Biyometrik kimlik belirleme araçları. Ana seçim kriterleri. Biyometrik özelliklerin değişmezliğine dayalı kimlik doğrulama yöntemlerinin karşılaştırılması

Biyometrik kimlik doğrulama sistemleri- kişilerin kimliklerini doğrulamak için biyometrik verileri kullanan kimlik doğrulama sistemleri.

Biyometrik kimlik doğrulama- kullanıcının kendi biyometrik görüntüsünü sunması ve bu görüntünün önceden belirlenmiş bir kimlik doğrulama protokolüne uygun olarak dönüştürülmesi yoluyla, kullanıcının beyan ettiği adının doğruluğunun kanıtlanması ve doğrulanması süreci.

Bu sistemler, örneğin sürücü yüz tanıma sistemleri ve biyometrik zaman takip araçları gibi biyometrik tanımlama sistemleriyle karıştırılmamalıdır. Biyometrik kimlik doğrulama sistemleri pasif mod yerine aktif modda çalışır ve neredeyse her zaman yetkilendirmeyi içerir. Bu sistemler yetkilendirme sistemleriyle aynı olmasa da sıklıkla birlikte kullanılırlar (örneğin parmak iziyle kapı kilitlerinde).

Ansiklopedik YouTube

    1 / 4

    Active Directory'de biyometrik kimlik doğrulama

    MDG-Yenilikler. Biyometrik tanımlama sistemleri

    Biyometrik Windows kimlik doğrulaması Merhaba

    # KÜRESELLEŞME MODU # BİYOMETRİK SİSTEM #

    Altyazılar

Kimlik Doğrulama Yöntemleri

Çeşitli kontrollü erişim sistemleri, kişinin sisteme sunmak istediği şeye göre üç gruba ayrılabilir:

1) Şifre koruması. Kullanıcı gizli veriler sağlar (örneğin, PIN kodu veya şifre).

1. Evrensellik: Bu işaret istisnasız tüm insanlarda bulunmalıdır.

2. benzersizlik: Biyometri, aynı fiziksel ve davranışsal parametrelere sahip iki kişinin varlığını reddeder.

3. Tutarlılık: Doğru kimlik doğrulama için zaman içinde tutarlılık gereklidir.

4. Ölçülebilirlik: uzmanların veri tabanına daha fazla giriş yapabilmek için işareti bazı cihazlarla ölçebilmeleri gerekir.

5. Uygunluk: toplum biyometrik bir parametrenin toplanmasına ve ölçülmesine karşı olmamalıdır.

Statik yöntemler

Parmak izi kimlik doğrulaması

Parmak izi tanıma, en yaygın biyometrik kullanıcı kimlik doğrulama teknolojisidir. Yöntem, insanların parmaklarındaki benzersiz papiller desen modelinden yararlanıyor. Tarayıcı kullanılarak elde edilen parmak izi dijital koda dönüştürülür ve daha önce girilen standartlarla karşılaştırılır. Parmak izi kimlik doğrulamasını kullanmanın faydaları kullanım kolaylığı, rahatlık ve güvenilirliktir. Bu teknolojinin çok yönlülüğü, herhangi bir alanda kullanılmasına ve kullanıcıların güvenilir ve oldukça doğru bir şekilde tanımlanmasının gerekli olduğu her türlü ve çok çeşitli sorunları çözmesine olanak tanır.

Parmak izleri hakkında bilgi edinmek için özel tarayıcılar kullanılır. Parmak izlerinin net bir elektronik temsilini elde etmek için, parmak izi çok küçük olduğundan ve açıkça görülebilen papiller desenleri elde etmek çok zor olduğundan oldukça spesifik yöntemler kullanılır.

Yaygın olarak kullanılan üç ana parmak izi tarayıcı türü vardır: kapasitif, yuvarlanan ve optik. En yaygın ve yaygın olarak kullanılanları optik tarayıcılardır, ancak bunların ciddi bir dezavantajı vardır. Optik tarayıcılar aptallara ve ölü parmaklara karşı dayanıklı değildir, bu da onların diğer tarayıcı türleri kadar etkili olmadığı anlamına gelir. Ayrıca bazı kaynaklarda parmak izi tarayıcıları fiziksel prensiplerine göre 3 sınıfa ayrılmaktadır: optik, silikon, ultrasonik. ] [ ] .

İris kimlik doğrulaması

Bu teknoloji Biyometrik kişisel kimlik doğrulama, insan gözünün irisinin işaretlerinin ve özelliklerinin benzersizliğini kullanır. İris, omurgalılarda, ortasında bir delik (gözbebeği) bulunan ince, hareketli bir göz diyaframıdır; Korneanın arkasında, ön ve arka kısım arasında yer alır. arka kameralar gözler, merceğin önünde. İris, insan doğmadan önce oluşur ve yaşam boyunca değişmez. İrisin dokusu, bir bilgisayar tarafından ölçülebilen çok sayıda çevreleyen daire ve desenden oluşan bir ağa benzer, irisin deseni çok karmaşıktır, bu, yüksek bir değerin yardımıyla yaklaşık 200 nokta seçmenize olanak tanır. kimlik doğrulama güvenilirliği derecesi sağlanır. Karşılaştırma için, en iyi sistemler Parmak izi tanımlamada 60-70 nokta kullanılır.

İris tanıma teknolojisi, kızılötesi ışınlar veya parlak ışık kullanan retina taramalarının müdahaleciliğini ortadan kaldırmak için geliştirildi. Bilim adamları ayrıca insan retinasının zamanla değişebileceğini ancak irisin değişmediğini gösteren bir dizi çalışma da yürüttüler. Ve en önemlisi, ikizlerde bile tamamen aynı iki iris deseni bulmak imkansızdır. İrisin bireysel kaydını elde etmek için siyah beyaz kamera saniyede 30 kayıt yapar. Hafif bir ışık irisi aydınlatarak video kameranın irise odaklanmasını sağlar. Kayıtlardan biri daha sonra sayısallaştırılıyor ve kayıtlı kullanıcılardan oluşan bir veritabanında saklanıyor. Prosedürün tamamı birkaç saniye sürer ve sesli yönlendirme ve otomatik odaklama kullanılarak tamamen bilgisayarla gerçekleştirilebilir. Kamera, tarama ekipmanına bağlı olarak 10 cm ila 1 metre mesafeye kurulabilir. Bir görüntü elde etme süreci taramayı değil, yalnızca fotoğraf çekmeyi içerdiğinden "tarama" terimi yanıltıcı olabilir. Ortaya çıkan iris görüntüsü daha sonra basitleştirilmiş bir forma dönüştürülür, kaydedilir ve daha sonra karşılaştırılmak üzere saklanır. Gözlükler ve kontakt lensler, renkli olanlar bile kimlik doğrulamanın kalitesini etkilemez. [ ] [ ] .

Maliyet her zaman bu teknolojiyi benimsemenin önündeki en büyük caydırıcı faktör olmuştur, ancak artık iris tanımlama sistemleri çeşitli şirketler için daha uygun fiyatlı hale geliyor. Teknolojinin savunucuları, iris tanımanın çok yakında çeşitli alanlarda yaygın bir tanımlama teknolojisi haline geleceğini iddia ediyor.

Retina kimlik doğrulaması

El geometrisi kimlik doğrulaması

Bu biyometrik yöntem, bir kişinin kimliğini doğrulamak için elin şeklini kullanır. Bireysel el şekli parametrelerinin benzersiz olmaması nedeniyle çeşitli özelliklerin kullanılması gerekmektedir. Parmakların kıvrımları, uzunluğu ve kalınlığı, el sırtının genişliği ve kalınlığı, eklemler arası mesafe ve kemik yapısı gibi el parametreleri taranır. Ayrıca elin geometrisi küçük detaylar içerir (örneğin ciltteki kırışıklıklar). Eklem ve kemiklerin yapısı nispeten kalıcı özellikler olmasına rağmen, dokuların şişmesi veya eldeki morluklar orijinal yapıyı bozabilir. Teknoloji sorunu: Ampütasyon olasılığını hesaba katmadan bile, “artrit” adı verilen bir hastalık, tarayıcıların kullanımını büyük ölçüde engelleyebilir.

Bir kamera ve aydınlatıcı diyotlardan oluşan bir tarayıcı kullanılarak (bir eli tararken diyotlar sırayla açılır, bu, elin farklı projeksiyonlarını elde etmenizi sağlar), ardından elin üç boyutlu bir görüntüsü oluşturulur. El geometrisi kimlik doğrulamasının güvenilirliği, parmak izi kimlik doğrulamasıyla karşılaştırılabilir.

El geometrisi kimlik doğrulama sistemlerinin yaygın olarak kullanılması, kullanıcılara kolaylık sağladığının bir kanıtıdır. Bu seçeneğin kullanılması birçok nedenden dolayı caziptir. Bir numune alma prosedürü oldukça basittir ve görüntüye yüksek talepler getirmez. Ortaya çıkan şablonun boyutu çok küçüktür, birkaç bayttır. Kimlik doğrulama işlemi sıcaklık, nem veya kirden etkilenmez. Standartla karşılaştırıldığında yapılan hesaplamalar oldukça basittir ve kolayca otomatikleştirilebilir.

El geometrisine dayalı kimlik doğrulama sistemleri 70'li yılların başında tüm dünyada kullanılmaya başlandı. [ ] [ ]

Yüz geometrisi kimlik doğrulaması

Bir kişinin yüz geometrisine dayalı biyometrik kimlik doğrulaması oldukça yaygın bir tanımlama ve kimlik doğrulama yöntemidir. Teknik uygulama karmaşık bir matematik problemidir. Tren istasyonlarında, havalimanlarında, meydanlarda, caddelerde, yollarda ve diğer kalabalık yerlerde yeterli sayıda video kameranın görülebildiği multimedya teknolojilerinin yaygın kullanımı bu alanın gelişmesinde belirleyici olmuştur. İnsan yüzünün üç boyutlu modelini oluşturmak için gözlerin, kaşların, dudakların, burnun ve yüzün diğer çeşitli unsurlarının hatları izole edilir, ardından aralarındaki mesafe hesaplanır ve üç boyutlu bir model oluşturulur. onu kullanıyor. Belirli bir kişiye karşılık gelen benzersiz bir modeli belirlemek için 12 ila 40 karakteristik öğe gereklidir. Şablon, yüzün döndürülmesi, eğilmesi, ışığın değiştirilmesi, ifadenin değiştirilmesi durumlarında görüntünün birçok varyasyonunu dikkate almalıdır. Bu seçeneklerin aralığı uygulamaya bağlı olarak değişir Bu method(tanımlama, kimlik doğrulama, geniş alanlarda uzaktan arama vb. için). Bazı algoritmalar bir kişinin gözlüklerini, şapkasını, bıyıklarını ve sakallarını telafi etmenize olanak tanır. [ ] [ ]

Yüz termogramı kullanarak kimlik doğrulama

Yöntem, yüz termogramının her kişi için benzersiz olduğunu gösteren çalışmalara dayanmaktadır. Termogram kızılötesi kameralar kullanılarak elde edilir. Yüz geometrisi kimlik doğrulamasının aksine, bu yöntem ikizleri ayırt eder. Özel maske kullanımı, plastik cerrahi, insan vücudunun yaşlanması, vücut ısısı, soğuk havalarda yüz derisinin soğutulması termogramın doğruluğunu etkilemez. Kimlik doğrulama kalitesinin düşük olması nedeniyle yöntem şu anda yaygın değildir.

Dinamik Yöntemler

Sesli kimlik doğrulama

Biyometrik ses kimlik doğrulama yöntemi, kullanım kolaylığı ile karakterize edilir. Bu yöntem pahalı ekipmanlara ihtiyaç duymaz, yalnızca bir mikrofon ve ses kartı gerektirir. Şu anda, bu kimlik doğrulama yöntemi modern iş merkezlerinde yaygın olarak kullanıldığı için bu teknoloji hızla gelişiyor. Ses şablonu oluşturmanın pek çok yolu vardır. Genellikle bunlar sesin frekans ve istatistiksel özelliklerinin farklı kombinasyonlarıdır. Modülasyon, tonlama, perde vb. parametreler dikkate alınabilir.

Sesli kimlik doğrulama yönteminin ana ve tanımlayıcı dezavantajı, yöntemin doğruluğunun düşük olmasıdır. Örneğin sistem soğuk algınlığı olan bir kişiyi tanımayabilir. Önemli bir sorun bir kişinin sesinin tezahürlerinin çeşitliliğini oluşturur: ses, sağlık durumuna, yaşına, ruh haline vb. bağlı olarak değişebilir. Bu çeşitlilik, bir kişinin sesinin ayırt edici özelliklerinin belirlenmesinde ciddi zorluklar yaratır. Ayrıca gürültü bileşeninin dikkate alınması da bir diğer önemli ve çözülmemiş sorundur. pratik kullanım sesli kimlik doğrulama. Bu yöntemi kullanırken Tip II hata olasılığı yüksek olduğundan (yüzde bir düzeyinde), bilgisayar laboratuvarları, imalat şirketlerinin laboratuvarları vb. gibi orta güvenlikli tesislerde erişimi kontrol etmek için ses kimlik doğrulaması kullanılır.

K. Gribaçov

JSC NVP "Bolid" şirketinde programcı

GİRİİŞ

“Biyometri” kavramı karmaşık bir alanı kapsamaktadır. çeşitli metodlar ve bir kişinin biyolojik parametrelerine göre tanımlanmasını sağlayan teknolojiler. Biyometri, her insanın bireysel bir dizi fizyolojik, psikosomatik, kişisel ve diğer özelliklere sahip olduğu gerçeğine dayanmaktadır. Örneğin, fizyolojik parametreler parmakların papiller desenlerini, irisin desenini vb. içerir.

Bilgi işlem teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, özel algoritmalar kullanarak biyometrik verileri neredeyse gerçek zamanlı olarak güvenilir bir şekilde işleyebilen cihazlar ortaya çıktı. Bu, biyometrik teknolojilerin geliştirilmesine ivme kazandırdı. Son zamanlarda, uygulamalarının kapsamı sürekli genişlemektedir. Şekil 1'de biyometrinin bazı uygulamaları sunulmaktadır.

Pirinç. 1. Biyometrinin uygulama alanları

BİYOMETRİK PARAMETRELER

Biyometrik tanımlama (BI), 2 türe ayrılabilen çeşitli parametreleri kullanabilir: statik ve dinamik (Şekil 2).

Statik parametreler, bir kişinin belirli bir şekle, ağırlığa, hacme vb. sahip fiziksel bir nesne olarak “maddi” özelliklerini belirler. Bu parametreler kişinin yaşına bağlı olarak hiç değişmez veya çok az değişir (bu kural ancak çocukluk döneminde ihlal edilebilir). Ancak kişi tanımlamanın hızlı bir şekilde yapılması gerektiğinde (örneğin erişim kontrol sistemlerinde) tüm statik parametreler kullanılamaz. Açıkçası, DNA analizi oldukça fazla zaman gerektirir ve yakın gelecekte erişim kontrol sistemlerinde yaygın olarak kullanılması pek olası değildir.

Dinamik parametreler büyük ölçüde bir kişinin davranışsal veya psikosomatik özelliklerini tanımlar. Bu parametreler hem yaşa bağlı olarak hem de değişen dış ve iç faktörlere (sağlık sorunları vb.) bağlı olarak oldukça önemli ölçüde değişebilir. Ancak dinamik parametrelerin kullanımının çok önemli olduğu uygulama alanları da vardır; örneğin el yazısı incelemeleri yapılırken veya bir kişinin sesiyle kimlik tespiti yapılırken.

BİYOMETRİK BİLGİLERİN SINIRLILIKLARI VE ÖZGÜNLÜKLERİNİN AVANTAJLARI

Şu anda ezici çoğunluk biyometrik sistemler erişim kontrolü (BioSKUD) statik parametreleri kullanır. Bunlardan en yaygın parametre parmak izleridir.

Erişim kontrol sistemlerinde biyometrik bilgilerin kullanılmasının (erişim anahtarları veya proxy kartlarıyla karşılaştırıldığında) başlıca avantajları şunlardır:

■ bir tanımlama parametresinin tahrif edilmesindeki zorluklar;

■ tanımlayıcıyı kaybetmenin imkansızlığı;

■ tanımlayıcının başka bir kişiye aktarılamaması.

Tanımlanan avantajların yanı sıra, biyometrik parametrelerin "yanlışlığı" veya "bulanıklığı" ile ilişkili biyometrik sistemlerin kullanımında belirli sınırlamalar vardır. Bunun nedeni, örneğin aynı parmak izini tekrar tekrar okurken veya aynı yüzü tekrar alırken, tarayıcının hiçbir zaman tamamen aynı iki görüntüyü almamasıdır, yani tarama sonucunu etkileyen her zaman farklı faktörler vardır. Örneğin, bir parmağın tarayıcıdaki konumu hiçbir zaman katı bir şekilde sabitlenmez; bir kişinin yüz ifadesi de değişebilir, vb.

Biyometrik bilgi toplamanın bu temel "tekrarlanamazlığı", biyometrik sistemlerin belirli bir özelliğidir ve sonuç olarak, bu, bilgisayar algoritmalarının "zekası" ve güvenilirliğinin yanı sıra mikroişlemci elemanlarının hızına yönelik gereksinimlerin de önemli ölçüde artmasına yol açar. ACS. Aslında, bir yakınlık kartı kullanırken kimlik için iki dijital kodu kontrol etmek yeterliyse, o zaman ölçülen biyometrik parametreyi karşılaştırırken Referans değeri korelasyon analizi ve/veya bulanık ("bulanık") mantığın özel, oldukça karmaşık algoritmalarının kullanılması gereklidir.

Taranan görüntüler yerine "bulanık" tanıma sorununun çözülmesini kolaylaştırmak için özel dijital modeller veya şablonlar. Böyle bir şablon, bir biyometrik parametrenin okunan görüntüsü hakkında bilgi içeren belirli bir yapıya sahip dijital bir dizidir, ancak düzenli bir taramada olduğu gibi tüm veriler şablonda depolanmaz, yalnızca daha sonraki tanımlama için önemli olan en karakteristik bilgiler. Örneğin, yüz taramayı kullanırken şablon, burnun, gözlerin, ağzın vb. şeklini açıklayan parametreleri içerebilir. Spesifik Yöntem biyometrik bir görüntüyü dijital şablon formatına dönüştürmek kesin olarak resmileştirilmemiştir ve kural olarak her biyometrik ekipman üreticisi, kendi şablon formatlarını ve bunların oluşturulması ve karşılaştırılması için kendi algoritmalarını kullanır.

Biyometrik bir şablon kullanarak orijinal biyometrik görüntüyü geri yüklemenin temelde imkansız olduğu ayrıca belirtilmelidir. Bu açıktır, çünkü şablon aslında yalnızca gerçek bir biyometrik görüntüyü tanımlayan bir modeldir. Bu, erişim kontrol sistemlerindeki biyometri ile örneğin şablon modellerin değil, parmak izlerinin “tam” görüntülerinin kullanıldığı adli tıptaki biyometri arasında önemli bir farklılığa yol açmaktadır. Bu ayrımın akılda tutulması önemlidir, çünkü örneğin modern mevzuatta bu, biyometrik şablonların otomatik olarak bir kişinin kişisel verileri olarak sınıflandırılamayacağı anlamına gelebilir.

Pirinç. 2. Biyometrik parametre türleri ve türleri


BİYOMETRİK ACS'NİN ETKİNLİĞİNİN DEĞERLENDİRİLMESİNE YÖNELİK PARAMETRELER

Yukarıda açıklanan biyometrik bilgilerin özellikleri nedeniyle, herhangi bir BioAccess Kontrol Sisteminde her zaman iki ana türde hata olasılığı vardır:

■ ACS'nin sistemde kayıtlı bir kişiyi tanımaması (izin vermemesi) durumunda hatalı erişim reddi (FRR - Yanlış Reddetme Oranı);

■ yanlış tanımlama (FAR katsayısı - Yanlış Kabul Oranı), erişim kontrol sistemi insanların "kafasını karıştırdığında", sistemde kayıtlı olmayan "yabancı" bir kişiyi içeri alarak onu "bizden biri" olarak tanıdığında. Bu katsayılar güvenilirliği değerlendirmek için en önemli parametrelerdir.

BioSKUD.

Uygulamada, bu iki tür hatanın birbirine bağlı olması nedeniyle durum karmaşıklaşmaktadır. Bu nedenle, olası tanıma kontrol parametreleri aralığını, sistemin her zaman "kendi çalışanını tanıyacağı" (yani FRR katsayısını azaltacak şekilde) şekilde genişletmek, otomatik olarak başka birinin çalışanının bu yeniye "sızacağı" gerçeğine yol açar. genişletilmiş aralık (yani FAR katsayısı artacaktır) . Bunun tersine, FAR katsayısı arttığında (yani değeri azaldığında), FRR katsayısı otomatik olarak kötüleşecektir (artacaktır). Başka bir deyişle, sistem "yabancı" bir çalışanı kaçırmamak için tanıma işlemini ne kadar "dikkatli" yapmaya çalışırsa, "kendi" (yani kayıtlı) çalışanını tanımama olasılığı da o kadar artar. Bu nedenle pratikte FAR ve FRR katsayıları arasında her zaman bir miktar uzlaşma vardır.

Belirtilen hata oranlarına ek olarak BioACS'nin etkinliğini değerlendirmede önemli bir parametre de tanımlama hızıdır. Bu, örneğin kısa sürede çok sayıda çalışanın sistemden geçtiği kontrol noktası işletmelerinde önemlidir. Yanıt süresi birçok faktöre bağlıdır: tanımlama algoritması, şablonun karmaşıklığı, BioSKUD referans veritabanındaki çalışan biyometrik şablonlarının sayısı vb. Açıkçası, yanıt süresi aynı zamanda tanımlamanın güvenilirliği ile de ilişkilidir; tanımlama algoritması ne kadar "kapsamlı" olursa sistem bu prosedüre o kadar fazla zaman harcar.

TAKLİT VE KULLANICI HATALARINA KARŞI KORUNMA YÖNTEMLERİ

Tüm avantajlarına rağmen biyometrik bilgilerin kullanımının erişim kontrol sisteminin mutlak güvenilirliğini otomatik olarak garanti etmediği açıktır. Yukarıda açıklanan tanımlama hatalarına ek olarak, saldırganların BioSKUD'u "aldatmak" için biyometrik simülatörleri kullanma ihtimali de vardır. Taklit araçları örneğin parmak izi izleri, yüzün renkli fotoğrafları vb. olabilir.

Modern BioSKUD'ların bu tür biyosimülatörlere karşı koruma araçları vardır. Bunlardan bazılarını kısaca listeleyelim:

■ sıcaklık ölçümü (parmak, avuç içi);

■ elektriksel potansiyellerin ölçümü (parmak);

■ kan akışının varlığının ölçülmesi (avuç içi ve parmaklar);

■ dahili parametrelerin taranması (el damarlarının şekli);

■ üç boyutlu modellerin (yüzler) kullanımı.

BioSKUD'un taklitçilerden korunmanın yanı sıra kullanıcıların kendi hatalarına karşı da koruma araçlarına sahip olması gerekir. Örneğin, bir parmak izini tararken, bir çalışan yanlışlıkla veya kasıtlı olarak parmağını belli bir açıyla yerleştirebilir, çocuklar iki parmağını aynı anda tarayıcıya yerleştirebilir, vb. Bu tür olayları ortadan kaldırmak için örneğin aşağıdaki yöntemler kullanılır:

■ “anormal” parametreleri filtrelemek için özel algoritmalar;

■ çoklu tarama (örneğin, kayıt sırasında parmak izinizin üç kez taranması);

■ tekrarlanan tanımlama girişimleri olasılığı.

ÇÖZÜM

Biyometrik verilerin erişim kontrol sistemlerinde kullanılması umut verici ve hızla gelişen bir teknolojidir. Biyometrinin tanıtılması, erişim kontrol sistemlerinin “zeka” düzeyinin artırılmasını, yeni yüksek teknolojili algoritmik ve yazılım yöntemlerinin geliştirilmesini ve donanımın iyileştirilmesini gerektirir. Dolayısıyla biyometrik teknolojilerin tanıtılmasının erişim kontrolü ve yönetim sistemleri sektörünün bir bütün olarak gelişmesine katkıda bulunduğu sonucuna varabiliriz.

giriiş

1. Biyometrik kişisel tanımlama araçlarının sınıflandırılması ve temel özellikleri

2. Statik biyometrik kontrol yöntemlerinin uygulanmasının özellikleri

2.1 Papiller çizgi deseniyle tanımlama

2.2 İris tanımlama

2.3 Retinal kılcal damarlarla tanımlama

2.4 Yüzün geometrisi ve termal görüntüsü ile tanımlama

2.5 El geometrisinin tanımlanması

3. Dinamik biyometrik kontrol yöntemlerinin uygulanmasının özellikleri

3.1 El yazısı ve imza dinamikleriyle tanımlama

3.3 Klavye ritmine göre tanımlama

4. Geleceğin biyometrik teknolojileri

Çözüm

Edebiyat

giriiş

Ders ders çalışması"Kişisel tanımlamanın biyometrik yolu."

Kişisel tanımlama için modern elektronik sistemler erişim kontrolü ve yönetimi (ACS) cihazları çeşitli türleri kullanır. En yaygın olanları:

PIN kodu çevirme cihazları (düğmeli klavyeler);

Temassız akıllı kart okuyucuları (Wiegand arayüzü);

Yakınlık kart okuyucuları;

Dokunmatik hafızalı anahtar okuyucular;

Barkod okuyucu;

Biyometrik okuyucular.

Şu anda en yaygın olarak her türlü kart okuyucu (proximity, Wiegand, manyetik şeritli vb.) kullanılmaktadır. Avantajları ve kullanım kolaylıkları yadsınamaz ama otomatik erişim noktasında “kişinin değil kartın geçişi” kontrol ediliyor. Aynı zamanda kart davetsiz misafirler tarafından kaybolabilir veya çalınabilir. Tüm bunlar, yüksek güvenlik gereksinimleri olan uygulamalarda yalnızca kart okuyuculara dayalı erişim kontrol sistemlerinin kullanılma olasılığını azaltır. İnsan biyometrik parametrelerini (parmak izi, el geometrisi, retina deseni vb.) tanımlayıcı bir özellik olarak kullanan ve açıkça yalnızca belirli bir kişiye (taşıyıcıya) erişim sağlayan her türlü biyometrik erişim kontrol cihazı tarafından kıyaslanamayacak kadar yüksek bir güvenlik sağlanır. kodun (biyometrik parametreler). Ancak günümüzde bu tür cihazlar hâlâ oldukça pahalı ve karmaşıktır ve bu nedenle yalnızca özellikle önemli erişim noktalarında kullanım alanı bulmaktadır. Bir yazıcıda veya fotokopi makinesinde geçiş yapmak son derece kolay olduğundan, barkod okuyucular şu anda pratik olarak kurulmamıştır.

İşin amacı biyometrik kişisel tanımlama araçlarının çalışma ve kullanım ilkelerini göz önünde bulundurun.

1. Biyometrik kişisel tanımlama araçlarının sınıflandırılması ve temel özellikleri

Bir kişinin kimliğini benzersiz şekilde tanımlayan, kişinin benzersiz biyolojik ve fizyolojik özelliklerine dayanan biyometrik tanımlayıcıların avantajları, ilgili araçların yoğun şekilde geliştirilmesine yol açmıştır. Biyometrik tanımlayıcılar, kişinin fizyolojik özelliklerine, yani ona doğumdan itibaren verilen benzersiz özelliklere (parmak papiller çizgilerinin desenleri, iris, retina kılcal damarları, yüzün termal görüntüsü, el geometrisi, DNA) dayalı statik yöntemler kullanır ve dinamik yöntemler (el yazısı ve imza dinamikleri, ses ve konuşma özellikleri, klavye çalışmasının ritmi). Cildin subungual tabakası, tarama için belirtilen parmak hacmi, kulak şekli, vücut kokusu ve dinamik yöntemler (oynatma sırasında dudak hareketi ile tanımlama) ile tanımlama gibi benzersiz statik yöntemlerin kullanılması önerilmektedir. kod sözcüğü, bir anahtarın kapı kilidinde döndürülmesinin dinamikleri vb. ile. Modern biyometrik tanımlama araçlarının sınıflandırılması, Şekil 1'de gösterilmektedir. 1.

Biyometrik tanımlayıcılar yalnızca operatörün iki şeyi doğrulayabildiği durumlarda iyi çalışır: Birincisi, biyometrik verilerin doğrulama sırasında belirli bir kişiden alındığı ve ikincisi, bu verilerin dosya dolabında saklanan örnekle eşleştiğidir. Biyometrik özellikler benzersiz tanımlayıcılardır ancak bunların güvenilir şekilde saklanması ve müdahaleye karşı korunması konusu hala açık değildir.

Biyometrik tanımlayıcılar çok yüksek göstergeler sağlar: Yetkisiz erişim olasılığı %0,1 - 0,0001'dir, yanlış tutuklama olasılığı yüzde birdir, tanımlama süresi birkaç saniyedir, ancak öznitelik tanımlama araçlarıyla karşılaştırıldığında daha yüksek bir maliyete sahiptirler. Çeşitli biyometrik teknolojilerin tanımlama doğruluğu ve maliyetler açısından karşılaştırmasının nitel sonuçları Şekil 1'de gösterilmektedir. 2. Bilekteki damar ağının konfigürasyonlarının okunması ve karşılaştırılması, dijital forma dönüştürülen koku örnekleri, belirli akustik darbelerle ışınlandığında insan orta kulağının benzersiz akustik tepkisinin analizine dayanan erişim kontrol sistemlerinde bilinen gelişmeler vardır. , vesaire.


Pirinç. 1. Modern biyometrik tanımlama araçlarının sınıflandırılması


Biyometrik tanımlayıcıların özelliklerini önemli ölçüde iyileştirme ve maliyetlerini azaltma eğilimi, biyometrik tanımlayıcıların çeşitli erişim kontrolü ve yönetim sistemlerinde yaygın olarak kullanılmasına yol açacaktır. Şu anda bu pazarın yapısı şu şekildedir:

Herhangi bir biyometrik teknoloji aşamalar halinde uygulanır:

Bir nesneyi taramak;

Bireysel bilgilerin alınması;

Bir şablonun oluşturulması;

Geçerli şablonu veritabanıyla karşılaştırın.

Biyometrik kimlik doğrulama tekniği aşağıdaki gibidir. Kullanıcı, geçiş kontrol sistemine talepte bulunurken öncelikle kimlik kartı, plastik anahtar veya kişisel kimlik numarası kullanarak kendisini tanıtmaktadır. Kullanıcı tarafından sunulan tanımlayıcıya dayanarak sistem, hafızasında kullanıcının kişisel dosyasını (standart) bulur; burada numarayla birlikte kullanıcı kayıt prosedürü sırasında daha önce kaydedilen biyometrik verileri de saklanır. Bundan sonra kullanıcı, biyometrik parametrelerin belirtilen taşıyıcısını okunması için sisteme sunar. Sistem, alınan ve kaydedilen verileri karşılaştırarak erişim izni verme veya reddetme kararı verir.




Pirinç. 2. Biyometrik tanımlama yöntemlerinin karşılaştırılması

Bu nedenle, biyometrik karakteristik ölçüm cihazlarının yanı sıra, erişim kontrol sistemleri uygun kimlik kartı okuyucuları veya plastik anahtarlarla (veya sayısal tuş takımıyla) donatılmalıdır.

Bugün Rusya güvenlik pazarının sağladığı ana biyometrik bilgi güvenliği araçları Tablo'da verilmektedir. 1, özellikler Bazı biyometrik sistemler tabloda sunulmaktadır. 2.

Tablo 1. Modern biyometrik bilgi güvenliği araçları

İsim Üretici firma Biyoişaret Not
SACcat SAC Teknolojileri Parmak derisi deseni Bilgisayar eki
Dokunmatik Kilit, Dokunmatik Güvenli, Kimlik Cilt deseni Tesisin ACS'si
DokunmatikNet parmak
Göz Dişleme Göz tanımlama Retina çizimi Tesisin ACS'si
Sistem 7.5 gözler (monoblok)
Dağ keçisi 10 Göz tanımlama Retina çizimi Nesne erişim kontrol sistemi (port, kamera)
eriprint 2000 Biyometrik Tanımlama Parmak derisi deseni ACS istasyon vagonu
ID3D-R El Tuşu Tanıma Sistemleri El palmiye çizimi ACS istasyon vagonu
El Anahtarı Kaçmak El palmiye çizimi ACS istasyon vagonu
ICAM 2001 Göz tanımlama Retina çizimi ACS istasyon vagonu
Güvenli Dokunuş Biyometrik Erişim Şirketi Parmak derisi deseni Bilgisayar eki
BioFare Amerikan Biyometrik Corp. Parmak derisi deseni Bilgisayar eki
Parmak İzi Tanımlama Birimi sony Parmak derisi deseni Bilgisayar eki
Güvenli Klavye Tarayıcı Ulusal Kayıt A.Ş. Parmak derisi deseni Bilgisayar eki
Sınır NPF "Kristal" İmza dinamikleri, ses spektrumu Bilgisayar eki
Delsy dokunmatik çip Elsis, NPP Electron (Rusya), Opak (Beyaz Rusya), R&R (Almanya) Parmak derisi deseni Bilgisayar eki
BioLink U-Match Fare, Fare SFM-2000A BioLink Teknolojileri Parmak derisi deseni Yerleşik parmak izi tarayıcılı standart fare
Biyometrik güvenlik sistemi bilgisayar bilgisi Dakto OJSC "Chernigov Radyo Cihazları Fabrikası" Cildin biyolojik olarak aktif noktaları ve papiller çizgileri Ayrı blok
Biyometrik kontrol sistemi Iris Access 3000 LG Elektronik A.Ş. İris çizimi Kart okuyucu entegrasyonu

Otomatik kimlik doğrulamanın doğruluğundan bahsederken, iki tür hatayı ayırt etmek gelenekseldir: 1. Tip hatalar ("yanlış alarmlar") meşru bir kullanıcıya erişimin reddedilmesiyle ilişkilidir. 1. tür hatalar ("hedefi kaçırmak") - yasa dışı bir kullanıcıya erişim izni vermek. Hataların nedeni, biyometrik özellikleri ölçerken belirli bir değer dağılımının olmasıdır. Biyometride numunelerin ve yeni elde edilen özelliklerin tam bir uyum sağlaması kesinlikle imkansızdır. Bu, parmak izleri, retina taramaları veya imza tanıma da dahil olmak üzere tüm biyometri için geçerlidir. Örneğin bir elin parmakları her zaman aynı pozisyonda, aynı açıda veya aynı basınçta bulunmayabilir. Ve böylece her kontrol ettiğinizde.

Modern bilim yerinde durmuyor. Cihazların yüksek kalitede korunması giderek daha sık gerekli hale geliyor, böylece kazara ele geçiren birinin bilgilerden tam anlamıyla yararlanamaması sağlanıyor. Ayrıca bilgiyi koruma yöntemleri sadece günlük yaşamda kullanılmamaktadır.

Şifrelerin dijital olarak girilmesinin yanı sıra daha kişiselleştirilmiş biyometrik güvenlik sistemleri de kullanılmaktadır.

Ne olduğunu?

Daha önce böyle bir sistem yalnızca sınırlı durumlarda, en önemli stratejik nesneleri korumak için kullanılıyordu.

Daha sonra 11 Eylül 2011'den sonra bu erişimin sadece bu alanlarda değil, diğer alanlarda da uygulanabileceği sonucuna vardılar.

Bu nedenle, insan tanımlama teknikleri, dolandırıcılık ve terörizmle mücadelenin bir dizi yönteminin yanı sıra aşağıdaki alanlarda da vazgeçilmez hale gelmiştir:

İletişim teknolojileri, ağ ve bilgisayar veritabanlarına biyometrik erişim sistemleri;

Veri tabanı;

Bilgi depolama tesislerine vb. erişim kontrolü.

Her insanın zamanla değişmeyen veya değiştirilebilen, ancak aynı zamanda yalnızca kendisine ait olan bir dizi özelliği vardır. belirli bir kişiye. Bu bağlamda şunu vurgulamak mümkündür. aşağıdaki parametreler Bu teknolojilerde kullanılan biyometrik sistemler:

Statik - parmak izleri, kulak fotoğrafı, retina taraması ve diğerleri.

Gelecekte biyometri teknolojileri, yerleşik çipler, kartlar ve benzeri yenilikler gibi pasaport kullanarak bir kişinin kimliğini doğrulamaya yönelik geleneksel yöntemlerin yerini alacak bilimsel teknolojiler sadece Türkiye'de uygulanmayacak bu belge, aynı zamanda diğerlerinde de.

Kişilik tanıma yöntemleri hakkında küçük bir açıklama:

- Tanılama- birden çoğa; numune belirli parametrelere göre mevcut tüm numunelerle karşılaştırılır.

- Kimlik doğrulama- bire bir; numune daha önce elde edilen malzemeyle karşılaştırılır. Bu durumda kişi biliniyor olabilir, kişiye ait elde edilen veriler bu kişiye ait veri tabanında bulunan örnek parametre ile karşılaştırılır;

Biyometrik güvenlik sistemleri nasıl çalışır?

Belirli bir kişiye temel oluşturmak için onun biyolojik bireysel parametrelerini özel bir cihaz olarak dikkate almak gerekir.

Sistem alınan biyometrik karakteristik numuneyi hatırlar (kayıt işlemi). Bu durumda parametre için daha doğru bir referans değeri oluşturmak amacıyla birkaç numune yapmak gerekli olabilir. Sisteme alınan bilgiler matematiksel koda dönüştürülür.

Numune oluşturmanın yanı sıra sistem, kişisel tanımlayıcı (PIN veya akıllı kart) ile biyometrik numuneyi birleştirmek için ek adımlar gerektirebilir. Daha sonra uyumluluk taraması gerçekleştiğinde sistem, alınan verileri matematiksel kodu önceden kaydedilmiş olanlarla karşılaştırarak karşılaştırır. Eşleşirlerse kimlik doğrulamanın başarılı olduğu anlamına gelir.

Olası hatalar

Sistem, şifre veya elektronik anahtar kullanılarak yapılan tanımanın aksine hatalar üretebilir. Bu durumda, aşağıdaki yanlış bilgi verme türleri ayırt edilir:

Tip 1 hata: yanlış erişim oranı (FAR) - bir kişi diğeriyle karıştırılabilir;

Tip 2 hatası: yanlış erişim reddi oranı (FRR) - kişi sistemde tanınmıyor.

Örneğin bu seviyedeki hataları hariç tutmak için FAR ve FRR göstergelerinin kesişmesi gerekir. Ancak bu mümkün değildir çünkü bu, kişinin DNA kimliğinin belirlenmesini gerektirecektir.

Parmak izleri

Şu anda en ünlü yöntem biyometridir. Pasaport alırken, modern Rus vatandaşlarının kişisel kartlarına ekleyebilmeleri için parmak izi alma prosedüründen geçmeleri gerekmektedir.

Bu yöntem parmakların benzersizliğine dayanmaktadır ve adli tıptan (parmak izi) başlayarak oldukça uzun süredir kullanılmaktadır. Sistem, parmakları tarayarak örneği benzersiz bir koda çevirir ve bu kod daha sonra mevcut bir tanımlayıcıyla karşılaştırılır.

Kural olarak, bilgi işleme algoritmaları, parmak izi içeren belirli noktaların (dallar, desen çizgisinin sonu vb.) ayrı ayrı konumunu kullanır. Görüntüyü koda dönüştürmek ve sonucu üretmek için gereken süre genellikle yaklaşık 1 saniyedir.

Ekipman dahil yazılım onun için şu anda bir komplekste üretiliyor ve nispeten ucuz.

Aşağıdaki durumlarda parmakları (veya her iki eli) tararken hatalar oldukça sık meydana gelir:

Parmaklarda alışılmadık ıslaklık veya kuruluk var.

Eller işleniyor kimyasal elementler bu da tanımlamayı zorlaştırıyor.

Mikro çatlaklar veya çizikler var.

Büyük ve sürekli bir bilgi akışı vardır. Örneğin işyerine erişimin parmak izi tarayıcı kullanılarak gerçekleştirildiği bir kuruluşta bu mümkündür. İnsan akışı önemli olduğundan sistem başarısız olabilir.

Parmak izi tanıma sistemleriyle uğraşan en ünlü firmalar: Bayometric Inc., SecuGen. Rusya'da Sonda, BioLink, SmartLok vb. bunun üzerinde çalışıyor.

Göz irisi

Membranın düzeni intrauterin gelişimin 36. haftasında oluşur, iki ayda kurulur ve yaşam boyunca değişmez. Biyometrik iris tanımlama sistemleri bu aralıktaki diğer sistemler arasında yalnızca en doğru olanı değil, aynı zamanda en pahalı olanlardan biridir.

Yöntemin avantajı tarama yani görüntü yakalamanın hem 10 cm mesafeden hem de 10 metre mesafeden gerçekleşebilmesidir.

Bir görüntü yakalandığında, gözün irisi üzerindeki belirli noktaların konumu hakkındaki veriler bilgisayara iletilir ve bu da daha sonra kabul olasılığı hakkında bilgi sağlar. İnsan irisine ilişkin bilgilerin işlenme hızı yaklaşık 500 ms'dir.

Şimdilik bu sistem Biyometrik pazardaki tanınırlık, pazarın %9'undan fazlasını oluşturmaz toplam sayısı Bu tür tanımlama yöntemleri. Aynı zamanda parmak izi teknolojilerinin pazar payı da %50'nin üzerindedir.

Gözün irisini yakalayıp işlemenizi sağlayan tarayıcılar oldukça karmaşık bir tasarıma ve yazılıma sahiptir ve bu nedenle bu tür cihazların fiyatı yüksektir. Ayrıca Iridian başlangıçta insan tanıma sistemlerinin üretiminde tekelciydi. Daha sonra, halihazırda çeşitli cihazlar için bileşen üretimi yapan diğer büyük şirketler pazara girmeye başladı.

Dolayısıyla şu anda Rusya'da insan iris tanıma sistemleri yaratan şu şirketler var: AOptix, SRI International. Ancak bu şirketler 1. ve 2. türdeki hataların sayısına ilişkin gösterge sağlamamaktadır, dolayısıyla sistemin sahteciliğe karşı korunmadığı bir gerçek değildir.

Yüz geometrisi

2D ve 3D modlarında yüz tanıma ile ilgili biyometrik güvenlik sistemleri bulunmaktadır. Genel olarak her insanın yüz özelliklerinin benzersiz olduğuna ve yaşam boyunca değişmediğine inanılmaktadır. Belirli noktalar arasındaki mesafeler, şekil vb. gibi özellikler değişmeden kalır.

2D modu statik bir tanımlama yöntemidir. Fotoğraf çekerken kişinin hareket etmemesi gerekiyor. Sistemin bir yüzü tanımasını engelleyen arka plan, bıyık, sakal, parlak ışık ve diğer faktörler de önemlidir. Bu, herhangi bir yanlışlık olması durumunda verilen sonucun yanlış olacağı anlamına gelir.

Şu anda, bu yöntem düşük doğruluğu nedeniyle özellikle popüler değildir ve yalnızca bir kişiyi aynı anda hem yüz hem de ses yoluyla tanımak için kullanılan bir dizi yöntem olan multimodal (çapraz) biyometride kullanılmaktadır. Biyometrik güvenlik sistemleri diğer modülleri (DNA, parmak izleri ve diğerleri) içerebilir. Ayrıca çapraz yöntem, kimliğinin belirlenmesi gereken kişiyle temas gerektirmediğinden, kişilerin teknik cihazlara kaydedilen fotoğraflardan ve seslerden tanınmasını mümkün kılmaktadır.

3D yöntemi tamamen farklı giriş parametrelerine sahiptir, dolayısıyla 2D teknolojisiyle karşılaştırılamaz. Bir görüntüyü kaydederken dinamik bir yüz kullanılır. Her bir görüntüyü yakalayan sistem, alınan verilerin daha sonra karşılaştırılacağı bir 3 boyutlu model oluşturur.

Bu durumda kişinin yüzüne yansıtılan özel bir ızgara kullanılır. Saniyede birkaç kare alan biyometrik güvenlik sistemleri, içerdikleri yazılımlarla görüntüyü işler. Görüntü oluşturmanın ilk aşamasında yazılım, yüzün görülmesinin zor olduğu veya ikincil nesnelerin mevcut olduğu uygunsuz görüntüleri atar.

Daha sonra program gereksiz nesneleri (gözlük, saç modeli vb.) tespit eder ve yok sayar. Antropometrik yüz özellikleri vurgulanıp hatırlanarak özel bir veri ambarına girilen benzersiz bir kod oluşturulur. Görüntü yakalama süresi yaklaşık 2 saniyedir.

Ancak 3 boyutlu yöntemin 2 boyutlu yönteme göre avantajı olmasına rağmen yüzdeki herhangi bir önemli müdahale veya yüz ifadelerindeki değişiklikler bu teknolojinin istatistiksel güvenilirliğini bozmaktadır.

Günümüzde biyometrik yüz tanıma teknolojileri yukarıda anlatılan en bilinen yöntemlerle birlikte kullanılmakta olup, toplam biyometrik teknoloji pazarının yaklaşık %20'sini oluşturmaktadır.

Yüz tanımlama teknolojisini geliştiren ve uygulayan şirketler: Geometrix, Inc., Bioscrypt, Cognitec Systems GmbH. Rusya'da şu şirketler bu konu üzerinde çalışıyor: Artec Group, Vocord (2D yöntemi) ve diğer küçük üreticiler.

Avuç içi damarları

Yaklaşık 10-15 yıl önce yeni bir biyometrik tanımlama teknolojisi ortaya çıktı; el damarları tarafından tanınma. Bu, kandaki hemoglobinin kızılötesi radyasyonu yoğun bir şekilde emmesi nedeniyle mümkün oldu.

Özel bir IR kamera avuç içi fotoğrafını çekerek görüntüde bir damar ağının ortaya çıkmasını sağlar. Bu görüntü yazılım tarafından işlenir ve sonuç görüntülenir.

Koldaki damarların konumu, gözün irisinin özellikleriyle karşılaştırılabilir - çizgileri ve yapıları zamanla değişmez. Bu yöntemin güvenilirliği iris kullanılarak yapılan tanımlamadan elde edilen sonuçlarla da ilişkilendirilebilir.

Bir görüntüyü yakalamak için okuyucuyla temas kurmaya gerek yoktur, ancak bu mevcut yöntemin kullanılması, sonucun en doğru olması için belirli koşulların karşılanmasını gerektirir: örneğin, bir elin fotoğraflanmasıyla elde edilemez. sokak. Ayrıca tarama sırasında kamerayı ışığa maruz bırakmayın. Son sonuç yaşa bağlı hastalıklar varsa hatalı olacaktır.

Yöntemin pazardaki dağılımı yalnızca %5 civarındadır ancak halihazırda biyometrik teknolojiler geliştirmiş olan büyük şirketlerden bu yönteme büyük ilgi vardır: TDSi, Veid Pte. Ltd., Hitachi VeinID.

Retina

Retina yüzeyindeki kılcal damarların deseninin taranması, en güvenilir tanımlama yöntemi olarak kabul edilir. En çok birleştirir en iyi özellikler Bir kişiyi gözün irisine ve elin damarlarına göre tanımaya yönelik biyometrik teknolojiler.

Yöntemin hatalı sonuç verebileceği tek durum katarakttır. Temel olarak retina yaşam boyunca değişmeyen bir yapıya sahiptir.

Bu sistemin dezavantajı kişi hareket etmediğinde retinanın taranmasıdır. Uygulaması karmaşık olan teknoloji, sonuçlara ulaşmak için uzun bir işlem süresi gerektiriyor.

Yüksek maliyeti nedeniyle biyometrik sistem yaygın olarak kullanılmamaktadır ancak piyasadaki insan özelliklerini taramaya yönelik tüm yöntemler arasında en doğru sonuçları vermektedir.

Eller

Daha önce popüler olan el geometrisi ile tanımlama yöntemi, diğer yöntemlere kıyasla en düşük sonuçları verdiği için daha az kullanılıyor. Tarama sırasında parmakların fotoğrafı çekilir, uzunlukları, düğümler arasındaki ilişki ve diğer bireysel parametreler belirlenir.

Kulak şekli

Uzmanlar her şeyin olduğunu söylüyor mevcut yöntemler Kimlik tespiti, kişiyi tanımak kadar doğru değil. Ancak DNA ile kimlik belirlemenin bir yolu var ancak bu durumda insanlarla yakın temas söz konusu olduğundan etik dışı kabul ediliyor.

İngiltere'den araştırmacı Mark Nixon, bu seviyedeki yöntemlerin yeni nesil biyometrik sistemler olduğunu, en doğru sonuçları verdiklerini belirtiyor. Tanımlamayı zorlaştıran yabancı parametrelerin büyük olasılıkla görünebileceği retina, iris veya parmakların aksine, bu durum kulaklarda gerçekleşmez. Çocukluk çağında oluşan kulak, ana noktaları değişmeden sadece büyür.

Mucit, bir kişiyi işitme organıyla tanımlama yöntemini "ışın görüntüsü dönüşümü" olarak adlandırdı. Bu teknoloji, farklı renkteki ışınlarla bir görüntünün yakalanmasını ve bunun daha sonra matematiksel bir koda dönüştürülmesini içerir.

Ancak bilim adamına göre yönteminin olumsuz yanları da var. Örneğin kulakları kapatan kıllar, yanlış seçilmiş açı ve diğer yanlışlıklar net bir görüntü elde edilmesini engelleyebilir.

Kulak tarama teknolojisi bu kadar iyi bilinen ve olağan yol kimlik tespiti parmak izi gibidir ancak onunla birlikte kullanılabilir.

Bunun insanları tanıma güvenilirliğini artıracağına inanılıyor. Bilim adamı, suçluların yakalanmasında farklı yöntemlerin (multimodal) kombinasyonunun özellikle önemli olduğuna inanıyor. Deneyler ve araştırmalar sonucunda, suçlu tarafları görüntülerden benzersiz bir şekilde tespit etmek için mahkemede kullanılacak bir yazılım oluşturmayı umuyorlar.

İnsan sesi

Kişisel tanımlama, ses tanıma teknolojisi kullanılarak hem yerel olarak hem de uzaktan gerçekleştirilebilir.

Örneğin telefonda konuşurken sistem şunları karşılaştırır: bu parametre veri tabanında bulunanlarla karşılaştırır ve benzer örnekleri yüzde cinsinden bulur. Tam eşleşme, kimliğin oluştuğu, yani sesle kimlik tespiti gerçekleştiği anlamına gelir.

Bir şeye geleneksel yoldan erişmek için belirli güvenlik sorularını yanıtlamanız gerekir. Bu dijital kod, anne kızlık soyadı ve diğer metin şifreleridir.

Bu alandaki modern araştırmalar, bu bilginin elde edilmesinin oldukça kolay olduğunu, bu nedenle ses biyometrisi gibi tanımlama yöntemlerinin kullanılabileceğini göstermektedir. Bu durumda doğrulamaya konu olan kodların bilgisi değil, kişinin kişiliğidir.

Bunu yapmak için müşterinin bir kod cümlesi söylemesi veya konuşmaya başlaması gerekir. Sistem, arayanın sesini tanıyor ve sesin bu kişiye ait olup olmadığını, iddia ettiği kişi olup olmadığını kontrol ediyor.

Biyometrik bilgi güvenliği sistemleri bu türden pahalı ekipmanlara ihtiyaç duymazlar, bu onların avantajıdır. Ayrıca sistem tarafından ses taraması yapmak için özel bir bilgiye sahip olmanıza gerek yoktur çünkü cihaz bağımsız olarak “doğru-yanlış” sonucu üretir.

El yazısıyla

Bir kişinin mektup yazma şekliyle kimliğinin belirlenmesi, imza atmanın gerekli olduğu hemen hemen hayatın her alanında gerçekleşir. Bu, örneğin bir bankada, bir uzman, bir hesap açarken oluşturulan örneği bir sonraki ziyarette atılan imzalarla karşılaştırdığında meydana gelir.

Bu yöntemin doğruluğu düşüktür, çünkü tanımlama öncekilerde olduğu gibi matematiksel bir kod kullanılarak değil, basit bir karşılaştırmayla gerçekleşir. Burada yüksek düzeyde bir öznel algı var. Ayrıca el yazısı yaşla birlikte büyük ölçüde değişir ve bu da çoğu zaman tanınmayı zorlaştırır.

Bu durumda kullanmak daha iyidir otomatik sistemler Bu, yalnızca görünür eşleşmeleri değil aynı zamanda eğim, noktalar arasındaki mesafe ve diğer karakteristik özellikler gibi kelimelerin yazılışının diğer ayırt edici özelliklerini de belirlemenize olanak tanır.

ZlodeiBaal 11 Ağustos 2011, 21:54

Modern biyometrik tanımlama yöntemleri

  • Bilgi Güvenliği

Son zamanlarda Habré'de Google'ın yüz tanıma sistemleriyle ilgili birçok makale yayınlandı. Dürüst olmak gerekirse birçoğu gazetecilik kokuyor ve en hafif deyimle beceriksizlik kokuyor. Biyometri üzerine güzel bir makale yazmak istedim, bu ilk değil! Habré'de biyometri üzerine birkaç güzel makale var ama bunlar oldukça kısa ve eksik. Burada biyometrik tanımlamanın genel ilkelerini ve insanlığın bu konudaki modern başarılarını kısaca özetlemeye çalışacağım. Yüzlere göre kimlik tespiti de dahil.

Makalenin özünde bir ön bölümü var.

Makalenin temeli olarak, bir meslektaşımla birlikte bir dergide (BDI, 2009) modern gerçeklere uyacak şekilde revize edilen ortak yayın kullanılacaktır. Habré henüz meslektaşım değil ama gözden geçirilmiş makalenin burada yayınlanmasını destekledi. Yayınlandığı tarihte makale, ürünümüzü tanıtmadan önce kendi adımıza yürüttüğümüz modern biyometrik teknoloji pazarına kısa bir genel bakış niteliğindeydi. Makalenin ikinci bölümünde ortaya konulan uygulanabilirlik yargıları, ürünleri kullanmış ve uygulayan kişilerin görüşlerinin yanı sıra Rusya ve Avrupa'da biyometrik sistemlerin üretiminde yer alan kişilerin görüşlerine dayanmaktadır.

Genel bilgi

Temel bilgilerle başlayalım. Vakaların %95'inde biyometri aslında matematiksel istatistiktir. Ve matstat kesin bir bilimdir ve algoritmaları her yerde kullanılır: radarlarda ve Bayes sistemlerinde. Birinci ve ikinci türdeki hatalar herhangi bir biyometrik sistemin iki ana özelliği olarak alınabilir). Radar teorisinde bunlara genellikle "yanlış alarm" veya "hedef kaçırma" adı verilir ve biyometride en yerleşik kavramlar FAR (Yanlış Kabul Oranı) ve FRR'dir (Yanlış Reddetme Oranı). İlk sayı, iki kişinin biyometrik özellikleri arasında yanlış eşleşme olasılığını karakterize eder. İkincisi, izni olan bir kişinin erişiminin reddedilme olasılığıdır. Aynı FAR değerleri için FRR değeri ne kadar düşük olursa sistem o kadar iyi olur. Bazen kullanılır Karşılaştırmalı özellikler FRR ve FAR grafiklerinin kesiştiği noktayı belirleyen EER. Ancak her zaman temsili değildir. Örneğin daha fazla ayrıntı görebilirsiniz.
Aşağıdakiler not edilebilir: sistemin özellikleri açık biyometrik veritabanları için FAR ve FRR'yi içermiyorsa, o zaman üreticiler sistemin özellikleri hakkında ne beyan ederse etsin, bu sistem büyük ihtimalle etkisizdir veya rakiplerinden çok daha zayıftır.
Ancak biyometrik sistemin kalitesini yalnızca FAR ve FRR belirlemez. Tek yol bu olsaydı, önde gelen teknoloji, FAR ve FRR'nin sıfır olma eğiliminde olduğu DNA tanıma olurdu. Ancak bu teknolojinin insan gelişiminin mevcut aşamasında uygulanabilir olmadığı açıktır! Sistemin kalitesini değerlendirmemize olanak tanıyan çeşitli ampirik özellikler geliştirdik. "Sahteciliğe karşı dayanıklılık", biyometrik bir tanımlayıcının kandırılmasının ne kadar kolay olduğunu özetleyen ampirik bir özelliktir. “Çevresel stabilite”, aydınlatma veya oda sıcaklığındaki değişiklikler gibi çeşitli dış koşullar altında sistemin stabilitesini ampirik olarak değerlendiren bir özelliktir. "Kullanım kolaylığı", biyometrik tarayıcı kullanmanın ne kadar zor olduğunu ve "hareket halindeyken" tanımlamanın mümkün olup olmadığını gösterir. Önemli bir özellik “Çalışma hızı” ve “Sistemin maliyeti” dir. Kişinin biyometrik özelliğinin zamanla değişebileceğini, dolayısıyla dengesiz olması durumunda bunun önemli bir dezavantaj olduğunu unutmamalıyız.
Bolluk biyometrik yöntemler hayrete düşürüyor. Bir kişinin statik biyometrik özelliklerini kullanan ana yöntemler, parmaklardaki papiller desen, iris, yüz geometrisi, retina, el damarlarının deseni, el geometrisi ile tanımlamadır. Ayrıca dinamik özellikleri kullanan bir yöntem ailesi de vardır: sesle tanımlama, el yazısı dinamikleri, kalp atış hızı ve yürüyüş. Aşağıda biyometrik pazarın birkaç yıl önceki dökümü yer alıyor. Diğer tüm kaynaklar yüzde 15-20 oranında dalgalanıyor, dolayısıyla bu sadece bir tahmin. Ayrıca burada “el geometrisi” kavramı altında aşağıda tartışılacak olan iki farklı yöntem gizlidir.


Bu makalede yalnızca erişim kontrolü ve yönetim sistemlerinde (ACS) veya bunlara benzer görevlerde geçerli olan özellikleri ele alacağız. Üstünlüğünden dolayı bunlar öncelikle statik özelliklerdir. Şu andaki dinamik özelliklerden yalnızca ses tanımanın en azından bir miktar istatistiksel önemi vardır (en kötü statik algoritmalar FAR~%0,1, FRR~%6 ile karşılaştırılabilir), ancak yalnızca ideal koşullar altında.
FAR ve FRR'nin olasılıkları hakkında fikir sahibi olmak için, N çalışanı olan bir kuruluşun girişine bir tanımlama sistemi kurarsanız, hatalı eşleşmelerin ne sıklıkta gerçekleşeceğini tahmin edebilirsiniz. N parmak izinden oluşan bir veritabanı için parmak izi tarayıcısının hatalı eşleşme olasılığı FAR∙N'dir. Ve her gün yaklaşık N kişi de erişim kontrol noktasından geçiyor. Bu durumda iş günü başına hata olasılığı FAR∙(N∙N) olur. Elbette tanımlama sisteminin hedeflerine bağlı olarak birim zaman başına hata olasılığı büyük ölçüde değişebilir, ancak iş günü başına bir hatayı kabul edilebilir olarak kabul edersek o zaman:
(1)
Daha sonra FAR=%0,1 =0,001'de tanımlama sisteminin kararlı çalışmasının N≈30 personel büyüklüğü ile mümkün olduğunu bulduk.

Biyometrik tarayıcılar

Günümüzde “biyometrik algoritma” ve “biyometrik tarayıcı” kavramları mutlaka birbiriyle ilişkili değildir. Firma bu elemanları tek tek veya birlikte üretebilmektedir. Tarayıcı üreticileri ile yazılım üreticileri arasındaki en büyük farklılık, parmak papiller desen biyometri pazarında elde edilmiştir. Piyasadaki en küçük 3D yüz tarayıcı. Aslında farklılaşma düzeyi büyük ölçüde pazarın gelişimini ve doygunluğunu yansıtıyor. Ne kadar çok seçenek varsa, tema o kadar çok işlenir ve mükemmel hale getirilir. Farklı tarayıcıların farklı yetenekleri vardır. Temel olarak biyometrik bir nesneye müdahale edilip edilmediğini kontrol etmek için yapılan bir dizi testtir. Parmak tarayıcılar için bu bir çarpma testi veya sıcaklık kontrolü olabilir, göz tarayıcılar için bu bir gözbebeği uyum testi olabilir, yüz tarayıcılar için yüz hareketi olabilir.
Tarayıcılar, ortaya çıkan FAR ve FRR istatistiklerini büyük ölçüde etkiler. Bazı durumlarda bu rakamlar özellikle gerçek koşullarda onlarca kez değişebilmektedir. Tipik olarak, algoritmanın özellikleri belirli bir "ideal" temel için veya sadece bulanık ve bulanık çerçevelerin atıldığı çok uygun bir temel için verilir. Yalnızca birkaç algoritma, FAR/FRR'nin hem temelini hem de tam dağıtımını dürüstçe gösterir.

Ve şimdi teknolojilerin her biri hakkında daha ayrıntılı olarak

Parmak izleri


Daktiloskopi (parmak izi tanıma), bugüne kadar kişisel tanımlamanın en gelişmiş biyometrik yöntemidir. Yöntemin geliştirilmesindeki katalizör, 20. yüzyılın adli tıp biliminde yaygın olarak kullanılmasıydı.
Her kişinin, kimlik tespitini mümkün kılan benzersiz bir papiller parmak izi modeli vardır. Algoritmalar tipik olarak parmak izlerindeki karakteristik noktaları kullanır: desen çizgisinin sonu, çizginin dallanması, tek noktalar. Ek olarak, parmak izinin morfolojik yapısı hakkında bilgi kullanılır: papiller desenin kapalı çizgilerinin, "kemerli" ve spiral çizgilerin göreceli konumu. Papiller desenin özellikleri, parmak izi görüntüsünün bilgi içeriğini koruyan benzersiz bir koda dönüştürülür. Ve arama ve karşılaştırma için kullanılan veritabanında saklanan “parmak izi kodlarıdır”. Parmak izi görüntüsünün koda dönüştürülmesi ve tanımlanması için gereken süre, veritabanının boyutuna bağlı olarak genellikle 1 saniyeyi geçmez. Elinizi kaldırmak için harcadığınız süre dikkate alınmaz.
DP U.are.U parmak izi tarayıcısı kullanılarak elde edilen VeriFinger SDK istatistikleri, FAR ve FRR verilerinin kaynağı olarak kullanıldı. Son 5-10 yılda parmak tanıma özelliklerinde fazla ilerleme kaydedilmedi, dolayısıyla yukarıdaki rakamlar modern algoritmaların ortalama değerini oldukça iyi gösteriyor. VeriFinger algoritması, birkaç yıldır parmak tanıma algoritmalarının yarıştığı Uluslararası Parmak İzi Doğrulama Yarışmasını kazandı.

Parmak izi tanıma yönteminin karakteristik FAR değeri %0,001'dir.
Formül (1)'den, tanımlama sisteminin FAR=%0,001'de kararlı çalışmasının N≈300 personel büyüklüğü ile mümkün olduğunu buluyoruz.
Yöntemin avantajları. Yüksek güvenilirlik - yöntemin istatistiksel göstergeleri, yüz, ses ve resim yoluyla tanımlama yöntemlerinin göstergelerinden daha iyidir. Parmak izi görüntüsünü tarayan düşük maliyetli cihazlar. Yeterli basit prosedür parmak izi taraması.
Dezavantajları: Parmak izi papiller deseni küçük çizikler ve kesiklerden çok kolay zarar görür. Birkaç yüz çalışanı olan işletmelerde tarayıcı kullanan kişiler, yüksek oranda tarama hatası bildirmektedir. Tarayıcıların birçoğu kuru cildi yeterince tedavi etmiyor ve yaşlı insanların geçişine izin vermiyor. Son MIPS fuarında iletişim kurarken, büyük bir kimya şirketinin güvenlik servisi başkanı, işletmeye parmak tarayıcıları yerleştirme girişimlerinin (çeşitli sistemlerin tarayıcıları denendi) başarısız olduğunu - çalışanların parmaklarındaki kimyasal reaktiflere minimum düzeyde maruz kalma olduğunu söyledi. tarayıcıların güvenlik sistemlerinde bir arızaya neden oldu; tarayıcılar parmakların sahte olduğunu ilan etti. Kısmen yöntemin yaygın kullanımından kaynaklanan, parmak izi görüntüsü sahteciliğine karşı da yeterli güvenlik yoktur. Elbette tüm tarayıcılar MythBusters'ın yöntemleriyle kandırılamaz ama yine de. Parmakları “uygun olmayan” olan (vücut ısısı, nem) bazı kişiler için erişimin reddedilme olasılığı %100'e ulaşabilir. Bu tür insanların sayısı, pahalı tarayıcılar için yüzde bir oranından, ucuz tarayıcılar için yüzde ona kadar değişmektedir.
Elbette sistemin yaygın kullanımından kaynaklanan çok sayıda eksiklik olduğunu belirtmekte fayda var ancak bu eksiklikler mevcut ve çok sık karşımıza çıkıyor.
Pazar durumu
Şu anda parmak izi tanıma sistemleri biyometrik pazarın yarısından fazlasını kapsıyor. Birçok Rus ve yabancı şirket, parmak izi tanımlama yöntemine dayalı erişim kontrol sistemlerinin üretimi ile uğraşmaktadır. Bu yönün en eski yönlerden biri olması nedeniyle en yaygın hale gelmiş ve açık ara en gelişmiş olanıdır. Parmak izi tarayıcıları gelişme konusunda gerçekten uzun bir yol kat etti. Modern sistemler donatılmıştır çeşitli sensörler(sıcaklık, baskı kuvveti vb.) sahteciliğe karşı koruma derecesini arttırır. Sistemler her geçen gün daha kullanışlı ve kompakt hale geliyor. Aslında geliştiriciler bu alanda zaten belli bir sınıra ulaşmış durumdalar ve yöntemi daha fazla geliştirecek hiçbir yer yok. Ayrıca çoğu firma, yazılım dahil gerekli her şeyle donatılmış hazır sistemler üretmektedir. Bu alandaki entegratörlerin sistemi kendilerinin monte etmelerine gerek yoktur, çünkü bu kârsızdır ve hazır ve zaten ucuz bir sistem satın almaktan daha fazla zaman ve çaba gerektirecektir, özellikle de seçim gerçekten geniş olacağından.
Parmak izi tanıma sistemleriyle ilgilenen yabancı şirketler arasında SecuGen (PC'ler için USB tarayıcılar, işletmelere kurulabilen veya kilitlere yerleştirilebilen tarayıcılar, SDK ve sistemi bir bilgisayara bağlamak için yazılım); Bayometri A.Ş. (parmak izi tarayıcıları, TAA/Erişim kontrol sistemleri, parmak izi SDK'ları, yerleşik parmak izi modülleri); DigitalPersona, Inc. (USB tarayıcılar, SDK). Rusya'da bu alanda aşağıdaki şirketler faaliyet göstermektedir: BioLink (parmak izi tarayıcıları, biyometrik erişim kontrol cihazları, yazılım); Sonda (parmak izi tarayıcıları, biyometrik erişim kontrol cihazları, SDK); SmartLock (parmak izi tarayıcıları ve modülleri) vb.

İris



Gözün irisi kişiye özgü bir özelliktir. İrisin düzeni intrauterin gelişimin sekizinci ayında oluşur, nihayet yaklaşık iki yaşında stabilize olur ve ciddi yaralanmalar veya ciddi patolojiler dışında pratik olarak yaşam boyunca değişmez. Yöntem biyometrik yöntemler arasında en doğru olanlardan biridir.
İris tanımlama sistemi mantıksal olarak iki bölüme ayrılmıştır: bir görüntüyü yakalamak için bir cihaz, bunun birincil işlenmesi ve bir bilgisayara iletilmesi ve görüntüyü veri tabanındaki görüntülerle karşılaştıran ve kabul komutunu yürütme cihazına ileten bir bilgisayar.
Modern sistemlerde birincil görüntü işleme süresi yaklaşık 300-500 ms'dir, elde edilen görüntüyü veritabanıyla karşılaştırma hızı normal bir bilgisayarda saniyede 50.000-150.000 karşılaştırmadır. Bu karşılaştırma hızı, yöntemin erişim sistemlerinde kullanıldığında büyük kuruluşlarda kullanımına kısıtlama getirmez. Özel bilgisayarlar ve arama optimizasyonu algoritmaları kullanıldığında, tüm ülkenin sakinleri arasında bir kişiyi tanımlamak bile mümkün hale gelir.
Startup'ımızı bu alanda başlattığımız için biraz önyargılı olduğumu ve bu yönteme karşı olumlu bir tavrım olduğunu hemen söyleyebilirim. Sondaki bir paragraf küçük bir kişisel PR konusuna ayrılacak.
Yöntemin istatistiksel özellikleri
İrisin FAR ve FRR özellikleri, modern biyometrik sistemler sınıfının en iyisidir (retinal tanıma yönteminin olası istisnası hariç). Makale, aynı veritabanları kullanılarak test edilen VeriEye algoritmasına karşılık gelen, algoritmamız EyeR SDK'nın iris tanıma kütüphanesinin özelliklerini sunmaktadır. Tarayıcıları tarafından elde edilen CASİA veritabanlarını kullandık.

Karakteristik FAR değeri %0,00001'dir.
Formül (1)'e göre N≈3000, çalışan kimliğinin oldukça istikrarlı olduğu kuruluşun personel sayısıdır.
Burada iris tanıma sistemini diğer sistemlerden ayıran önemli bir özelliğe dikkat çekmekte fayda var. 1,3 MP veya daha yüksek çözünürlüğe sahip bir kamera kullanırken, iki gözü tek karede yakalayabilirsiniz. FAR ve FRR olasılıkları istatistiksel olarak bağımsız olasılıklar olduğundan, iki göz kullanılarak tanıma yapıldığında FAR değeri yaklaşık olarak tek göz için FAR değerinin karesine eşit olacaktır. Örneğin, iki göz kullanılarak yapılan %0,001'lik bir FAR için, yanlış kabul olasılığı %10-8 olacaktır; FRR ise bunun yalnızca iki katı kadar yüksek olacaktır. karşılık gelen değer FAR'da tek göz için FRR=%0,001.
Yöntemin avantajları ve dezavantajları
Yöntemin avantajları. Algoritmanın istatistiksel güvenilirliği. İrisin görüntüsünün yakalanması, kişi ile cihaz arasında fiziksel temas olmadan birkaç santimetreden birkaç metreye kadar bir mesafede yapılabilir. İris hasara karşı korunur; bu, zamanla değişmeyeceği anlamına gelir. Sahteciliğe karşı koruma sağlayan çok sayıda yöntemin kullanılması da mümkündür.
Yöntemin dezavantajları. İris bazlı sistemin fiyatı, parmak tanıma veya yüz tanıma bazlı sistemin fiyatından daha yüksektir. Hazır çözümlerin düşük kullanılabilirliği. Bugün Rusya pazarına gelip “bana hazır bir sistem verin” diyen her entegratör büyük ihtimalle başarısız olacaktır. Çoğunlukla satılan pahalı sistemler Iridian veya LG gibi büyük şirketler tarafından anahtar teslimi olarak kurulur.
Pazar durumu
Şu anda iris tanımlama teknolojilerinin küresel biyometrik pazardaki payı, çeşitli tahminlere göre yüzde 6 ila 9 arasında (parmak izi tanıma teknolojileri pazarın yarısından fazlasını kapsıyor). Bu yöntemin geliştirilmesinin en başından beri, bir tanımlama sisteminin montajı için gerekli ekipman ve bileşenlerin yüksek maliyeti nedeniyle pazardaki güçlenmesinin yavaşladığı unutulmamalıdır. Ancak dijital teknolojiler geliştikçe tek sistemin maliyeti düşmeye başladı.
Bu alanda yazılım geliştirmede lider Iridian Technologies'dir.
Çok sayıda üreticinin pazara girişi, tarayıcıların teknik karmaşıklığı ve bunun sonucunda yüksek maliyetleri ve ayrıca Iridian'ın pazardaki tekel konumu nedeniyle yazılımın yüksek fiyatı nedeniyle sınırlıydı. Bu faktörler, iris tanıma alanında yalnızca büyük şirketlerin gelişmesine olanak tanıdı ve büyük olasılıkla zaten tanımlama sistemine uygun bazı bileşenlerin (optik) üretimiyle uğraştı. yüksek çözünürlük, kızılötesi aydınlatmalı minyatür kameralar vb.). Bu tür şirketlerin örnekleri arasında LG Electronics, Panasonic, OKI bulunmaktadır. Iridian Technologies ile anlaşmaya vardılar ve ortak çalışma sonucunda şu tanımlama sistemleri ortaya çıktı: Iris Access 2200, BM-ET500, OKI IrisPass. Daha sonra bu şirketlerin bu alanda bağımsız olarak gelişebilmeleri için teknik yetenekleri sayesinde gelişmiş sistem modelleri ortaya çıktı. Yukarıdaki firmaların da kendi yazılımlarını geliştirdiklerini ancak sonuçta bitmiş sistemde Iridian Technologies yazılımını tercih ettiklerini söylemek gerekir.
Rusya pazarına yabancı şirketlerin ürünleri hakimdir. Her ne kadar bu bile zorlukla satın alınabiliyor olsa da. Uzun bir süre Papillon şirketi herkese iris tanıma özelliğine sahip olduklarına dair güvence verdi. Ancak sistemi kendileri için yaptıkları doğrudan alıcıları RosAtom'un temsilcileri bile bunun doğru olmadığını söylüyor. Bir noktada iris tarayıcıları üreten başka bir Rus şirketi ortaya çıktı. Şimdi adını hatırlamıyorum. Algoritmayı birinden, belki de aynı VeriEye'den satın aldılar. Tarayıcının kendisi 10-15 yıllık bir sistemdi ve kesinlikle temassız değildi.
Geçtiğimiz yıl, insan gözünün tanınmasına ilişkin birincil patentin süresinin dolması nedeniyle birkaç yeni üretici küresel pazara girdi. Bana göre en güvenilir olanı AOptix. En azından önizlemeleri ve belgeleri şüphe uyandırmıyor. İkinci şirket SRI International'dır. İris tanıma sistemleri üzerinde çalışmış bir kişiye ilk bakışta bile videoları oldukça aldatıcı görünmektedir. Gerçi gerçekte bir şeyler yapabilirlerse şaşırmazdım. Her iki sistem de FAR ve FRR verilerini göstermiyor ve görünüşe göre sahteciliğe karşı da korunmuyor.

Yüz tanıma

Yüz geometrisine dayalı birçok tanıma yöntemi vardır. Hepsi, her insanın yüz özelliklerinin ve kafatasının şeklinin bireysel olduğu gerçeğine dayanmaktadır. Biyometrinin bu alanı birçok kişiye çekici geliyor çünkü birbirimizi öncelikle yüzlerimizden tanıyoruz. Bu alan iki alana ayrılmıştır: 2 boyutlu tanıma ve 3 boyutlu tanıma. Her birinin avantajları ve dezavantajları vardır, ancak çoğu aynı zamanda uygulama kapsamına ve belirli bir algoritmanın gereksinimlerine de bağlıdır.
Sizlere kısaca 2 boyutludan bahsedeceğim ve günümüzün en ilginç yöntemlerinden biri olan 3 boyutluya geçeceğim.
2 boyutlu yüz tanıma

2 boyutlu yüz tanıma, istatistiksel açıdan en etkisiz biyometrik yöntemlerden biridir. Oldukça uzun zaman önce ortaya çıktı ve esas olarak adli bilimlerde kullanıldı ve bu da gelişimine katkıda bulundu. Daha sonra, yöntemin bilgisayar yorumları ortaya çıktı ve bunun sonucunda daha güvenilir hale geldi, ancak elbette daha düşüktü ve her yıl diğer biyometrik kişisel tanımlama yöntemlerinden giderek daha yetersiz hale geldi. Şu anda, zayıf istatistiksel göstergeler nedeniyle, multimodal veya aynı zamanda çapraz biyometri olarak da adlandırıldığı gibi veya sosyal ağlarda.
Yöntemin istatistiksel özellikleri
FAR ve FRR için VeriLook algoritmalarına ait veriler kullanıldı. Yine modern algoritmalar için oldukça sıradan özelliklere sahiptir. Bazen benzer bir FAR'a sahip %0,1'lik bir FRR'ye sahip algoritmalar yanıp söner, ancak bunların elde edildiği temeller oldukça şüphelidir (kesilmiş arka plan, aynı yüz ifadesi, aynı saç modeli, ışıklandırma).

Karakteristik FAR değeri %0,1'dir.
Formül (1)'den N≈30 elde ederiz - çalışanların kimliğinin oldukça istikrarlı bir şekilde gerçekleştiği kuruluşun personel sayısı.
Gördüğünüz gibi, yöntemin istatistiksel göstergeleri oldukça mütevazı: Bu, yöntemin kalabalık yerlerde yüzleri gizlice fotoğraflamanın mümkün olduğu avantajını ortadan kaldırıyor. Kalabalık yerlere kurulan video kameralar aracılığıyla suçluları tespit etmek için yılda birkaç kez başka bir projenin nasıl finanse edildiğini görmek komik. Son on yılda algoritmanın istatistiksel özelliklerinde iyileşme olmadı ancak bu tür projelerin sayısı arttı. Ancak algoritmanın kalabalıktaki bir kişiyi birçok kamera aracılığıyla takip etmeye oldukça uygun olduğunu da belirtmekte fayda var.
Yöntemin avantajları ve dezavantajları
Yöntemin avantajları. 2 boyutlu tanıma ile çoğu biyometrik yöntemin aksine pahalı ekipmanlara gerek yoktur. Uygun ekipmanla kameradan önemli mesafelerde tanıma mümkündür.
Kusurlar. Düşük istatistiksel anlamlılık. Aydınlatma gereksinimleri var (örneğin güneşli bir günde sokaktan giren insanların yüzlerini kayıt altına almak mümkün değil). Birçok algoritma için gözlük, sakal veya saç stilinin bazı unsurları gibi herhangi bir dış müdahale kabul edilemez. Yüzün çok hafif sapmalarla önden görüntüsü gereklidir. Çoğu algoritma yüz ifadelerindeki olası değişiklikleri hesaba katmaz, yani ifadenin nötr olması gerekir.
3 boyutlu yüz tanıma

Bu yöntemin uygulanması oldukça karmaşık bir iştir. Buna rağmen günümüzde 3 boyutlu yüz tanımaya yönelik pek çok yöntem bulunmaktadır. Yöntemler farklı tarayıcılar ve veritabanları kullandıklarından birbirleriyle karşılaştırılamaz. Hepsi FAR ve FRR vermiyor, tamamen farklı yaklaşımlar kullanılıyor.
2 boyutludan 3 boyutluya geçiş yöntemi, kişiye ait bilgi birikimini uygulayan bir yöntemdir. Bu yöntem 2d yöntemine göre daha iyi özelliklere sahiptir ancak aynı zamanda yalnızca bir kamera kullanır. Veritabanına bir konu girildiğinde, kişi başını çevirir ve algoritma görüntüyü birbirine bağlayarak bir 3 boyutlu şablon oluşturur. Ve tanıma sırasında video akışının birkaç karesi kullanılır. Bu yöntem oldukça deneysel ve erişim kontrol sistemleri için hiç bir uygulama görmedim.
En klasik yöntem şablon projeksiyon yöntemidir. Bir nesneye (yüze) bir ızgaranın yansıtılmasından oluşur. Daha sonra kamera saniyede onlarca kare hızında fotoğraf çeker ve ortaya çıkan görüntüler özel bir program tarafından işlenir. Kavisli bir yüzeye gelen ışın bükülür; yüzeyin eğriliği ne kadar büyük olursa kirişin bükülmesi de o kadar güçlü olur. Başlangıçta, “panjurlar” aracılığıyla sağlanan görünür bir ışık kaynağı kullanıldı. Daha sonra görünür ışığın yerini birçok avantajı olan kızılötesi aldı. Tipik olarak, işlemenin ilk aşamasında, yüzün hiç görünmediği veya tanımlamayı engelleyen yabancı nesnelerin bulunduğu görüntüler atılır. Ortaya çıkan görüntülere dayanarak, gereksiz gürültünün (saç modeli, sakal, bıyık ve gözlük) vurgulandığı ve kaldırıldığı yüzün 3 boyutlu bir modeli yeniden oluşturulur. Daha sonra model analiz edilir - sonuçta veritabanına girilen benzersiz bir koda kaydedilen antropometrik özellikler belirlenir. En iyi modeller için görüntü yakalama ve işleme süresi 1-2 saniyedir.
Çeşitli kameralardan elde edilen görüntülere dayalı 3 boyutlu tanıma yöntemi de popülerlik kazanıyor. Bunun bir örneği, 3D tarayıcısıyla Vocord şirketidir. Geliştiricilere göre bu yöntem, şablon projeksiyon yönteminden daha yüksek konumlandırma doğruluğu sağlar. Ama FAR ve FRR'ı en azından kendi veri tabanlarında görene kadar inanmayacağım!!! Ancak 3 yıldır geliştirme aşamasında ve sergilerde henüz ilerleme görülemiyor.
Yöntemin istatistiksel göstergeleri
Bu sınıftaki algoritmalar için FRR ve FAR'a ilişkin tüm veriler, üreticilerin web sitelerinde kamuya açık değildir. Ancak FAR = %0,0047 ile şablon projeksiyon yöntemini kullanarak çalışan Bioscript'in (3D EnrolCam, 3D FastPass) en iyi modelleri için FRR %0,103'tür.
Yöntemin istatistiksel güvenilirliğinin, parmak izi tanımlama yönteminin güvenilirliği ile karşılaştırılabilir olduğuna inanılmaktadır.
Yöntemin avantajları ve dezavantajları
Yöntemin avantajları. Tarama cihazıyla iletişime geçmenize gerek yok. Hem kişinin kendisinde (gözlük görünümü, sakal, saç stilinde değişiklik) hem de çevresinde (aydınlatma, baş döndürme) dış etkenlere karşı düşük hassasiyet. Parmak izi tanımayla karşılaştırılabilecek yüksek düzeyde güvenilirlik.
Yöntemin dezavantajları. Yüksek ekipman maliyeti. Ticari olarak temin edilebilen sistemler iris tarayıcılardan bile daha pahalıydı. Yüz ifadelerindeki değişiklikler ve yüz gürültüsü, yöntemin istatistiksel güvenilirliğini bozar. Yöntemin, özellikle uzun süredir kullanılan parmak iziyle karşılaştırıldığında henüz yeterince gelişmemiş olması, yaygın kullanımını zorlaştırıyor.
Pazar durumu
Yüz geometrisi ile tanıma, parmak izi ve iris ile tanımanın yanı sıra "üç büyük biyometriden" biri olarak kabul edilir. Bu yöntemin oldukça yaygın olduğunu ve hala göz irisinin tanınmasına tercih edildiğini söylemek gerekir. Yüz geometrisi tanıma teknolojilerinin küresel biyometrik pazarın toplam hacmi içindeki payının yüzde 13-18 civarında olduğu tahmin edilebilir. Rusya'da da bu teknolojiye, örneğin iris tanımlamasından daha fazla ilgi var. Daha önce de belirtildiği gibi birçok 3 boyutlu tanıma algoritması vardır. Şirketler çoğunlukla tarayıcılar, sunucular ve yazılımlar dahil olmak üzere hazır sistemler geliştirmeyi tercih ediyor. Ancak sadece SDK’yı tüketiciye sunanlar da var. Bugün bu teknolojinin geliştirilmesinde aşağıdaki şirketler yer almaktadır: Geometrix, Inc. (3 boyutlu yüz tarayıcıları, yazılım), ABD'de Genex Technologies (3 boyutlu yüz tarayıcıları, yazılım), Almanya'da Cognitec Systems GmbH (SDK, özel bilgisayarlar, 2 boyutlu kameralar), Bioscrypt (3 boyutlu yüz tarayıcıları, yazılım) - Amerikalı bir yan kuruluş L-1 Kimlik Çözümleri şirketi.
Rusya'da Artec Group şirketleri (3D yüz tarayıcıları ve yazılımı) bu yönde çalışıyor - merkezi Kaliforniya'da bulunan ve geliştirme ve üretim Moskova'da yürütülen bir şirket. Ayrıca birkaç Rus şirketleri kendi 2D yüz tanıma teknolojisine (Vocord, ITV, vb.)
2 boyutlu yüz tanıma alanında ana geliştirme konusu yazılımdır çünkü... normal kameralar yüz görüntüleri yakalama konusunda harika bir iş çıkarır. Bir yüz görüntüsünden tanınma sorununun çözümü bir dereceye kadar çıkmaza girmiştir - birkaç yıldır algoritmaların istatistiksel göstergelerinde neredeyse hiçbir gelişme olmamıştır. Bu alanda sistematik bir “hatalar üzerinde çalışma” yapılıyor.
3D yüz tanıma artık geliştiriciler için çok daha cazip bir alan. Orada birçok ekip çalışıyor ve düzenli olarak yeni keşifler duyuyoruz. Pek çok eser “yayınlanmak üzere” durumda. Ancak şu ana kadar piyasada sadece eski teklifler var, son yıllarda seçim değişmedi.
Biri ilginç anlar Bazen bunu düşünüyorum ve Habr'ın da belki cevap verebileceği soru şu: Kinect'in doğruluğu böyle bir sistemi yaratmaya yeterli mi? Bir kişinin 3 boyutlu modelini çıkarmak için pek çok proje var.

Kol damarları tarafından tanınma


Bu biyometri alanında yeni bir teknolojidir, yaygın kullanımı sadece 5-10 yıl önce başlamıştır. Kızılötesi kamera elin dışının veya içinin fotoğraflarını çeker. Damarların düzeni, kandaki hemoglobinin kızılötesi radyasyonu emmesi nedeniyle oluşur. Bunun sonucunda yansıma derecesi azalır ve damarlar kamerada siyah çizgiler halinde görünür. Özel program Alınan verilere dayanarak dijital bir evrişim yaratır. Tarama cihazıyla hiçbir insan temasına gerek yoktur.
Teknoloji, güvenilirlik açısından iris tanımayla karşılaştırılabilir; bazı yönlerden üstün, bazı yönlerden ise yetersizdir.
Avuç İçi Damar tarayıcısı için FRR ve FAR değerleri verilmiştir. Geliştiriciye göre %0,0008 FAR ile FRR %0,01'dir. Hiçbir şirket çeşitli değerler için daha doğru bir grafik sunmaz.
Yöntemin avantajları ve dezavantajları
Yöntemin avantajları. Tarama cihazıyla iletişime geçmenize gerek yok. Yüksek güvenilirlik - yöntemin istatistiksel göstergeleri irisin okumalarıyla karşılaştırılabilir. Özelliğin gizliliği: Yukarıdakilerin aksine, bu özelliği "sokaktaki" bir kişiden, örneğin onu bir kamerayla fotoğraflayarak elde etmek çok zordur.
Yöntemin dezavantajları. Tarayıcı güneş ışığına veya halojen lambalara maruz bırakılmamalıdır. Artrit gibi yaşa bağlı bazı hastalıklar FAR ve FRR'yi büyük ölçüde kötüleştirir. Yöntem, diğer statik biyometrik yöntemlerle karşılaştırıldığında daha az çalışılmaktadır.
Pazar durumu
El damar deseni ile tanınma oldukça yeni teknoloji ve bu nedenle dünya pazarındaki payı küçüktür ve yaklaşık% 3'tür. Ancak, Bu method artan bir ilgi var. Gerçek şu ki, oldukça doğru olan bu yöntem, örneğin yüz geometrisine veya irise dayalı tanıma yöntemleri gibi pahalı ekipman gerektirmez. Artık birçok şirket bu alanda gelişiyor. Örneğin, İngiliz TDSi şirketinin emriyle Fujitsu tarafından sunulan biyometrik avuç içi damar okuyucusu PalmVein için yazılım geliştirildi. Tarayıcının kendisi Fujitsu tarafından öncelikle Japonya'daki mali dolandırıcılıkla mücadele etmek için geliştirildi.
Damar modeli tanımlama alanında aşağıdaki şirketler de faaliyet göstermektedir: Veid Pte. Ltd. (tarayıcı, yazılım), Hitachi VeinID (tarayıcılar)
Rusya'da bu teknoloji üzerinde çalışan herhangi bir şirket bilmiyorum.

Retina


Yakın zamana kadar biyometrik tanımlama ve kişisel kimlik doğrulamanın en güvenilir yönteminin retinanın taranmasına dayalı bir yöntem olduğuna inanılıyordu. İris ve kol damarı tanımlamanın en iyi özelliklerini içerir. Tarayıcı, retinanın yüzeyindeki kılcal damarların şeklini okur. Retina, katarakt gibi bir hastalığın sonucu dışında zamanla değişmeyen sabit bir yapıya sahiptir.
Retina taramasında, gözbebeği yoluyla gözün arkasındaki kan damarlarına yönlendirilen düşük yoğunluklu kızılötesi ışık kullanılır. Retinal tarayıcılar, kayıtlı kullanıcılara en düşük erişim reddedilme yüzdelerinden birine sahip olduğundan ve neredeyse hiçbir hatalı erişim izni bulunmadığından, son derece hassas tesislere yönelik erişim kontrol sistemlerinde yaygınlaştı.
Ne yazık ki bu biyometrik yöntemi kullanırken bir takım zorluklar ortaya çıkıyor. Buradaki tarayıcı oldukça karmaşık optik sistem ve sistem hedef alınırken kişinin uzun bir süre hareket etmemesi gerekir, bu da rahatsız edici hislere neden olur.
EyeDentify'a göre FAR=%0,001 olan ICAM2001 tarayıcı için FRR değeri %0,4'tür.
Yöntemin avantajları ve dezavantajları
Avantajlar. Yüksek düzeyde istatistiksel güvenilirlik. Sistemlerin yaygınlığının düşük olması nedeniyle onları “kandıracak” bir yol geliştirme olasılığı düşüktür.
Kusurlar. Yüksek işlem süresine sahip sistemi kullanmak zordur. Sistemin yüksek maliyeti. Geniş bir pazar arzının olmaması ve bunun sonucunda yöntemin geliştirilmesindeki yoğunluğun yetersiz olması.

El geometrisi


Bundan 10 yıl önce oldukça yaygın olan ve kökeni kriminolojiden gelen bu yöntem, son yıllarda düşüşe geçmiş durumda. Ellerin geometrik özelliklerinin elde edilmesine dayanır: parmak uzunlukları, avuç içi genişliği vb. Bu yöntem, gözün retinası gibi ölüyor ve çok daha düşük özelliklere sahip olduğundan, onun daha kapsamlı bir tanımını bile yapmayacağız.
Bazen damar tanıma sistemlerinin geometrik tanıma yöntemlerini kullandığına inanılmaktadır. Ancak böyle bir şeyin açıkça satışta belirtildiğini hiç görmedik. Ayrıca damarlarla tanıma yapılırken sıklıkla sadece avuç içi fotoğrafı çekilirken, geometriyle tanıma sırasında parmakların fotoğrafı çekilir.

Biraz kişisel PR

Bir zamanlar iyi bir göz tanıma algoritması geliştirdik. Ama o zamanlar bu ülkede bu kadar ileri teknolojiye ihtiyaç yoktu ve biz (ilk yazıdan sonra davet edildiğimiz yer) burjuvastana gitmek istemiyorduk. Ancak bir buçuk yıl sonra birdenbire, kendilerine bir "biyometrik portal" - 2 gözü besleyen ve irisin renk bileşenini kullanan (yatırımcının dünya çapında patentine sahip olduğu) bir sistem - inşa etmek isteyen yatırımcılar ortaya çıktı. Aslında şu anda yaptığımız da bu. Ancak bu, kendi kendine PR ile ilgili bir makale değil, bu kısa bir lirik ara sözdür. İlgilenen varsa bazı bilgiler var ve gelecekte pazara girdiğimizde (ya da girmediğimizde), Rusya'daki biyometrik projenin iniş ve çıkışları hakkında buraya birkaç kelime yazacağım.

sonuçlar

Statik biyometrik sistemler sınıfında bile geniş bir sistem yelpazesi bulunmaktadır. Hangisini seçmelisin? Her şey güvenlik sisteminin gereksinimlerine bağlıdır. İstatistiksel olarak en güvenilir ve sahteciliğe karşı en dayanıklı erişim sistemleri iris ve el damar erişim sistemleridir. Bunlardan ilki için daha geniş bir teklif pazarı var. Ancak bu sınır değildir. Astronomik kesinliğe ulaşmak için biyometrik tanımlama sistemleri birleştirilebilir. En ucuz ve kullanımı en kolay, ancak iyi istatistiklere sahip olanlar parmak tolerans sistemleridir. 2D yüz toleransı kullanışlı ve ucuzdur ancak zayıf istatistiksel performans nedeniyle sınırlı uygulama alanına sahiptir.
Her bir sistemin sahip olacağı özellikleri göz önünde bulunduralım: sahteciliğe karşı dayanıklılık, çevreye dayanıklılık, kullanım kolaylığı, maliyet, hız, biyometrik özelliğin zaman içindeki kararlılığı. Her sütuna 1'den 10'a kadar derecelendirmeler koyalım. Skor 10'a ne kadar yakınsa, daha iyi sistem bu konuda. Değerlendirmelerin seçimine ilişkin ilkeler makalenin en başında açıklanmıştır.


Bu sistemler için FAR ve FRR arasındaki ilişkiyi de ele alacağız. Bu oran sistemin verimliliğini ve kullanım genişliğini belirler.


İris için, sistemi iki göz için yaparak karmaşık hale getirirseniz, sistemin doğruluğunu neredeyse karesel olarak, zaman kaybı olmadan artırabileceğinizi hatırlamakta fayda var. Parmak izi yöntemi için - birkaç parmağın birleştirilmesi ve damarlarla tanıma, iki elin birleştirilmesiyle, ancak böyle bir gelişme ancak bir kişiyle çalışmak için harcanan zamanın artmasıyla mümkündür.
Yöntemlere ilişkin sonuçları özetlersek, orta ve büyük nesnelerin yanı sıra en yüksek güvenlik gereksinimlerine sahip nesneler için irisin biyometrik erişim ve muhtemelen el damarlarıyla tanıma olarak kullanılması gerektiğini söyleyebiliriz. Birkaç yüze kadar personeli olan tesisler için parmak izi kullanarak erişim en uygun olacaktır. 2 boyutlu yüz görüntülerine dayalı tanıma sistemleri oldukça spesifiktir. Tanıma için fiziksel temasın olmamasını gerektiren durumlarda gerekli olabilir ancak iris kontrol sisteminin kurulması imkansızdır. Örneğin, bir kişinin kimliğinin onun katılımı olmadan gizli kamera veya harici bir tespit kamerası kullanılarak tespit edilmesi gerekiyorsa, ancak bu yalnızca veri tabanında az sayıda konu olması ve kamera tarafından filme alınan az sayıda insan akışı olması durumunda mümkündür. kamera.

Genç teknisyenlere not

Bazı üreticilerin, örneğin Nöroteknolojinin, ürettikleri biyometrik yöntemlerin demo versiyonları web sitelerinde mevcuttur, böylece bunları kolayca bağlayabilir ve üzerinde çalışabilirsiniz. Sorunu daha ciddiye almaya karar verenler için, Rusça gördüğüm tek kitabı - R.M.'nin "Biyometri Rehberi" ni önerebilirim. Top, J.H. Connell, S. Pankanti. Pek çok algoritma var ve bunların Matematiksel modeller. Her şey tam değil ve her şey modern zamanlara karşılık gelmiyor, ancak temel iyi ve kapsamlı.

Not:

Bu yapıtta kimlik doğrulama sorununa girmedim, yalnızca kimlik belirleme konusuna değindim. Prensip olarak, FAR/FRR'nin özelliklerinden ve sahtecilik olasılığından, kimlik doğrulama konusuna ilişkin tüm sonuçlar ortaya çıkmaktadır.

Etiketler:

  • biyometri
  • parmak izi tarayıcıları
Etiket ekle