typu a modelu môžu mať rôzny vzhľad puzdra, rôzne stupne ochrany, veľa možností pre skenery (čítačky odtlačkov prstov) a doplnkové funkcie.

Schopnosti:

• uloženie v databáze od 100 do 3 000 šablón odtlačkov prstov;
• uložiť tisíce záznamov o dochádzke.

Základné princípy práce:

• používateľské programovanie prebieha pomocou špeciálnej karty alebo pri pripojení k počítaču;
• USB sa používa na prenos súborov dochádzky do počítača;
• je možné budovať sieťové prístupové distribučné systémy cez rozhranie Ethernet.

Terminály na rozpoznávanie obrazu (geometria tváre)

Takáto biometrická kontrola prístupu umožňuje bezkontaktnú identifikáciu používateľa. Úspešne sa používajú v podnikoch, kde je kvalita odtlačkov prstov neuspokojivá na rozpoznanie z dôvodu pracovného postupu. V závislosti od typu a modelu môžu mať odlišný vzhľad puzdra, rôzne stupne ochrany, dizajnové prvky a sadu doplnkových funkcií.

Schopnosti:

• infračervené optické systémy umožňujú rozpoznať používateľa v tmavom alebo slabom osvetlení;
• vstavaná bezdrôtová komunikácia (GPRS, Wi-Fi) pre riadenie prevádzky;
• elektronické zámky, alarmové senzory, dverové senzory, záložné batérie na rozšírenie funkčnosti;
• až 100 000 šablón tvárí.

Terminály so zabudovaným systémom rozpoznávania dúhovky

Umožňujú poskytnúť identifikáciu (autentizáciu) používateľa v reálnom čase. Skenujú v statickom aj v pohybe. Priepustnosť - až dvadsať ľudí za minútu. Tieto terminály sa používajú na dochádzku, kontrolu prístupu a často vo finančných platobných systémoch za účelom potvrdzovania transakcií.

Základné charakteristiky (líši sa v závislosti od modelu zariadenia):

• POE+ napájanie (cez Ethernet);
• registrácia a overenie prebieha v samotnom termináli;
• skenovanie sa vykonáva pomocou vstavaných kamier;
• pamäť udalostí až na 70 000 záznamov;
• k dispozícii sú rôzne prídavné rozhrania (napr. Wiegand).

Čítačky žíl na prstoch

Keďže žily sú vo vnútri ľudského tela, ich obraz nemožno sfalšovať. Rozpoznanie je možné aj v prípade škrabancov a rezov. Preto sú takéto biometrické bezpečnostné a prístupové systémy prakticky najspoľahlivejším spôsobom identifikácie používateľa. Použitie systémov tejto triedy sa odporúča pre obzvlášť kritické zariadenia.

Schopnosti:

• terminál možno použiť ako priamy ovládač elektronického zámku;
• môže fungovať ako čítačka s pripojením na ovládače tretích strán;
• rôzne režimy kontroly prístupu, okrem rozpoznávania vzoru žíl na prste: bezkontaktná karta, kód alebo kombinácia oboch;

Systémy rozpoznávania dlaňových žíl

Takéto zariadenia poskytujú vysokú presnosť rozpoznávania a eliminujú možnosť sfalšovania identifikátora.

Princíp činnosti:

• dlaň je osvetlená svetlom, ktoré je blízke infračervenému;
• toto svetlo je absorbované deoxygenovaným hemoglobínom v žilách, čo ukazuje vzor;
• na autorizáciu používateľa sa porovnávajú jedinečné vzorky vzorov žíl s existujúcimi (predtým zaregistrovanými) šablónami (vzorkami) v databáze;

Biometrické terminály pre geometriu ruky

Jedinečné trojrozmerné charakteristiky geometrie ich dlaní slúžia na identifikáciu používateľov. Proces identifikácie pozostáva z jednej akcie - musíte položiť ruku na špeciálnu terminálovú rovinu.

Funkcie (líšia sa podľa modelu):

• rýchlosť identifikácie menej ako jedna sekunda;
• jednoduchosť registrácie šablón;
• výstup informácií do tlačiarne (cez rôzne vstavané rozhrania);
• autonómna pamäť pre viac ako 5 000 udalostí;
• nútený vstup.

Výhody používania biometrických bezpečnostných systémov

• vysoká spoľahlivosť;
• jednoduché skenovacie postupy;
• veľký výber modelov dostupných na predaj;
• dostupné ceny pre obľúbené zariadenia.

Biometrické systémy kontroly vstupu umožňujú nielen kontrolovať prístup do miestnych oblastí, ale umožňujú aj kontrolovať a udržiavať časový výkaz, poskytovať zamestnancom spätnú väzbu o meškaniach a meškaniach, čo ich povzbudzuje k zvýšeniu zodpovednosti za pracovný proces.

Biometrická identifikácia je prezentácia jedinečného biometrického parametra používateľom a proces jeho porovnania s celou databázou dostupných údajov. Ak chcete získať tento druh osobných údajov, .

Biometrické systémy kontroly prístupu sú pre používateľov pohodlné, pretože dátové nosiče majú vždy pri sebe a nemožno ich stratiť ani ukradnúť. sa považuje za spoľahlivejšie, pretože nemožno preniesť na tretie strany, kopírovať.

Biometrické identifikačné technológie

Metódy biometrickej identifikácie:

1. Statické, založené na fyziologických znakoch človeka, ktorý je s ním prítomný počas jeho života:

• Identifikácia ;
• Identifikácia ;
• Identifikácia ;
• Identifikácia pomocou geometrie ruky;
• identifikácia termogramu tváre;
• DNA identifikácia.
• Identifikácia
• Identifikácia

Dynamické berú za základ behaviorálne charakteristiky ľudí, konkrétne podvedomé pohyby v procese opakovania akejkoľvek bežnej akcie: rukopis, hlas, chôdza.

• Identifikácia ;
• Identifikácia rukopisom;
• Identifikácia podľa rukopisu klávesnice
• a ďalšie.

Jedným z prioritných typov behaviorálnej biometrie je spôsob písania na klávesnici. Keď je určená, rýchlosť písania, tlak na klávesy, trvanie stlačenia klávesov, časové intervaly medzi stlačeniami kláves sú pevné.

Samostatným biometrickým faktorom môže byť spôsob, akým sa myš používa. Okrem toho behaviorálna biometria pokrýva veľké množstvo faktorov, ktoré nesúvisia s počítačom - chôdza, vlastnosti toho, ako človek stúpa po schodoch.

Existujú aj kombinované identifikačné systémy, ktoré využívajú niekoľko biometrických charakteristík, ktoré dokážu uspokojiť najprísnejšie požiadavky na spoľahlivosť a bezpečnosť systémov kontroly vstupu.

Kritériá pre biometrickú identifikáciu

Na určenie účinnosti ACS na základe biometrickej identifikácie sa používajú tieto ukazovatele:

• - chybná miera úspešnosti;
• FMR je pravdepodobnosť, že systém nesprávne porovná vstupnú vzorku s nevhodnou šablónou v databáze;
• - miera falošného odmietnutia;
• FNMR - pravdepodobnosť, že systém urobí chybu pri určovaní zhôd medzi vstupnou vzorkou a zodpovedajúcou šablónou z databázy;
• ROC graf - vizualizácia kompromisu medzi charakteristikami FAR a FRR;
• Miera zlyhania registrácie (FTE alebo FER) - miera neúspešných pokusov o vytvorenie šablóny zo vstupných údajov (s ich nízkou kvalitou);
• falošná miera zadržania (FTC) – pravdepodobnosť, že automatizovaný systém nie je schopný zistiť biometrické vstupy, keď sú prezentované správne;
• Kapacita šablóny – maximálny počet súborov údajov, ktoré je možné uložiť v systéme.

V Rusku je používanie biometrických údajov upravené článkom 11 federálneho zákona „O osobných údajoch“ z 27. júla 2006.

Porovnávacia analýza hlavných metód biometrickej identifikácie

Porovnanie biometrických metód autentifikácie pomocou matematických štatistík (FAR a FRR)

Hlavnými parametrami na vyhodnotenie akéhokoľvek biometrického systému sú dva parametre:

FAR (miera falošného prijatia)- false pass rate, t.j. percento situácií, kedy systém umožňuje prístup používateľovi, ktorý nie je v systéme registrovaný.

FRR (miera falošných odmietnutí)- miera falošného odmietnutia, t.j. odmietnutie prístupu skutočnému používateľovi systému.

Obidve charakteristiky sa získavajú výpočtom na základe metód matematickej štatistiky. Čím sú tieto indikátory nižšie, tým presnejšie je rozpoznanie objektu.

Pre dnešné najpopulárnejšie biometrické metódy identifikácie sú priemerné hodnoty FAR a FRR nasledovné:

Ale na vybudovanie efektívneho systému kontroly prístupu nestačia vynikajúce ukazovatele FAR a FRR. Napríklad je ťažké si predstaviť systém kontroly prístupu založený na analýze DNA, hoci pri tejto metóde autentifikácie majú uvedené koeficienty tendenciu k nule. Ale čas identifikácie rastie, zvyšuje sa vplyv ľudského faktora a neprimerane sa zvyšujú náklady na systém.

Pre kvalitatívnu analýzu biometrického systému kontroly prístupu je teda potrebné použiť iné údaje, ktoré sa niekedy dajú získať len experimentálne.

V prvom rade by takéto údaje mali zahŕňať možnosť falšovania biometrických údajov na identifikáciu v systéme a spôsoby zvýšenia úrovne bezpečnosti.

Po druhé, stabilita biometrických faktorov: ich nemennosť v čase a nezávislosť od podmienok prostredia.

Ako logický dôsledok - rýchlosť autentifikácie, možnosť rýchleho bezkontaktného odstránenia biometrických údajov pre identifikáciu.

A, samozrejme, náklady na implementáciu biometrického ACS na základe uvažovanej metódy autentifikácie a dostupnosti komponentov.

Porovnanie biometrických metód z hľadiska odolnosti voči falšovaniu údajov

Falšovanie biometrických údajov v každom prípade ide o pomerne komplikovaný proces, ktorý si často vyžaduje špeciálne školenie a technickú podporu. Ale ak sa vám podarí sfalšovať odtlačok prsta doma, tak úspešné falšovanie dúhovky ešte nie je známe. A pre systémy biometrickej autentifikácie na sietnici je jednoducho nemožné vytvoriť falošný.

Porovnanie biometrických metód pre možnosť silnej autentifikácie

Zvýšenie úrovne bezpečnosti biometrického systému kontrola prístupu sa spravidla dosahuje softvérovými a hardvérovými metódami. Napríklad technológie "živých prstov" pre odtlačky prstov, analýza mimovoľných zášklbov - pre oči. Pre zvýšenie úrovne bezpečnosti môže byť biometrická metóda jednou zo súčastí viacfaktorového autentifikačného systému.

Zahrnutie dodatočných bezpečnostných prvkov do hardvérovo-softvérového komplexu zvyčajne značne zvyšuje jeho náklady. Pri niektorých metódach je však možná silná autentifikácia na základe štandardných komponentov: použitie niekoľkých šablón na identifikáciu používateľa (napríklad viacnásobné odtlačky prstov).

Porovnanie autentizačných metód pre nemennosť biometrických charakteristík

Pretrvávanie biometrickej charakteristiky v čase koncepcia je tiež podmienená: všetky biometrické parametre sa môžu zmeniť v dôsledku lekárskej operácie alebo zranenia. Ak je však bežný strih v domácnosti, ktorý môže sťažiť overenie používateľa odtlačkom prsta, bežnou situáciou, potom je operácia, pri ktorej sa zmení vzor dúhovky, vzácnosťou.

Porovnanie podľa citlivosti na vonkajšie faktory

Vplyv parametrov prostredia na efektivitu prevádzky ACS závisí od algoritmov a pracovných technológií implementovaných výrobcom zariadenia a môže sa výrazne líšiť aj v rámci tej istej biometrickej metódy. Nápadným príkladom takýchto rozdielov môžu byť čítačky odtlačkov prstov, ktoré sú vo všeobecnosti dosť citlivé na vplyv vonkajších faktorov.

Ak porovnáme iné metódy biometrickej identifikácie, 2D rozpoznávanie tváre bude najcitlivejšie: kritická tu môže byť prítomnosť okuliarov, klobúka, nového účesu či zarastenej brady.

Systémy, ktoré používajú metódu autentifikácie sietnice, vyžadujú pomerne pevnú polohu oka vzhľadom na skener, nehybnosť používateľa a zaostrenie samotného oka.

Metódy identifikácie používateľa na základe vzoru žíl a očnej dúhovky sú v prevádzke relatívne stabilné, ak sa ich nepokúšate použiť v extrémnych pracovných podmienkach (napríklad bezkontaktná autentifikácia na veľkú vzdialenosť počas „hubového“ dažďa ).

Najmenej citlivá na vplyv vonkajších faktorov je trojrozmerná identifikácia podľa tváre. Jediný parameter, ktorý môže ovplyvniť činnosť takéhoto ACS, je nadmerné osvetlenie.

Porovnanie rýchlosti overovania

Rýchlosť autentifikácie závisí od času zberu údajov, veľkosti šablóny a množstva zdrojov pridelených na jej spracovanie a hlavných softvérových algoritmov použitých na implementáciu konkrétnej biometrickej metódy.

Porovnanie možností bezkontaktnej autentifikácie

Bezkontaktná autentifikácia dáva množstvo výhod využitia biometrických metód v systémoch fyzickej bezpečnosti v zariadeniach s vysokými sanitárnymi a hygienickými požiadavkami (medicína, potravinárstvo, výskumné ústavy a laboratóriá). Okrem toho schopnosť identifikovať vzdialený objekt urýchľuje proces overovania, čo je dôležité pre veľké systémy kontroly prístupu s vysokým prietokom. A tiež bezkontaktnú identifikáciu môžu orgány činné v trestnom konaní použiť na oficiálne účely. To je dôvod, prečo, ale zatiaľ nedosiahli udržateľné výsledky. Obzvlášť účinné sú metódy, ktoré umožňujú zachytiť biometrické charakteristiky objektu na veľkú vzdialenosť a počas pohybu. S rozšírením video sledovania je implementácia tohto princípu fungovania čoraz jednoduchšia.

Porovnanie biometrických metód pre psychický komfort užívateľa

Psychický komfort užívateľov- tiež pomerne relevantný ukazovateľ pri výbere bezpečnostného systému. Ak sa to v prípade dvojrozmerného rozpoznávania tváre alebo dúhovky stane nepostrehnuteľne, potom je skenovanie sietnice dosť nepríjemný proces. A identifikácia odtlačkov prstov, hoci neprináša nepohodlie, môže spôsobiť negatívne asociácie s forenznými vyšetrovacími metódami.

Porovnanie nákladov na implementáciu biometrických metód v ACS

Náklady na systémy kontroly prístupu a účtovníctva v závislosti od použitých metód biometrickej identifikácie sa medzi sebou značne líšia. Rozdiel však môže byť badateľný aj v rámci jedného spôsobu v závislosti od účelu systému (funkčnosti), výrobných technológií, spôsobov zvýšenia ochrany pred neoprávneným prístupom a pod.

Porovnanie dostupnosti biometrických identifikačných metód v Rusku

Identifikácia ako služba (Identification-as-a-service)

Identifikácia ako služba na trhu s biometrickými technológiami je pomerne nový koncept, ktorý však sľubuje množstvo zjavných výhod: jednoduchosť použitia, úsporu času, bezpečnosť, pohodlie, všestrannosť a škálovateľnosť – ako iné systémy založené na ukladaní a spracovaní údajov v cloude.

V prvom rade je služba Identification-as-a-service zaujímavá pre veľké projekty so širokým rozsahom bezpečnostných úloh, najmä pre štátne a miestne orgány činné v trestnom konaní, čo umožňuje vytváranie inovatívnych automatizovaných biometrických identifikačných systémov, ktoré poskytujú identifikáciu v reálnom čase. podozrivých a zločincov.

Cloudová identita ako technológia budúcnosti

Rozvoj biometrickej identifikácie ide ruka v ruke s rozvojom cloudových služieb. Moderné technologické riešenia sú zamerané na integráciu rôznych segmentov do komplexných riešení, ktoré spĺňajú všetky potreby klienta, a to nielen pri zabezpečovaní fyzickej bezpečnosti. Integrácia cloudových služieb a biometrie ako súčasti ACS je teda krokom, ktorý je plne v súlade s duchom doby a smeruje do budúcnosti.

Aké sú vyhliadky na kombinovanie biometrických technológií s cloudovými službami?

Redaktori stránky adresovali túto otázku najväčšiemu ruskému systémovému integrátorovi, spoločnosti Technoserv:

"Začnime tým, že inteligentné integrované bezpečnostné systémy, ktoré predvádzame, sú v skutočnosti jednou z možností pre cloud. A možnosť z filmu: človek raz prešiel okolo kamery a už je zadaný do systém ... Bude. Postupom času sa zvýši výpočtový výkon, ale bude.

Teraz na jednu identifikáciu v streame so zaručenou kvalitou potrebujete aspoň osem počítačových jadier: ide o digitalizáciu obrazu a rýchle porovnanie s databázou. Dnes je to technicky možné, ale komerčne nemožné – také vysoké náklady sú jednoducho nekonzistentné. S nárastom výkonu však prídeme na to, že jediná základňa biologická identifikácia bude stále vytvorená, "- odpovedá Alexander Abramov, riaditeľ odboru multimediálnych a situačných centier spoločnosti Technoserv.

Identifikácia ako Morpho Cloud Service

O prijatí cloudových služieb ako pohodlného a bezpečného riešenia, hovorí prvé nasadenie automatizovaný systém Biometrická identifikácia pre vládne vymáhanie práva v komerčnom cloude končiacom v septembri 2016: MorphoTrak, dcérska spoločnosť Safran Identity & Security, a policajné oddelenie v Albuquerque úspešne nasadili MorphoBIS na MorphoCloud. Polícia už zaznamenala výrazné zvýšenie rýchlosti spracovania, ako aj schopnosť rozoznať výtlačky oveľa horšej kvality.

Služba vyvinutá spoločnosťou MorphoTrak) je založená na Vláda Microsoft Azure a zahŕňa niekoľko mechanizmov biometrickej identifikácie: biometriu odtlačkov prstov, biometriu tváre a dúhovky. Okrem toho je možné rozpoznávanie tetovania, hlasu, služieb (VSaaS).

Kybernetická bezpečnosť systému je čiastočne zaručená hostingom vládneho servera Criminal Justice Information Services (CJIS) a čiastočne kombinovanou bezpečnostnou expertízou spoločností Morpho a Microsoft.

"Naše riešenie sme navrhli tak, aby pomohlo presadzovaniu práva dosiahnuť úsporu času a zvýšenú efektivitu. Bezpečnosť je samozrejme kľúčovým prvkom. Chceli sme, aby cloudové riešenie spĺňalo prísne bezpečnostné zásady vlády CJIS a zistili sme, že Microsoft je ideálnym partnerom na poskytovanie prísnej kontroly nad kriminálne údaje a údaje o národnej bezpečnosti v rámci geograficky distribuovaného prostredia dátového centra." hovorí Frank Barrett, riaditeľ cloudových služieb v MorphoTrak, LLC.

Výsledkom je, že Morpho Cloud je vynikajúcim príkladom outsourcovaná správa identity, ktoré môžu poskytnúť efektívne a nákladovo efektívne zlepšenia bezpečnostných systémov presadzovania práva. Identifikácia ako služba poskytuje výhody, ktoré väčšina inštitúcií nemá. Napríklad geograficky distribuovaná obnova po havárii je zvyčajne nerealizovateľná z hľadiska vysokých nákladov na projekt a zvýšenie úrovne bezpečnosti týmto spôsobom je možné len vďaka rozsahu Microsoft Azure a Morpho Cloud.

Biometrická autentifikácia na mobilných zariadeniach

Autentifikácia odtlačkom prsta na mobilných zariadeniach

Výskum od Biometrics Research Group, Inc. sa venuje analýze a prognóze vývoja trhu s biometrickou autentifikáciou v mobilných zariadeniach. Štúdiu sponzorovali poprední výrobcovia na trhu s biometriou Cognitec, VoicePIN a aplikované rozpoznávanie.

Trh s mobilnou biometriou v číslach

Podľa štúdie sa objem segmentu mobilnej biometrie odhaduje na 9 miliárd dolárov do roku 2018 a 45 miliárd dolárov do roku 2020 na celom svete. Zároveň sa využitie biometrických charakteristík na autentifikáciu využije nielen na odomykanie mobilných zariadení, ale aj na organizáciu viacfaktorové overenie a okamžité potvrdenie elektronických platieb.

Rozvoj trhového segmentu mobilnej biometrie je spojený s aktívnym využívaním smartfónov s predinštalovanými senzormi. Treba poznamenať, že do konca roka 2015 mobilné zariadenia s biometriou bude používať najmenej 650 miliónov ľudí. Počet používateľov mobilných telefónov s biometrickými senzormi podľa predpovedí porastie o 20,1 % ročne a do roku 2020 to budú minimálne 2 miliardy ľudí.

Materiál špeciálneho projektu "Bez kľúča"

Špeciálny projekt „Bez kľúča“ je akumulátorom informácií o ACS, konvergovanom prístupe a personalizácii kariet

Krádeže identity sú v spoločnosti čoraz väčším problémom – podľa americkej Federálnej obchodnej komisie sa každoročne milióny stanú obeťami krádeží identity a „krádež identity“ sa stala najčastejšou sťažnosťou spotrebiteľov. V digitálnom veku tradičné metódy overovania, ako sú heslá a identifikačné karty, už nestačia na boj proti krádeži identity a na zaistenie bezpečnosti. „Náhradné reprezentácie“ osoby sa dajú ľahko niekde zabudnúť, stratiť, uhádnuť, ukradnúť alebo preniesť.

Biometrické systémy rozpoznávajú ľudí na základe ich anatomických vlastností (odtlačky prstov, obraz tváre, vzor dlane, dúhovka, hlas) alebo črty správania (podpisy, chôdza). Keďže tieto vlastnosti sú fyzicky spojené s používateľom, biometrické rozpoznávanie je spoľahlivé ako mechanizmus, ktorý zabezpečuje, že do budovy môžu vstúpiť a získať prístup len tí, ktorí majú potrebnú autoritu. počítačový systém alebo prekročiť štátnu hranicu. Biometrické systémy majú tiež jedinečné výhody – neumožňujú vám zriecť sa dokončenej transakcie a umožňujú určiť, kedy jednotlivec používa viacero certifikátov (napríklad pasy) na rôzne mená. Pri správnej implementácii vo vhodných aplikáciách teda biometrické systémy poskytujú vysokú úroveň bezpečnosti.

Orgány činné v trestnom konaní používajú biometrické overovanie odtlačkov prstov pri vyšetrovaní už viac ako storočie a v posledných desaťročiach došlo k rýchlemu nárastu implementácie biometrických rozpoznávacích systémov vo vládnych a komerčných organizáciách po celom svete. Na obr. 1 uvádza niekoľko príkladov. Zatiaľ čo mnohé z týchto implementácií sú veľmi úspešné, existujú obavy z nedostatočnej bezpečnosti biometrických systémov a potenciálneho narušenia súkromia v dôsledku neoprávneného uvoľnenia uložených biometrických údajov používateľov. Ako každý iný autentifikačný mechanizmus, aj biometrický systém môže skúsený podvodník obísť s dostatočným časom a prostriedkami. Je dôležité rozptýliť tieto obavy, aby sa získala dôvera verejnosti v biometrické technológie.

Princíp fungovania biometrického systému

Biometrický systém v štádiu registrácie zaznamená pomocou snímača vzorku biometrickej vlastnosti používateľa – napríklad zachytí tvár na kameru. Potom sa z biometrickej vzorky extrahujú jednotlivé prvky – napríklad markanty (jemné detaily línií prsta) – pomocou softvérového algoritmu na extrahovanie prvkov (extraktor funkcií). Systém ukladá extrahované vlastnosti ako šablónu v databáze spolu s ďalšími identifikátormi, ako je meno alebo identifikačné číslo. Na autentifikáciu používateľ predloží senzoru ďalšiu biometrickú vzorku. Vlastnosti získané z nej sú dopytom, ktorý systém porovnáva s deklarovanou šablónou osobnosti pomocou zodpovedajúceho algoritmu. Vracia skóre zhody označujúce stupeň podobnosti medzi šablónou a dopytom. Systém akceptuje prihlášku len vtedy, ak skóre zápasu presiahne preddefinovanú hranicu.

Zraniteľnosť biometrických systémov

Biometrický systém je náchylný na dva typy chýb (obr. 2). Keď systém nerozpozná legitímneho používateľa, dôjde k odmietnutiu služby a keď je podvodník nesprávne identifikovaný ako autorizovaný používateľ, ide o narušenie. Takýchto zlyhaní je veľa. možné príčiny, možno ich rozdeliť na prirodzené obmedzenia a škodlivé útoky.

prirodzené limity

Na rozdiel od systémov autentifikácie pomocou hesla, ktoré vyžadujú presnú zhodu medzi dvoma alfanumerickými reťazcami, biometrický autentifikačný systém sa spolieha na určitý stupeň podobnosti medzi dvoma biometrickými vzorkami, a keďže jednotlivé biometrické vzorky získané počas registrácie a autentifikácie sú len zriedka identické, ako je to znázornené na ryži. 3, biometrický systém môže robiť dva druhy chýb autentifikácie. K falošnému nesúladu dochádza, keď dve vzorky od toho istého jednotlivca majú nízku podobnosť a systém ich nedokáže porovnať. Falošná zhoda nastane, keď dve vzorky od rôznych jednotlivcov majú vysokú podobnosť a systém ich nesprávne vyhlási za zhodu. Falošný nesúlad vedie k odmietnutiu služby pre legitímneho používateľa, zatiaľ čo falošný nesúlad môže viesť k vniknutiu podvodníka. Keďže na oklamanie systému nepotrebuje použiť žiadne špeciálne opatrenia, takéto narušenie sa nazýva útok s nulovým úsilím. Veľká časť výskumu v oblasti biometrie za posledných päťdesiat rokov bola zameraná na zlepšenie presnosti autentifikácie – na minimalizáciu falošných nezhôd a zhôd.

Útoky votrelcov

Biometrický systém môže zlyhať aj v dôsledku zlomyseľnej manipulácie, ktorá môže byť vykonaná prostredníctvom zasvätených osôb, ako sú správcovia systému, alebo priamym útokom na systémovú infraštruktúru. Útočník môže obísť biometrický systém tým, že sa dohodne s (alebo nátlakom) zasvätených osôb alebo využije ich nedbanlivosť (napríklad sa neodhlási po dokončení transakcie) alebo podvodne zmanipuluje postupy registrácie a spracovania výnimiek, ktoré boli pôvodne navrhnuté. na pomoc oprávneným používateľom. Externí útočníci môžu tiež spôsobiť zlyhanie biometrického systému priamymi útokmi na používateľské rozhranie (senzor), extrakciou vlastností alebo párovaním modulov alebo spojením medzi modulmi alebo základňou šablón.

Príkladmi útokov zameraných na systémové moduly a ich prepojenia sú trójske kone, man-in-the-middle a replay útoky. Keďže väčšina z týchto útokov je aplikovateľná aj na systémy autentifikácie hesiel, existuje množstvo protiopatrení, ako je kryptografia, časová pečiatka a vzájomná autentifikácia, ktoré môžu zabrániť alebo minimalizovať účinok takýchto prienikov.

Dve vážne zraniteľnosti, ktoré si zaslúžia osobitnú pozornosť v kontexte biometrickej autentifikácie, sú útoky UI spoofing a úniky databázy šablón. Tieto dva útoky majú vážny negatívny dopad na bezpečnosť biometrického systému.

Falšovací útok spočíva v poskytnutí falošného biometrického znaku, ktorý nie je odvodený od živej osoby: plastelínový prst, snímka alebo maska ​​tváre, skutočný odrezaný prst legitímneho používateľa.

Základným princípom biometrickej autentifikácie je, že aj keď samotné biometrické prvky nie sú tajné (môžete tajne získať fotografiu tváre osoby alebo odtlačok prsta z predmetu alebo povrchu), systém je napriek tomu bezpečný, pretože funkcia je fyzicky viazaná. živému užívateľovi. Úspešné spoofingové útoky porušujú tento základný predpoklad, čím vážne podkopávajú bezpečnosť systému.

Výskumníci navrhli mnoho metód na určenie životného stavu. Napríklad overením fyziologických charakteristík prstov alebo pozorovaním mimovoľných faktorov, ako je žmurkanie, je možné overiť, že biometrický znak zaznamenaný snímačom skutočne patrí živej osobe.

Únik databázy šablón je situácia, keď sa útočníkovi sprístupnia informácie o šablóne legitímneho používateľa. To zvyšuje riziko falšovania, pretože pre útočníka je jednoduchšie obnoviť biometrický vzor jednoduchým reverzným inžinierstvom šablóny (obr. 4). Na rozdiel od hesiel a fyzických identifikátorov nie je možné ukradnutú šablónu jednoducho nahradiť novou, pretože biometrické údaje existujú v jedinej kópii. Ukradnuté biometrické šablóny možno použiť aj na cudzie účely – napríklad na tajné špehovanie osoby v rôznych systémoch alebo na získanie súkromných informácií o jej zdravotnom stave.

Zabezpečenie biometrickej šablóny

Najdôležitejším faktorom pri minimalizácii bezpečnostných rizík a narušenia súkromia spojeného s biometrickými systémami je ochrana biometrických šablón uložených v databáze systému. Aj keď tieto riziká možno do určitej miery zmierniť decentralizovaným ukladaním šablón, napríklad na čipovej karte, ktorú nosí používateľ, takéto riešenia nie sú praktické v systémoch ako US-VISIT a Aadhaar, ktoré vyžadujú deduplikáciu.

V súčasnosti existuje veľa metód na ochranu hesiel (vrátane šifrovania, hashovania a generovania kľúčov), ale sú založené na predpoklade, že heslá, ktoré používateľ zadáva počas fázy registrácie a autentifikácie, sú identické.

Požiadavky na zabezpečenie šablóny

Hlavným problémom pri navrhovaní schém zabezpečenia biometrických šablón je dosiahnuť prijateľný kompromis medzi týmito tromi požiadavkami.

Nevratnosť. Pre útočníka by malo byť ťažké vypočítať biometrické prvky z uloženej šablóny alebo vytvoriť fyzické falzifikáty biometrických prvkov.

Rozlíšiteľnosť.Šablónová bezpečnostná schéma nesmie znižovať presnosť autentifikácie biometrického systému.

Zrušiteľnosť. Z tých istých biometrických údajov by malo byť možné vytvoriť niekoľko bezpečných šablón, ktoré nie je možné priradiť k týmto údajom. Táto vlastnosť nielenže umožňuje biometrickému systému odvolať a vydať nové biometrické šablóny v prípade kompromitácie databázy, ale tiež zabraňuje krížovému porovnávaniu medzi databázami, čím zachováva súkromie používateľských údajov.

Metódy ochrany šablón

Existujú dva všeobecné princípy ochrany biometrických šablón: transformácia biometrických znakov a biometrické kryptosystémy.

Kedy transformácie biometrických prvkov(obr. 5, a) chránená šablóna sa získa aplikáciou funkcie nevratnej transformácie na pôvodnú šablónu. Takáto transformácia je zvyčajne založená na individuálnych charakteristikách používateľa. Počas procesu autentifikácie systém aplikuje rovnakú transformačnú funkciu na požiadavku a porovnávanie sa uskutoční pre transformovaný vzor.

Biometrické kryptosystémy(obr. 5, b) uchovávať len časť informácií získaných z biometrickej šablóny – táto časť sa nazýva bezpečná skica. Hoci sama o sebe nepostačuje na obnovenie pôvodnej šablóny, stále obsahuje potrebné množstvo údajov na obnovenie šablóny v prítomnosti inej biometrickej vzorky podobnej tej, ktorá sa získala pri registrácii.

Bezpečná miniatúra sa zvyčajne získa priradením biometrickej šablóny ku kryptografickému kľúču, avšak bezpečná miniatúra nie je to isté ako biometrická šablóna zašifrovaná pomocou štandardné metódy. V konvenčnej kryptografii sú šifrovaná šablóna a dešifrovací kľúč dve rôzne entity a šablóna je bezpečná len vtedy, ak je zabezpečený aj kľúč. V zabezpečenej šablóne sú biometrická šablóna aj kryptografický kľúč zapuzdrené súčasne. Kľúč ani šablónu nie je možné obnoviť iba pomocou chránenej miniatúry. Keď sa systému predloží biometrická požiadavka dostatočne podobná šablóne, môže obnoviť pôvodnú šablónu aj šifrovací kľúč pomocou štandardných techník detekcie chýb.

Výskumníci navrhli dve hlavné metódy na generovanie bezpečného náčrtu: fuzzy záväzok a fuzzy vault. Prvý z nich možno použiť na zabezpečenie biometrických šablón reprezentovaných ako binárne reťazce s pevnou dĺžkou. Druhý je užitočný na ochranu vzorov reprezentovaných ako množiny bodov.

Klady a zápory

Transformácia biometrických vlastností a biometrické kryptosystémy majú svoje klady a zápory.

Mapovanie v schéme transformácie vlastností sa často vyskytuje priamo a je dokonca možné vyvinúť transformačné funkcie, ktoré nemenia charakteristiky pôvodného priestoru vlastností. Môže však byť ťažké vytvoriť úspešnú transformačnú funkciu, ktorá je nezvratná a tolerantná voči nevyhnutnej zmene biometrických vlastností používateľa v priebehu času.

Hoci existujú metódy na generovanie bezpečných miniatúr založených na princípoch informačnej teórie pre biometrické systémy, výzvou je reprezentovať tieto biometrické vlastnosti v štandardizovaných dátových formátoch, ako sú binárne reťazce a bodkové vzory. Jednou z aktuálnych tém výskumu je preto vývoj algoritmov, ktoré konvertujú pôvodnú biometrickú šablónu do takýchto formátov bez straty zmysluplných informácií.

Metódy fuzzy záväzok a fuzzy vault majú aj ďalšie obmedzenia, vrátane neschopnosti generovať veľa nesúvisiacich šablón z rovnakého súboru biometrických údajov. Jedným z možných spôsobov, ako prekonať tento problém, je použiť funkciu transformácie vlastností na biometrickú šablónu predtým, ako ju zabezpečí biometrický kryptosystém. Biometrické kryptosystémy, ktoré kombinujú transformáciu s bezpečným generovaním miniatúr, sa nazývajú hybridné.

Súkromie Puzzle

Nerozlučné prepojenie medzi používateľmi a ich biometrickými vlastnosťami vyvoláva oprávnené obavy z možnosti zverejnenia osobných údajov. Najmä znalosť informácií o biometrických šablónach uložených v databáze môže byť použitá na kompromitáciu súkromných informácií o používateľovi. Schémy ochrany predlohy môžu túto hrozbu do určitej miery zmierniť, ale mnohé zložité otázky ochrany súkromia sú mimo rámca biometrických technológií. Kto vlastní údaje – jednotlivec alebo poskytovatelia služieb? Je používanie biometrických údajov v súlade s bezpečnostnými potrebami každého jednotlivého prípadu? Mal by sa napríklad vyžadovať odtlačok prsta pri kúpe hamburgeru v reštaurácii rýchleho občerstvenia alebo pri prístupe na komerčnú webovú stránku? Aký je najlepší kompromis medzi bezpečnosťou aplikácie a súkromím? Malo by sa napríklad vládam, firmám a iným povoliť používať monitorovacie kamery na verejných miestach na skryté sledovanie legitímnej aktivity používateľov?

K dnešnému dňu neexistujú žiadne úspešné praktické riešenia takýchto problémov.

Biometrické rozpoznávanie poskytuje silnejšiu autentifikáciu používateľa ako heslá a identifikačné dokumenty a je jediným spôsobom, ako odhaliť podvodníkov. Aj keď biometrické systémy nie sú úplne bezpečné, výskumníci urobili významný pokrok v identifikácii slabých miest a vývoji protiopatrení. Nové algoritmy na ochranu biometrických šablón čiastočne riešia obavy o bezpečnosť systému a súkromie údajov používateľa, ale predtým budú potrebné ďalšie zlepšenia. podobné metódy pripravený na použitie v reálnom svete.

Anil Jane([e-mail chránený]) - profesor fakulty počítačová veda a University of Engineering Design of Michigan, Kartik Nandakumar([e-mail chránený]) je výskumníkom v Singapurskom inštitúte pre výskum infokomunikácií.

Anil K. Jain, Kathik Nandakumar, Biometrická autentifikácia: Bezpečnosť systému a súkromie používateľa. IEEE Computer, november 2012, IEEE Computer Society. Všetky práva vyhradené. Pretlačené so súhlasom.