מערכת זיהוי טביעות אצבע. טביעת אצבע היא דרך לזהות אדם על ידי טביעות אצבע.

מה המטרה של הטכנולוגיה הזו?

זיהוי טביעות אצבע הוא שיטת זיהוי אדפטיבית במיוחד ומתאימה למגוון יישומים, לרבות לאובייקטים שבהם נעשה שימוש מסורתי במפתחות, כרטיסי גישה וסיסמאות. טכנולוגיה זו כבר נמצאת בשימוש בציוד בקרת מעברים, מכשירי כלים, מחסנים, שירותי רשת ומתקנים רבים אחרים. אפילו ה-Apple iPhone 5s החדש מצויד בסורק טביעות אצבע. טכנולוגיית זיהוי טביעות אצבע כבר נמצאת בשימוש בכל מקום.

מהם היתרונות של טכנולוגיית זיהוי טביעת אצבע?

טביעת אצבע היא מזהה ייחודי לאדם. אם נשווה טביעת אצבע ומפתח, אז נוכל לומר שלכל אדם יש עשרה מפתחות, שכן כל טביעות האצבע שונות זו מזו. גם אם חתכת את האצבע או שכל היד שלך בגבס, עדיין יש לך מספיק אצבעות לצורכי זיהוי. זיהוי באמצעות טביעת אצבע היא שיטה אמינה מאוד, שכן טביעות אצבע ייחודיות לכל האנשים. אפילו לתאומים זהים יש טביעות אצבע שונות.

בהשוואה לשיטות זיהוי אחרות, כאשר נעשה שימוש במפתח, כרטיס גישה, קוד דיגיטלי או סיסמה, שיטת הזיהוי הביומטרי של טביעת האצבע מספקת רמה גבוהה של הגנה. לא ניתן לאבד את טביעת האצבע, לשכוח או לגנוב. שיטה זו גם פרקטית ביותר, מכיוון שאינך צריך לסחוב איתך דבר - אין שום דבר בכיסים, אתה כבר לא צריך לחטט בתיק, ואתה יכול לזרוק את שלט המפתח. בנוסף, זה מאפשר לך להפחית באופן משמעותי את העלויות הכרוכות בארגון בקרת הגישה. מערכות בקרת כניסה בארגונים גדולים, כגון מפעלים, משרדים או מכוני כושר, אינן דורשות עוד כרטיסי גישה או מפתחות שיש להפיץ, לאסוף או למחוק מהמרשם במקרה של אובדן. אז אתה יכול לרשום את טביעות האצבע של המבקרים ולתת להם גישה ליום אחד בלבד.

כיצד טביעות אצבע יכולות לשמש כאמצעי זיהוי?

לאחר הזיהוי, טביעת האצבע מושווה לנתונים שנרשמו בעבר. ניתן לאחסן את הנתונים במאגר הנתונים של מערכת הזיהוי, בשבב של הדרכון או בזיכרון כרטיס הגישה. את פונקציית הזיהוי ניתן לבצע על ידי קורא טביעות אצבע המותקן בכניסה, חיישן המחובר למחשב או סורק סמארטפון מובנה.

ישנן שתי שיטות זיהוי: טביעת אצבע ניתנת להשוואה עם תמונות טביעות אצבע שונות המאוחסנות במערכת, או עם טביעת אצבע רשומה של אדם מסוים. דוגמה לאפשרות הראשונה תהיה מערכת בקרת גישה וניהול ארגונית, שבה טביעת אצבע מותאמת לתמונות רשומות כדי לאשר את זכות הגישה של אדם מזוהה. דוגמה לאפשרות השנייה היא מערכת רדיותרפיה, כאשר מטרת הבדיקה היא לוודא שתכנית הטיפול מיועדת למטופל המסוים הזה שהגיע לפגישה.

איך מזהים טביעת אצבע?

זיהוי טביעת אצבע מבוסס על זיהוי דפוסים כאשר משווים דפוסים פפילריים עם נתונים רשומים. תהליך הזיהוי מתבצע בשלושה שלבים.

1. נוצרת תמונת טביעת אצבע. צילום תמונה יכול להתבצע באמצעות מצלמת הקורא המובנית, או על ידי רישום הפרש הפוטנציאל של השדה החשמלי בין הפקעות והחללים של התבנית הפפילרית. אפשר להשתמש בשילובים של שיטות. התוצאה היא צילום דיגיטלי בשחור-לבן של דפוסי טביעת אצבע.

2. תמונת טביעת האצבע מומרת למודל מתמטי בו מאוחסנות כקוד דיגיטלי תכונות ייחודיות כגון קשתות, סיבובים, לולאות ומרחקים ביניהן.

3. המודל הדיגיטלי המזוהה מושווה עם תבניות במסד הנתונים ומחפש התאמה.

מה קורה לאחר הזיהוי?

ברוב המוחלט של המקרים, מערכת זיהוי טביעות האצבע היא חלק ממערכת בקרה אחרת, כמו מערכת נעילה. כתוצאה מזיהוי, זהות האדם נקבעת ולאחר מכן המערכת יכולה לבצע את הפעולות הדרושות, למשל לפתוח את המנעול, לאפשר למשתמש לגשת לתוכנית או לאפשר למחשב לאתחל.

מה משפיע על יעילות זיהוי טביעת האצבע?

עור הוא חומר גמיש וגמיש, ומאפיינים אלו מקשים על הזיהוי. לדוגמה, היובש והטמפרטורה של העור, כמו גם כוח הלחיצה של האצבע, משפיעים על איכות התמונה של ההדפסה. אם האצבע נלחצת חזק מדי, תבנית ההדפסה משתנה והזיהוי של קווים פפילריים הופך לקשה יותר. יובש וטמפרטורת פני השטח משפיעים על גמישות העור, אשר בתורה קובעת את איכות התמונה. בשנים האחרונות טכנולוגיות זיהוי טביעות אצבע וזיהוי תמונות עשו צעדים גדולים קדימה, כך שגם ברוב המקרים הבעייתיים, הזיהוי מתבצע ברמה גבוהה של אמינות.

לדיוק הרישום של נתוני טביעת האצבע יש השפעה משמעותית על איכות הזיהוי שלאחר מכן. לכן יש לבצע את הרישום בזהירות ובמקרה של קשיים מומלץ לחזור עליו.

סורקים משתנים מאוד באופן שבו מזהמים משפיעים על דיוק הסריקה. במתקנים בהם לא ניתן לנקות באופן קבוע קוראים ביומטריים, כדאי להעדיף טכנולוגיה שאינה מפחדת מאבק ולכלוך.

האם אפשר לגנוב טביעת אצבע?

בהתאם לתקני אבטחת מידע, מאגרי המידע של מערכות מודרניות לזיהוי טביעות אצבע אינן מאחסנות תמונת טביעת אצבע, אלא הדגם הדיגיטלי שלה, המכיל רק אחוזים בודדים מכלל המידע על טביעות האצבע. לכן, בהתבסס על המודל הדיגיטלי המאוחסן, אי אפשר לשחזר את תמונת טביעת האצבע. היוצא מן הכלל הוא מערכות בקרה ממשלתיות, כמו רישום טביעות האצבע של המשטרה או דרכונים, שבהן טביעת האצבע מוצגת כתמונה.

כמה מהיר ומאובטח זיהוי טביעת אצבע?

נכון לעכשיו, זיהוי טביעות אצבע מהיר מאוד. הטכנולוגיה השתפרה עד כדי כך שזמן הזיהוי נמדד בשברירי שנייה. יעילים במיוחד הם קוראים אלקטרוניים, המזהים טביעות אצבעות במהירות מפתיעה.

אמינות הטכנולוגיה היא ברמה גבוהה - ניתן לזהות כמעט כל טביעת אצבע. עם זאת, למרות העובדה שרמת האמינות הגיעה כמעט ל-100%, בשנים הקרובות לא צפוי שניתן יהיה לזהות לחלוטין כל טביעת אצבע. לדוגמה, בתעשיות מסוימות, כגון כאשר העור בקצות האצבעות נשחק או נחשף שוב ושוב לכימיקלים מזיקים, מידת הנזק יכולה למנוע קריאת מספיק נקודות לצורך זיהוי. לאחר נזקים חד-פעמיים, טביעת האצבע משוחזרת, כך שנזקים בודדים או מספר קטן מהם אינם משפיעים על דיוק הזיהוי.

האם טכנולוגיית זיהוי טביעת אצבע מתאימה לעסק שלי?

משתמשים במערכות זיהוי טביעות אצבע בדרך כלל כבר לא רוצים לחזור למערכות בקרה מסורתיות. הגורמים העיקריים לשביעות רצון המשתמש הם קלות ונוחות השימוש. לכן, אנו ממליצים בחום להשתמש בטכנולוגיית זיהוי טביעת אצבע. המוצרים של Deltabit מאפשרים שימוש בטביעות אצבע לפתיחת דלתות. מערכת Deltabit Gatekeeper Lite היא מוצר שיכול להחליף את מפתח הבית שלך בטביעת אצבע. Deltabit Gatekeeper Pro היא מערכת בקרת גישה וניהול מבוססת זיהוי ביומטרי עבור ארגונים. שני המוצרים קיבלו את דירוג הצרכנים החיוביים ביותר.

"מאמרים מדעיים וטכניים"- קומפילציה מאמרים מדעיים וטכניים אֶלֶקטרוֹנִינושאים: חידושים רכיבים אלקטרוניים, פיתוחים מדעיים בתחום הנדסת רדיו ואלקטרוניקה, מאמריםעַל סיפוריםפיתוח הנדסת רדיו ואלקטרוניקה, חדש טֶכנוֹלוֹגִיָהושיטות בנייה ו התפתחות אֶלֶקטרוֹנִימכשירים, מבטיח טֶכנוֹלוֹגִיָהעתיד, היבטים ודינמיקה של פיתוח של כל תחומי הנדסת הרדיו והאלקטרוניקה, סקירות תערוכות אֶלֶקטרוֹנִינושאים.

השאיפה להגן על חייו, ביתו, רכושו וכספים מפני פלישה אופיינית לכל אדם. אבל שיטות הזיהוי הרגילות - הצגת דרכון או חתימה בכתב יד - אינן אמינות מספיק, שכן ניתן לאבד מסמכים, לגנוב או לזייף באמצעות טכנולוגיות חדישות, ולזייף חתימות. החיים גורמים לנו לחפש שיטות חדשות ואמינות יותר.

מבוא

לאור האירועים האחרונים המתרחשים בעולם, במיוחד בקשר לפעילות הגוברת של הטרור הבינלאומי, מוקדשת יותר ויותר תשומת לב לנושאי ביטחון. אחד הסעיפים החשובים ביותר באבטחה הוא זיהוי של אדם. המשימה של זיהוי אדם הופכת קריטית אפילו במצבים יומיומיים רבים. יותר ויותר, אנו מתמודדים עם מקרים של הונאה על ידי אנשים המתחזות לאחרים כאשר מנסים להיכנס לחדרי מלון, לקבל גישה לרשת מחשבים או לבצע רכישה מקוונת.

זיהוי ביומטרי

אחת משיטות הזיהוי האפשריות היא אימות ביומטרי של הנבדק, המבוסס על מדידת פרמטרים אישיים ייחודיים וקבועים. ניתן לחלק את המאפיינים העיקריים של אדם לשתי קבוצות - התנהגותית ופיזיולוגית. מאפייני ההתנהגות כוללים, למשל, את אופן הדיבור, סגנון העבודה על מקלדת מחשב או כתב יד, וקבוצת הפרמטרים הפיזיולוגיים הייחודיים כוללים טביעות אצבע, גיאומטריה של כף היד, קשתית או רשתית, מראה הפנים. שיטות פרקטיות של ביומטריה מסתמכות יותר על מאפיינים פיזיולוגיים, מכיוון ששיטות התנהגותיות עדיין נתונות לשינויים בהתאם למצבו של האדם. לדוגמה, הצטננות יכולה לשנות לא רק את גוון הקול, אלא גם את אופן הדיבור: אפילו אנשים דברנים נמנעים משיחות מיותרות.

יחד עם זאת, חלקים רבים בגוף האדם הם די ייחודיים וניתן להשתמש בהם לצורך זיהוי. לכן, כאשר מחפשים חבר בקהל, אנו משתמשים באלגוריתם כללי לזיהוי פנים המיושם על ידי האינטלקט שלנו. אלגוריתם מפושט יותר ספציפי הוא בר ביצוע בעזרת מחשב. פניו של אדם נקלטות במצלמה וצורות פנים מסוימות מותאמות למידע המוחזק במסד נתונים.

העין האנושית היא גם אוסף של הרבה נתונים ייחודיים. על ידי מיקוד המצלמה בהתאם, ניתן "למשוך" את העין לצורך השוואה עם תמונת דגימת הקשתית. וניתן, באמצעות סורק מאיר, להשוות את האור המוחזר מקרקעית הקרקע עם "גבס" של הרשתית. היד לא פחות ייחודית. מאפיינים ביומטריים הם הגיאומטריה והטופולוגיה של פני השטח שלו. טביעות אצבע ממלאות תפקיד מיוחד.

טביעות אצבע התקבלו כחוק לזיהוי אישי לפני למעלה ממאה שנה, וזיהוי טביעות אצבע נמצא בשימוש פעיל בקרימינולוגיה מאז שנות העשרים של המאה הקודמת. הם ייחודיים לכל אדם, לא ניתנים לשינוי, והם משמשים כאשר טעויות זהות אינן מקובלות, כגון במשפט הפלילי או בעת ארגון גישה עם רמת ההגנה הגבוהה ביותר.

מבחינה היסטורית, מערכות חיישנים אופטיות שימשו לטביעות אצבע, אבל במשך זמן רב הן נשארו יקרות מאוד, מגושמות ולא מספיק אמינות. בסוף שנות ה-90, הופעתם של התקני איסוף נתוני טביעות אצבע בעלות נמוכה בעלי עקרונות שונים הובילה להתקדמות של טכנולוגיות זיהוי טביעות אצבע משימוש מוגבל לשימוש נרחב במספר תחומים חדשים.

טכנולוגיות סריקת טביעות אצבע

כפי שכבר הוזכר, הטכנולוגיה העתיקה ביותר היא אופטית. סריקת טביעת אצבע עם מצלמות מיני על שבב CCD או CMOS הפחיתה משמעותית את עלות מערכות הזיהוי. אבל שיטת ההטבעה הזו מתמודדת עם כמה בעיות בלתי פתירות: התמונה המתקבלת תלויה באור הסביבה, עיוות אפשרי בקצוות התמונה, ניתן "להטעות" את החיישן בקלות יחסית (כמה חיישנים זולים יכולים להיות "שונות" על ידי מודפס עותק שנעשה במכונת צילום רגילה). יש בעיות בגודל הסורק. החיישן לא יכול להיות קטן מאורך המוקד של המצלמה. בין היתרונות העיקריים של מערכות אופטיות, אפשר להזכיר שוב את המחיר הנמוך יחסית ואת חוסר הפגיעות המעשית להשפעות של פריקה אלקטרוסטטית.

חדשה לחלוטין היא הטכנולוגיה של שימוש בשדה האלקטרומגנטי. החיישן פולט אות אלקטרומגנטי חלש העוקב אחר הרכסים והשפלים של טביעת האצבע ולוקח בחשבון שינויים באות זה כדי ליצור תמונה של טביעת האצבע. עקרון סריקה זה מאפשר לצפות בתבנית העור מתחת לשכבת התאים המתים, מה שמוביל לתוצאות טובות בזיהוי הדפסים חיוורים או דהויים. נותרה הבעיה של היעדר יחס מקובל בין גודל החיישן לרזולוציה שלו.

טכנולוגיה מבטיחה נוספת שצריך להזכיר היא אולטרסאונד. סורק האולטרסאונד התלת מימדי מודד את פני השטח השבורים של האצבע במעין רדאר. שיטת סריקה זו יכולה להיות שימושית במיוחד, למשל, בתחום הבריאות. הוא אינו מצריך נגיעה בקוראי חיישנים בידיים סטריליות, וההדפסה נקראת בקלות אפילו דרך כפפות הגומי או הפלסטיק של המנתח. החיסרון העיקרי של טכנולוגיית האולטרסאונד הוא העלות הגבוהה וזמן הסריקה הארוך.

ישנן שיטות אחרות, שנעשה בהן שימוש בעבר או רק בפיתוח, אך נפח המאמר בכתב העת אינו מאפשר לנו לשקול אותן ביתר פירוט. הבה נתעכב על אחת השיטות המבטיחות ביותר.

סריקת טביעות אצבע קיבולית

סורקי טביעות אצבע קיבוליים עשויים על פרוסת סיליקון המכילה שטח של מיקרוקבלים. הם מסודרים באופן שווה במטריצה ​​מרובעת או מלבנית. חיישנים מלבניים נחשבים מתאימים יותר מכיוון שהם מתאימים יותר לצורת ההדפסה. בנוסף, השטח עליו נקראת תמונת טביעת האצבע מתרחב ולכן כמות המידע המתקבל הולכת וגדלה. בין החיישנים הקיימים היום בשוק, חיישני ה-TouchChip של STMicroelectronics הם בעלי אזור הקריאה הגדול ביותר. לשדה של השבב יש גודל של 256 על 360 קבלים, כלומר, כמות המידע על ההחתמה עולה על 92 Kb. קבל אחד תופס שטח מרובע של 50 x 50 מיקרומטר. מהקבלים הללו נוצר חיישן הלוכד תמונה של הדפסה ברזולוציה של כ-500 dpi.

בדרך כלל, כל אזור הסיליקון מוגן על ידי ציפוי שפותח במיוחד ומוגן בפטנט על ידי יצרן החיישנים. זוהי שכבה מאוד קשה ועמידה שיכולה להגן על מעגלי סיליקון, אבל היא כל כך דקה שהיא מאפשרת לאצבע להתקרב אליהם כמה שיותר. חלק מהספקים מוכיחים את איכות הציפוי על ידי פרסום תוצאות בדיקה הקובעות ששכבת המגן עמדה בלמעלה ממיליון מגעים.

לפני שנמשיך לתיאור מפורט של טכנולוגיה קיבולית, בואו לגלות אילו יתרונות וחסרונות נובעים מהעובדה שהאצבע נמצאת בסמיכות לשבב ה-IC.

החיסרון עשוי להיות האפשרות של נזק לחיישן על ידי פריקה אלקטרוסטטית. במיקרו-מעגלים קונבנציונליים, הסכנה הזו מתבטלת על ידי המעטפת, אך ניתן לכסות את חיישן טביעת האצבע רק בציפוי דק במיוחד. כדי להסיט את הפריקה, מופעלים אמצעים נוספים, כגון הארקה. בחיישנים מודרניים, הטכנולוגיה הזו כל כך מתקדמת שסורקי טביעות אצבע מסוגלים לעמוד בפריקות העולה על 15 קילוואט (פריקה בסדר גודל כזה, למשל, מבגדים מחושמלים, היא מאוד לא סבירה).

אבל כמעט מגע ישיר עם הגביש מספק כמה יתרונות. לדוגמה, קל יותר להבחין בין טביעת אצבע חיה אמיתית לבין טביעת אצבע מזויפת או מתה. ישנם מספר רב של מאפיינים של טביעת אצבע חיה שניתן למדוד (למשל טמפרטורה, לחץ דם, דופק). על ידי שילוב של מדידות אלו והטמעתן בפועל, ניתן להשיג סורק טביעות אצבע עמיד יותר בפני הונאה. השימוש בתוכנה המתאימה משפר עוד יותר את יכולתו של הסורק להתנגד לניסיונות זיוף.

ישנם שני סוגים עיקריים של סריקה קיבולית - פסיבית ואקטיבית. שניהם מבוססים על קבלי טעינה ופריקה בהתאם למרחק מעור האצבע בכל נקודה בודדת בשטח וקריאת הערך המתאים. זה אפשרי מכיוון שממדי הרכסים והשקעים על העור הם די גדולים. רוחב הרכס הממוצע הוא כ-450 מיקרומטר. הגודל הקטן יחסית של מודולי הקבלים (50 x 50 מיקרומטר) מאפשר להבחין ולתקן הבדלי קיבול גם בנקודות קרובות על העור.

עקרון סריקה פסיבית

בסורקי סיליקון פסיביים, לכל תא יש רק אחת מלוחות הקבלים. צלחת נוספת יוצרת את פני האצבע. הסריקה מורכבת משני שלבים. בשלב הראשון, כאשר האצבע נוגעת במשטח השבב, לוחות החיישנים נטענים (בדרך כלל שורה שלמה בכל פעם) וערכי המתח על כל אחד מהם מאוחסנים במה שנקרא מדגם- מעגלים והחזקה. בשלב השני, כאשר האצבע מוסרת, שורות לוחיות החיישנים מתפרקות וערכי המתח השיורי על הלוחות מאוחסנים בסט אחר של מעגלי דגימה והחזקה. ההבדל בין מתחי הטעינה והשאריות של הצלחת הוא פרופורציונלי לקיבול של תא החיישן. ברצף, שורה אחר שורה, תאים סרוקים ודיגיטליים יוצרים תמונה של טביעת אצבע. דרך זו של גישה לפרוסות ממזערת את הצורך במעגלי דגימה והחזקה לשניים עבור כל שורה.

סורק כזה מאפשר שינויים בתוך גבולות מסוימים של ערכי פוטנציאל הטעינה והפריקה, כמו גם זמן ההשהיה בין שלבי הסריקה, על מנת לאפשר את קריאת טביעת האצבע במצבים שונים (רטוב, יבש). אבל אפילו עם ויסות כזה, בקרת תמונה לא יכולה להיות מלאה כמו בטכנולוגיה אקטיבית, שבה שני לוחות הקבל נשלטים.

עקרון סריקה אקטיבי

תא החיישן מכיל את שתי לוחות הקבל המחוברים במעגל הזנה חוזר קיבולי פעיל דרך מהפך (מגבר הפוך) שפועל כצובר מטען: לוחית אחת מחוברת לכניסה של המהפך והשנייה ליציאה (ראה איור. 1). תפקידו של התקן האחסון הוא להמיר את קיבול ההספק ההפוך למתח מוצא הניתן לדיגיטציה.

אורז. 1. סריקה קיבולית פעילה

חיישן אקטיבי, כמו חיישן פסיבי, פועל בשני שלבים. בשלב הראשון, מקש "איפוס" סוגר את הקלט והפלט של המהפך, ומאפס את המעגל למצבו ההתחלתי. בשלב השני מופעל מטען מכויל על לוחית הקבל המחוברת לכניסת המצבר, ויוצר שדה אלקטרומגנטי בין הלוחות. עור האצבע מקיים אינטראקציה עם השדה, משנה את הקיבול הפעיל. בהתאם לנוכחות של רכס או שוקת של ההטבעה, הקיבול של הקבל יורד או גדל בהתאם. הערך של הקיבול שנוצר זה עובר דיגיטציה.

מכיוון שלכל אחד מתאי החיישן יש מצבר מטען משלו, הפיקסלים של ה"תמונה" מקבלים מענה בגישה אקראית. זה מאפשר לך להשתמש בתכונות עיבוד נוספות של תמונת טביעת האצבע (לדוגמה, צפייה רק ​​באזור שנבחר או בתצוגה מקדימה - מהר יותר, אך ברזולוציה נמוכה יותר).

טכנולוגיית סריקה אקטיבית מספקת עמידות גבוהה בהרבה להשפעות חיצוניות, בעלת יחס אות לרעש גבוה יותר, ולכן החיישנים מסוגלים לתפוס מגוון רחב יותר של פרמטרים של טביעת אצבע, ללא קשר למצב האצבע.

הדמיה וזיהוי טביעות אצבע

התמונה של טביעת אצבע מאוחסנת בדרך כלל בקוד בינארי, כאשר כל פיקסל של התבנית מתואר על ידי 8 סיביות, כלומר 256 גוונים של אפור. במערכות סריקה מתקדמות, התמונה הדיגיטלית של ההדפס מעובדת באמצעות אלגוריתם מיוחד לשיפור התמונה. אלגוריתם זה מספק משוב לחיישן כדי להתאים את פרמטרי הסריקה. כאשר החיישן לוכד את התמונה הסופית, האלגוריתם מתאים את הניגודיות והחדות של תמונת ההדפסה לאיכות הטובה ביותר.

אז, לאחר הדיגיטציה, יש "תמונה" מוגדלת ברורה של טביעת האצבע. תמונה כזו לא מתאימה במיוחד להתאמת טביעות אצבע, מכיוון שהיא תופסת יותר מדי זיכרון (כ-90 KB) והעיבוד שלה במהלך ההשוואה ידרוש כוח מחשוב מוגבר. לכן, מתוך מידע זה, יש צורך לבצע בחירה רק של המידע הנחוץ לצורך התאמת טביעות אצבע. התוצאה של פעולה כזו נקראת תבנית טביעת אצבע והיא בעלת גודל של 250...1200 בתים, תלוי בשיטת הזיהוי.

שיטות זיהוי טביעות אצבע מבוססות על השוואה עם דוגמאות או על שימוש בפרטים אופייניים. חלק מהמערכות משלבות בהצלחה את שתי השיטות. בעת זיהוי לפי דוגמה, החלקים הנבחרים של תמונת טביעת האצבע מאוחסנים במסד הנתונים. אלגוריתם הזיהוי בוחר באותם אזורים בטביעת האצבע החדשה שהוזנה ומשווה אותה עם הנתונים הזמינים לאימות. גודל התבנית - כ-1 Kb.

בעת זיהוי לפי פרטים, רק מקומות ספציפיים שבהם נמצא תכונה (פרט) נשלפים מהתמונה. בדרך כלל זהו קצה הרכס או התפצלותו (ראה איור 2). תוכן התבנית במקרה זה הוא קואורדינטות יחסיות ומידע על כיוון החלק. אלגוריתם הזיהוי מוצא ומשווה את הפרטים המתאימים. לא הסיבוב של טביעת האצבע ולא התרגום המקביל שלה (shift) משפיעים על תפקוד המערכת, שכן האלגוריתם עובד עם ערכים יחסיים. גודל התבנית במקרה זה מצטמצם לכ-300 בתים. עיבוד כמות כל כך קטנה של נתונים אפשרי גם במערכות עם מהירות מעבד נמוכה וזיכרון מוגבל.

אלגוריתמי זיהוי והסימון שלהם

יש מספר די גדול של אלגוריתמים בשוק המזהים את התמונה לפי פרטים. יש צורך לברר מהם הקריטריונים לאיכותם.

אם נבטא את ההתאמה של שתי דפוסי טביעות אצבע שהשוו באחוזים, אזי להתאמה מושלמת (שתי תבניות של אצבע אחת) ניתן להקצות ערך של 100%, ואי התאמה מוחלטת (שתי תבניות של אצבעות שונות) צריך להיות מסומן באפס (0%). למרבה הצער, לא כל ההתאמות מושלמות, ואי התאמה הן מוחלטות. בדרך כלל, מידת הצירוף אינה נופלת בנקודות הקיצוניות של הסולם. יש בעיה עם התאמות לא מדויקות ולא שלמות. הכי קשה להשוות בין דפוסים דומים, שכן הערכים של קבוצות הערכים המשוערים עבור התאמות ואי-התאמות חופפים זה לזה באמצע הסולם. זה תחום קריטי, שכן במקרה כזה אי אפשר להחליט בדיוק אם הדפוסים מתאימים או לא. הדרך לצאת ממצב "סכיזופרני" שכזה היא לקבוע את מה שמכונה "סף", הקובע באופן ייחודי את ערך ההערכה המפרידה בין התאמת הדפוס לחוסר ההתאמה. זה מקל על קבלת ההחלטה, אבל, מצד שני, יכול להוביל לשגיאות במערכת, שכן שתי קבוצות הערכים המשוערים עשויות להיות מתחת לגבול שנקבע.

אורז. 2. פרטי ההטבעה

שגיאות כאלה נקראות זיהוי שגוי וזיהוי שגוי, בהתאמה. מידת השגיאות הללו היא ספציפית לכל אלגוריתם זיהוי ונלקחת בחשבון בדרך כלל כ-FMR (False Match Rate) - ההסתברות לזיהוי שגוי ו-FNMR (False Non-Match Rate) - ההסתברות לאי זיהוי שגוי. במערכות אבטחה, הם נקראים גם FAR (False Accept Rate) - ההסתברות להודאה שגויה ו-FRR (False Reject Rate) - ההסתברות לדחייה כוזבת. FMR ו-FNMR מנוגדים זה לזה: כאשר ערך אחד יורד, השני עולה (שווה ערך להזזת ה"סף" למעלה ולמטה בסולם התאימות). ניתן להעריך את איכות אלגוריתמי הזיהוי על ידי השוואת ערך FMR עם FNMR קבוע או להיפך. לפעמים ניתנים פרמטרים נוספים להערכה, למשל, רמת השגיאה הבלתי אפשרית - הנקודה בסולם התאימות שבה הערכים של FMR ו- FNMR שווים.

טבלה 1. חיישנים ומפרטיהם

מאפיינים		חיישנים
		TCS1AD		TCS2AF
אזור פעיל חיישן, מ"מ		18.0x12.8		10.4 x 14.4
שטח כולל, פיקסלים		256 x 360		208 x 288
שטח פיקסלים, מיקרומטר		50
רזולוציה, dpi		508
תדירות אחזור מידע, מסגרת/ים		15		20
פוטנציאל סטטי מקסימלי, קילו וולט		±8		±15
צריכה נוכחית	נומינלי, mA	20
	המתנה, mA	7
	שינה, mA	1
מידות המארז		מלא, מ"מ	27 x 27 x 4.5	27 x 20.4 x 3.5
		קומפקטי, מ"מ	27x18.4x4.5
מַחבֵּר		כבל גמיש		מחבר גמיש 20 פינים/כבל גמיש
ממשק I/O		ממשק RAM של 8 סיביות
מאפיינים סביבתיים	טמפרטורת עבודה, מעלות צלזיוס	0...40
	טמפרטורת אחסון, מעלות צלזיוס	-4...85
	לחות	5...95%RH @ 30°C

הערכים של המאפיינים לעיל תלויים מאוד במסד הנתונים של טביעות האצבע המשמש בבדיקת אלגוריתם הזיהוי כדי להעריך את איכותו. אתה יכול לקבל תוצאות טובות מאוד גם עם אלגוריתם חלש אם רק הדפסות באיכות גבוהה נבחרות לבדיקה. מטבע הדברים, אפילו אלגוריתם מוצלח יכול לתת תוצאות גרועות במסד נתונים המכיל רק טביעות אצבע באיכות נמוכה. לכן, השוואה של אלגוריתמי זיהוי יכולה להתבצע רק בתנאי שמשתמשים באותו בסיס לבדיקתם. בדיקת אלגוריתם, קביעת נקודות הבקרה שלו - סף, FMR, FNMR וכו' - נקראת סימון. כדי להשיג תוצאות סימון שימושיות ומציאותיות, יש צורך להשתמש במאגר הנתונים הגדול ביותר האפשרי של טביעות אצבע (לפחות אלפי אנשים), אשר ייאספו באזורים שונים בעולם מנציגים של גזעים, גילאים ומקצועות שונים בתנאים שונים ( לחות, טמפרטורה וכו'). .).

העתיד הוא מודול מאוחד

לטכנולוגיית זיהוי טביעות אצבע יש יתרונות רבים, מה שמסביר את היקף היישום ההולך וגובר. כבר היום ישנם מחשבים ניידים, מחשבי כף יד, מנעולי דלתות, מכונות אוטומטיות וציוד היקפי למחשבים שונים עם חיישני טביעת אצבע מובנים. התקדמות הטכנולוגיה מקטינה את הגודל והעלות של חיישנים, ופותחת את דרכם לשימושים רבים אחרים, כמו טלפונים ניידים, מסופי נקודות מכירה או הצתה של מכוניות.

אורז. 3. מערכת אבטחה ביומטרית STTouchChip

STMicroelectronics מציעה את ST TouchChip, תת-מערכת אבטחה ביומטרית סוהר הניתנת ליישום בקלות במוצרים כלליים ופרטיים (ראה איור 3). TouchChip, PerfectPrint ו- PerfectMatch הן טכנולוגיות חדישות המספקות מגוון שלם של פונקציות אופייניות של מערכת ביומטרית: טביעת אצבע, אופטימיזציה של תמונה וקבלת החלטות בגישה. TouchChip - חיישן טביעת אצבע סיליקון - לוכד תמונות טביעת אצבע. הוא מבוסס על טכנולוגיית חיישן הפיקסלים הקיבוליים הפעילים של החברה המוגנת בפטנט, המספקת יחס אות לרעש גבוה. חבילת התוכנה PerfectPrint מנהלת את החיישן כדי לייעל את תמונת טביעת האצבע בהתבסס על תנאי הסביבה או סוג העור. PerfectMatch היא קבוצה של אלגוריתמי תוכנה הפותרים שתי משימות ביומטריות חיוניות: חילוץ דפוסים מתמונת טביעת אצבע וזיהוי שטביעות אצבע חיות תואמות תמונות מאוחסנות מראש.

PerfectMatch מגיע עם ממשק תכנות יישומים (API) המאפשר לך לשלב תתי מערכות ביומטריות של TouchChip בעיצובי לקוחות ללא ידע מפורט על כל רכיבי המערכת. ארכיטקטורה פתוחה זו מפשטת מאוד את השילוב של מערכת הביומטריה באפליקציות קיימות ומפחיתה את זמן ההטמעה.

מטרת הפיתוח הנוספת היא לשלב חיישן טביעת אצבע עם מיקרו-מעבד וזיכרון עוצמתיים. זה יאפשר ליצור מודול זיהוי המסוגל לבצע את כל המשימה: מקריאת טביעת אצבע ועד זיהוי אובייקט - ללא מחשב. פרויקטים דומים כבר בפיתוח. STMicroelectronics הכריזה לאחרונה על מכשיר בשם TouchChip Trusted Fingerprint Module Biometric Subsystem, שצפוי להגיע עד סוף 2002. מודול משולב כזה יבטל את המאמץ המושקע כיום בשילוב רכיבים בודדים, מה שייתן דחיפה משמעותית עוד יותר לכלל זיהוי טביעות האצבע הביומטרי שׁוּק.

זיהוי טביעת אצבע יהפוך בקרוב לחלק מחיי היומיום שלנו. נקווה לאבטחה ולנוחות המוגברת שזה יביא.

תאריך פרסום: 01.09.2004

דעות הקוראים

• vlab / 04.08.2013 - 00:41
  טביעת אצבע לא שלמה יכולה לזהות אדם
• אולג) / 21.11.2012 - 10:59
  מאמר מעניין) מתוכנן בעקביות, ודי קל לקריאה. היה נחמד לקרוא.
• אנטולי / 18.12.2008 - 14:31
  צריך תרשים!
• מקסים / 08.07.2007 - 19:17
  באופן כללי, המאמר נראה טוב. מנקודת מבטו של המשתמש המתעניין, פרשנות מאוד מובנת לנושא. אם מוגבל לידע מקצועי יותר, אז היעדר הפרטים בעצם מהות הבעיה, למשל, אלגוריתם הזיהוי. הגישה המשמשת במערכות כאלה מעניינת מאוד. אשמח מאוד אם חומר כזה יתפרסם גם באתר חדש. בהצלחה!

Safin I.T., Starukhin G.A., סטודנטים של Ufa State College of Radio Electronics

Tuktarov R.F., מנחה מדעי, עמית מחקר, המכון לפיזיקה ומתמטיקה, USC RAS

סטודנטים של המכללה לרדיו אלקטרוניקה Safin I.T. וסטארוכין ג.א. פותח מכשיר המאפשר לקבוע את זהותו של אדם לפי הדפסת האגודל שלו. הפיתוח מתבסס על שיטות טביעת האצבע, שבתורן היא חלק מתודולוגיה כללית יותר הנקראת ביומטריה.

ביומטריה היא מדע המאפיינים האופייניים לגוף האדם. אלה כוללים טביעות אצבע, קשתית, גוון קול, ריח וכו'. רבים מהפרמטרים הללו ייחודיים לכל אדם, ולכן, ביכולת לקבוע אותם, ניתן לזהות כמעט במדויק את האדם העובר זיהוי.

טביעות אצבע, כמאפיינים הביומטריים הפופולריים ביותר של אדם, החלו לשמש במאה ה-19. העבודות הראשונות בנושא זה היו עבודותיו של פרופסור מאוניברסיטת ברונסלב יא.ע. פורקיניה והאנתרופולוג האנגלי פרנסיס גלטון. Purkinje היה הראשון שתיאר את הדפוסים הפפילריים של פני השטח של האצבעות האנושיות, וגלטון פיתח את המערכת הראשונה של סיווג אופי.

הרכב המכשיר.

מכשיר זיהוי טביעת האצבע מורכב מ

1) סורק טביעות אצבע,

2) תוכנית עיבוד המאפשרת ניתוח וזיהוי של טביעות אצבע.

סורק המכשיר פותח על ידי I.T Safin, סטודנט של המכללה לרדיו אלקטרוניקה.

תרשים מבני של מכשיר לזיהוי טביעת אצבע:

התרשים מציג את המחשב האישי, מצלמת האינטרנט, מעגל ההשהיה, משטח העבודה, תאורה אחורית ואספקת החשמל.

דיאגרמת הבלוק של מכשיר לזיהוי טביעת אצבע כוללת את הבלוקים הבאים:

PC - הוא מעבד את התמונה המתקבלת מהמכשיר;

מצלמת אינטרנט - לוקחת טביעת אצבע;

מעגל השהיה - מעכב את האות הלחיצה בעת הפעלת אצבע על משטח העבודה, דבר הכרחי להתאמה אוטומטית של רגישות האור של המצלמה וכדי שהאצבע יספיק "להתפשט" על משטח העבודה;

מכשיר הפעלה - משמש להפעלת אצבע ולחיצה על כפתור מצלמת הרשת המצלמת תמונה;

תאורה - משמשת להארת אזור העבודה - בתוך מארז המכשיר, על מנת להדגיש את המסלולים והשקעים על ההדפס המופעל על משטח העבודה;

ספק כוח - משמש להפעלת מעגל התאורה האחורית ומעגל ההשהיה.

מכשיר זה עושה שימוש באפקט של השתקפות פנימית מוחלטת מתוסכלת, המאפשרת לקבל תמונות של משטח האצבע שבהם הגבולות בין המסלול לחריץ נראים בבירור. אפקט זה מתקבל על ידי מיקום המצלמה ומקור האור כפי שמוצג באיור למטה.

מכשיר זה הוא "קופסה" במידות של 70 * 100 * 100 מ"מ. באופן גרפי, הממדים והתצוגה של המכשיר מוצגים באיור למטה.

תיאור המכשיר.

כאשר אתה שם את האצבע על הזכוכית ולוחץ עליה, הכפתורים נסגרים, וכתוצאה מכך מעגל ההשהיה "מתחיל". מעגל ההשהיה מעכב את אות לחיצת הכפתור בכ-0.5 שניות, לאחר מכן הממסר מופעל וסוגר את כפתור הצמצם של מצלמת האינטרנט. טביעת האצבע נלכדת ומוצגת על מסך צג המחשב.

תלמיד המכללה לרדיו אלקטרוניקה א.ג. סטארוחין היה מעורב בפיתוח תוכנית הניתוח והזיהוי.

התוכנית מיושמת על פלטפורמת ה-PC, כלומר. כדי לעבוד, הוא זקוק למחשב אישי המקיים אינטראקציה עם הסורק באמצעות כבל USB. דרישות מערכת מינימליות: מעבד Pentium 4 1.8 GHz, 256 MB RAM, יציאת USB, Windows XP ואילך.

תיאור התוכנית.

ניתוח תמונת ההטבעה מרמז על בחירה מתוכה של כמה מאפיינים חיוניים האופייניים לטביעות אצבע אנושיות. ההדפס מורכב מקווים פפילריים היוצרים תבנית פפילרית ייחודית לכל אדם. המאפיינים המהותיים של ההטבעה כוללים, למשל, את כיוון הקווים הללו, סיומם או הפסקות שלהם. כל השלטים מחולקים לשתי קבוצות: גלובלית ומקומית.

סימנים גלובליים הם אלה שניתן לראות בעין בלתי מזוינת:

דפוס פפילרי.

אזור התמונה הוא קטע נבחר של ההדפסה, שבו כל התכונות ממוקמות.

גרעין הוא נקודה הממוקמת באמצע טביעה או אזור נבחר כלשהו.

נקודת הדלתא היא נקודת ההתחלה. המקום בו מתרחשת החלוקה או החיבור של החריצים של הקווים הפפילריים, או חריץ קצר מאוד (עלול להגיע לנקודה).

סוג קו - שני קווים גדולים ביותר שמתחילים כמקבילים, ולאחר מכן מתפצלים ומסתובבים סביב כל שטח התמונה.

מונה קווים - מספר הקווים בשטח התמונה, או בין הליבה לנקודת ה"דלתא".

סימנים מקומיים, הם גם פריטים, קובעים את נקודות השינוי במבנה הקווים הפפילריים (קצה, התפצלות, שבירה וכו'), כיוון הקווים הפפילריים והקואורדינטות בנקודות אלו. כל הדפס מכיל עד 70 דקות.

לאחר קביעת המאפיינים החיוניים של ההטבעה, היא מושווה להטבעות אחרות. זהו תהליך הזיהוי.

ניתן לתאר את התהליך צעד אחר צעד של התוכנית כדלקמן. אות הבקרה מתחיל את התהליך. סורק טביעות האצבע יוצר תמונה - תמונה של ההדפסה, ומעביר אותה למחשב. בצד ה-PC, התוכנה מנרמלת את התמונה עד שהיא מובאת לצורה סטנדרטית, ולאחר מכן התמונה מועברת לעיבוד. במהלך העיבוד, התמונה נקראת, מאפיינים מקומיים וגלובליים של ההטבעה מודגשות. תכונות כאלה נרשמות בווקטור טביעות האצבע. יתר על כן, בהתאם לאות הבקרה, המשתמש מתווסף למסד הנתונים או מזוהה. בעת ההוספה, כל הנתונים על המשתמש, כולל וקטור טביעת האצבע, נוצרים לתצוגת מסד נתונים ובאמצעות אלמנט הגישה למסד הנתונים, נכתבים למסד הנתונים. בעת זיהוי מוגשת בקשה לבחירה ממאגר המידע. וקטורים של טביעת אצבע מופקים מהמדגם ומשווים לווקטור הקלט. אם הזהות של שני הוקטורים המושוים היא מעל ערך סף מסוים, אזי הוקטורים נחשבים זהים והמשתמש מזוהה לפי הערך הנוכחי. אם שום וקטור מהמדגם לא תואם לווקטור הקלט, המשתמש נחשב לא מאומת.

כדי להבטיח את סודיות המידע, הוצעו אמצעי הרשאה ואימות שונים של המשתמש כדי לספק לו את הגישה הפיזית הדרושה לנתונים, משאבים כספיים וכו'. רוב מערכות האימות המודרניות מבוססות על העיקרון של השגת, איסוף ומדידה של מידע ביומטרי, כלומר מידע על מאפיינים פיזיולוגיים מסוימים של אדם.

היתרון של מערכות זיהוי ביומטריות על המסורתיות (למשל מערכות קוד PIN או מערכות גישה מבוססות סיסמא) הוא בכך שהאדם עצמו מזוהה. המאפיין המשמש במערכות אלו הוא חלק בלתי נפרד מהאישיות, לא ניתן לאבד אותו, להעבירו, לשכוח אותו. מכיוון שהמאפיינים הביומטריים של כל אדם הם ייחודיים, ניתן להשתמש בהם כדי למנוע גניבה או הונאה. כיום יש מספר רב של חדרים ממוחשבים, כספות, מעבדות מחקר, בנקי דם, כספומטים, מתקנים צבאיים ועוד, שהגישה אליהם נשלטת על ידי מכשירים הסורקים את המאפיינים הפיזיולוגיים הייחודיים של האדם.

בשנים האחרונות זוכה לתשומת הלב הרבה ביותר אבטחת רשתות המידע, ובפרט מערכות אבטחה ביומטריות. עדות לכך היא מספר עצום של מאמרים המוקדשים לסקירה של שיטות זיהוי אנושיות שכבר הפכו למסורתיות ומוכרות למגוון רחב של קוראים: לפי טביעות אצבעות, לפי הרשתית וקשתית העין, לפי התכונות והמבנה של העין. הפנים, לפי הגיאומטריה של היד, לפי הדיבור והכתב.

הניתוח של ספרות מדעית פופולרית מדעית, טכנית ותקופתית מאפשר לבצע שיטתיות של מערכות כאלה מבחינת מורכבות הפיתוח שלהן והדיוק והאמינות של תוצאות המדידה שסופקו (איור 1). חלק מהטכנולוגיות כבר מאומצות רבות כיום, אחרות עדיין בפיתוח. במאמר זה, ניתן דוגמאות למערכות של הקבוצה הראשונה והשנייה כאחד.

הסיסמאות של היום

זיהוי טביעת אצבע

עד כה, אחת הטכנולוגיות הביומטריות הנפוצות ביותר היא טכנולוגיית זיהוי טביעת האצבע. מערכות המשתמשות בטכנולוגיות כאלה מקורן במערכות משפטיות, כאשר טביעת האצבע של הפושע הוכנסה לארון תיקים ולאחר מכן השוואה לטביעת האצבע שהוצגה. מאז, הופיעו מספר רב של מכשירים מתקדמים לסריקת טביעות אצבע. מחקרים בתחום זה הראו כי טביעת האצבע האנושית אינה משתנה עם הזמן, ואם העור ניזוק, הדפוס הפפילרי הזהה משוחזר לחלוטין. מן הסתם, בשל הסיבות הללו, וגם בשל העובדה שסריקת טביעות אצבע, בניגוד לשיטות זיהוי רבות אחרות, אינה גורמת אי נוחות לאדם, שיטה זו הפכה לשיטת הזיהוי הנפוצה ביותר. יתרון נוסף של שימוש בטכניקה זו הוא דיוק זיהוי גבוה למדי. חברות שמפתחות מכשירי סריקת טביעות אצבע משפרות כל הזמן את האלגוריתמים שלהן והצליחו בצורה משמעותית. לדוגמה, BioLink Technologies הוציאה את BioLink U-Match Mouse (איור 2), עכבר מחשב רגיל עם גלגל גלילה עם סורק טביעות אצבע אופטי מובנה: ממשק - USB או COM+PS/2; הגנה מפני בובות ואצבעות "חסרות חיים"; השימוש באלמנטים אופטיים מתקדמים מבטיח איכות סריקה גבוהה ודיוק זיהוי. הסורק הביומטרי BioLink U-Match MatchBook מיוצר כהתקן נפרד (איור 3), זמן סריקה - 0.13 שניות, זמן זיהוי - 0.2 שניות, ממשק USB, מיושם הגנה מפני בובות. מכשירים אלה מפגינים דיוק זיהוי כזה שהסבירות שמשתמש לא מורשה יקבל גישה למידע מוגן שווה ל-1 למיליארד מצגות טביעות אצבע.

בשוק המקומי צוברים פופולריות עכברים עם סורק מבית סימנס, מקלדות עם סורק מובנה מבית Cherry, וכן מחשבים ניידים עם סורק טביעות אצבע; מוצגים גם מכשירים מיצרנים אחרים. לכן, אם ראש המיזם יחליט להחליף את מערכת האבטחה המיושנת בכלי הגנת מידע מתקדמים יותר, יהיה לו הרבה מה לבחור.

מניתוח השוק הביומטרי העולמי עולה כי טכנולוגיות זיהוי טביעות אצבע מייצגות 50% מהשוק הביומטרי, ויחד עם מערכות משפטיות, כולן 80%. על פי תוצאות 2001, קבוצת הביומטרי הבינלאומית הצהירה כי טכנולוגיות זיהוי טביעות אצבע עדיין תופסות עמדה מובילה בין כל הטכנולוגיות הביומטריות בשוק.

כדי להשתמש במערכת הסטנדרטית לזיהוי טביעות אצבע ביומטרי, על המשתמש להירשם תחילה למערכת. יחד עם זאת, אין סיבה לחשוש שטביעת האצבע שלך תישמר בזיכרון המכשיר - רוב המערכות לא מאחסנות בזיכרון את התמונה האמיתית של טביעת האצבע, אלא רק תבנית דיגיטלית, לפיה אי אפשר לשחזר התמונה האמיתית, כך שזכויות המשתמש אינן מופרות בשום צורה. לכן, בעת שימוש במכשירי BioLink Technologies, תמונת טביעת האצבע מומרת באופן מיידי לקוד דיגיטלי קטן (בגודל של 512 בתים בלבד).

הכנסת הגנה ביומטרית לא תמיד מצריכה החלפת מערכת האבטחה הקיימת. לרוב ניתן להחליף סיסמאות בדרכון ביומטרי של משתמש בעלות מינימלית. כך למשל, פתרונות מבית BioLink Technologies מאפשרים להתקין מערכת אבטחה ביומטרית על גבי מערכת אבטחת סיסמאות רגילה. במקרה זה, יש החלפה ללא כאב לחלוטין של סיסמאות לטביעות אצבע. לפיכך, אתה יכול להגן בצורה מאובטחת על הכניסה למערכת ההפעלה (Windows NT/2000, Windows 95/98, Novell NetWare) ועל הנעילה הכפויה, שומר המסך ומצבי השינה, כמו גם להחליף את הגנת תוכנת היישום הסטנדרטית בהגנה על טביעת אצבע. . כל הפונקציות הבסיסיות הללו, כמו גם תכונות רבות אחרות, מיושמות על ידי תוכנת BioLink Authentication Center גרסה 4.2 - המערכת הרוסית המלאה היחידה של מחלקה זו עד כה. במקביל, מודלים של טביעות אצבע מאוחסנים באופן מרכזי - על מערכת החומרה והתוכנה לאימות Authentication (איור 4). השרת מספק אחסון מאובטח של עד 5,000 דגמי טביעות אצבע, שלא ניתן להשתמש בהם כדי לשחזר תמונת טביעת אצבע אמיתית, ומידע סודי אחר. בנוסף, שרת Authenton הוא ניהול משתמשים מרכזי, כמו גם היכולת של מנהל מערכת לתת בקלות למשתמשים רשומים הרשאות גישה שונות למשאבים שונים ללא רישום מחדש. סובלנות תקלות שרת מיושמת באופן הבא: השרת הוא מקרה שבו ממוקמים שני שרתים פיזיים עצמאיים, מה שמאפשר לבצע החלפה חמה ולשכפל את מסד הנתונים לשרת פועל.

מאז יישומי אינטרנט (בנקאות אינטרנטית, מסחר אלקטרוני, פורטלים ארגוניים) הופכים פופולריים יותר ויותר, מפתחי BioLink דאגו לאפשרות להכניס זיהוי ביומטרי של טביעת אצבע ליישומי אינטרנט. לפיכך, כל חברה, ארגון או מוסד יכולים להגן בצורה מאובטחת על מידע רגיש.

פתרונות BioLink Technologies מיועדים בעיקר לארגונים בינוניים וגדולים. יחד עם זאת, ניתן לשלב בצורה הטובה ביותר פתרון Russified מקיף (תוכנה + התקני קלט + שרת חומרה) עם מערכות המידע וה-ERP המשמשות בארגון, המאפשר מצד אחד להוזיל משמעותית את עלות ניהול מערכות הסיסמאות. ומצד שני, לאבטח באופן מהימן מידע סודי מפני גישה לא מורשית הן מבחוץ והן בתוך הארגון.

בנוסף, ישנה הזדמנות לפתור בעיה דחופה נוספת - להפחית משמעותית את הסיכונים בהעברת נתונים למערכות פיננסיות, בנקאיות ואחרות המבצעות פעולות חשובות באמצעות האינטרנט.

מערכות זיהוי איריס

כדלקמן מאיור. 1, הדיוק והאמינות הגדולים ביותר בשלב הנוכחי מסופקים על ידי מערכות זיהוי ביומטריות המבוססות על ניתוח והשוואה של הקשתית. אחרי הכל, עיניים עם אותה קשתית, אפילו בתאומים זהים לחלוטין, לא קיימות. פרמטר זה, שנוצר בשנה הראשונה לחייו, נשאר ייחודי לאדם לאורך כל תקופת קיומו. שיטת זיהוי זו שונה מהראשונה בכך שהיא קשה יותר לשימוש, הציוד יקר יותר ותנאי הרישום מחמירים יותר.

כדוגמה למערכת זיהוי מודרנית המבוססת על ניתוח הקשתית, ראוי לצטט פתרון של LG.

מערכת IrisAccess מאפשרת לסרוק את תבנית הקשתית תוך פחות משנייה, לעבד ולהשוות אותה ל-4,000 רשומות אחרות שהיא מאחסנת בזיכרון שלה, ולאחר מכן לשלוח את האות המתאים למערכת האבטחה. הטכנולוגיה היא לחלוטין ללא מגע (איור 5). בהתבסס על תמונת הקשתית, נבנה קוד דיגיטלי קומפקטי של 512 בתים. המכשיר בעל אמינות גבוהה בהשוואה לרוב מערכות הבקרה הביומטריות המוכרות (איור 6), שומר על מסד נתונים גדול, מוציא הוראות קוליות ברוסית ומאפשר שילוב של כרטיסי גישה ומקלדות PIN במערכת. בקר אחד תומך בארבעה קוראים. ניתן לשלב את המערכת ב-LAN.

ה-IrisAccess 3000 מורכב מרשום אופטי EOU3000, רושם אופטי מרוחק ROU3000, יחידת בקרת אימות ICU3000, לוח לכידת תמונה, לוח ממשק לדלת ושרת PC.

אם יש צורך לשלוט במספר כניסות, ניתן לחבר מספר מכשירים מרוחקים, כולל ICU3000 ו- ROU3000, לשרת המחשב באמצעות רשת מקומית (LAN). תיאורים של הרכיבים העיקריים של המערכת מסופקים בסרגל הצד.

ארגון בקרת הגישה ותרשים סכמטי של פריסת מערכת אבטחה המבוססת על IrisAccess מבית LG מוצגים באיור. 7, .

מערכות זיהוי דיבור

המיקום הנמוך ביותר באיור. 1 - הן מבחינת עוצמת העבודה והן מבחינת הדיוק - תפוסות על ידי מערכות זיהוי המבוססות על זיהוי דיבור. הסיבות להכנסת מערכות אלו הן נוכחותן של רשתות טלפון והפרקטיקה של הטמעת מיקרופונים במחשבים וציוד היקפי כגון מצלמות. החסרונות של מערכות כאלה כוללים גורמים המשפיעים על תוצאות הזיהוי: הפרעות במיקרופונים, השפעת הסביבה על תוצאות הזיהוי (רעש), שגיאות הגייה, מצב רגשי שונה של התקן הנבדק בעת הרישום ובמהלך כל זיהוי, שימוש במכשירי הקלטה שונים במהלך רישומי תקנים וזיהוי, הפרעות בערוצי נתונים באיכות נמוכה וכו'.

סיסמאות העתיד

הבאנו דוגמאות למכשירים ביומטריים שכבר נמצאים בשימוש נרחב לבקרת גישה, אך ההתקדמות המדעית והטכנולוגית אינה עומדת מלכת, ולכן מגוון הטכנולוגיות שניתן להשתמש בהן במערכות אבטחה מתרחב כל הזמן. מספר טכנולוגיות ביומטריות נמצאות כעת בפיתוח, חלקן נחשבות למבטיחות מאוד. לכן, בואו נדבר על טכנולוגיות שעדיין לא מצאו אימוץ המוני, אך לאחר זמן מה הן עשויות בהחלט לעמוד בשורה אחת עם הטכנולוגיות האמינות ביותר המשמשות כיום. כללנו את הטכנולוגיות הבאות ברשימה זו:

1. בניית תרמוגרמה לפנים המבוססת על מידע מחישן קרינה אינפרא אדום;
2. ניתוח מאפייני DNA;
3. ניתוח הדינמיקה של משיכות על מקלדת המחשב בעת הקלדת טקסט;
4. ניתוח של מבנה העור והאפיתל על האצבעות בהתבסס על מידע אולטרסאונד דיגיטלי;
5. ניתוח טביעת יד;
6. ניתוח צורת האפרכסת;
7. ניתוח מאפייני ההליכה האנושיים;
8. ניתוח ריחות אנושיים בודדים.

הבה נשקול את המהות של שיטות אלה ביתר פירוט. הטכנולוגיה לבנייה וניתוח של תרמוגרמה (איור 9) היא אחד ההישגים האחרונים בתחום הביומטרי. כפי שמצאו מדענים, השימוש במצלמות אינפרא אדום נותן תמונה ייחודית של עצמים מתחת לעור הפנים. צפיפויות שונות של עצם, שומן וכלי דם הינן אינדיבידואליות לחלוטין וקובעות את התמונה התרמוגרפית של הפנים של המשתמש. על פי מסקנות מדעיות, התרמוגרמה של הפנים היא ייחודית, וכתוצאה מכך אפילו תאומים דומים לחלוטין ניתן להבחין בביטחון. מאפיינים נוספים של גישה זו כוללים את אי השונות שלה ביחס לשינויים קוסמטיים או קוסמטיים כלשהם, לרבות ניתוחים פלסטיים, החלפות איפור וכו', וכן סודיות הליך הרישום.

הטכנולוגיה המבוססת על ניתוח מאפייני ה-DNA, או כפי שמכנים אותה מדענים, שיטת הזיהוי הגנומי (איור 10), היא, ככל הנראה, אמנם ארוכת הטווח, אך גם המבטיחה ביותר מבין מערכות הזיהוי. נכון לעכשיו, שיטת בקרה זו איטית מדי וקשה לאוטומציה. השיטה מבוססת על העובדה שישנם לוקוסים פולימורפיים ב-DNA האנושי (לוקוס הוא מיקומו של הכרומוזום (בגן או באלל), לרוב בעל 8-10 אללים. קביעת קבוצת האללים הללו למספר לוקוסים פולימורפיים ב- פרט מסוים מאפשר לך לקבל מעין מפה גנומית האופיינית רק לאותו אדם.הדיוק של שיטה זו נקבע על פי אופי ומספר הלוקים הפולימורפיים המנותחים וכיום מאפשר להגיע לרמת שגיאה של 1 למיליון אנשים.

הדינמיקה של משיכות על מקלדת המחשב בעת הקלדת טקסט, או כתב יד במקלדת, מנתחת את הדרך (הקצב) של המשתמש בהקלדת ביטוי מסוים. ישנם שני סוגים של מערכות זיהוי כתב יד במקלדת. הראשונים נועדו לאמת את המשתמש כאשר הוא מנסה לקבל גישה למשאבי מחשוב. האחרונים מבצעים בקרת ניטור לאחר מתן גישה וחוסמים את המערכת אם אדם אחר לו ניתנה גישה בתחילה התחיל לעבוד על המחשב. הקצב של המקלדת, כפי שהוכיחו מחקרים של מספר חברות וארגונים, הוא מאפיין אינדיבידואלי למדי של המשתמש והוא מתאים למדי לזיהוי ולאימות שלו. כדי למדוד אותו, מרווחי הזמן נאמדים בין לחיצות בעת הקלדת תווים הממוקמים ברצף מסוים, או בין רגע הלחיצה על המקש לרגע שחרורו בעת הקלדת כל תו ברצף זה. למרות שהשיטה השנייה נחשבת ליעילה יותר, התוצאה הטובה ביותר מושגת על ידי שימוש בשתי השיטות יחד. מאפיין ייחודי של שיטה זו הוא העלות הנמוכה שלה, שכן לא נדרש ציוד מלבד מקלדת לניתוח מידע. יש לציין שכרגע טכנולוגיה זו נמצאת בפיתוח, ולכן קשה להעריך את מידת האמינות שלה, במיוחד לאור הדרישות הגבוהות למערכות אבטחה.

כדי לזהות אדם ביד, משתמשים במספר פרמטרים ביומטריים - זוהי הצורה הגיאומטרית של היד או האצבעות, מיקום כלי הדם התת עוריים של כף היד, תבנית הקווים בכף היד.

טכנולוגיית ניתוח טביעת יד החלה להתפתח יחסית לאחרונה, אך כבר יש לה הישגים מסוימים. הסיבה לפיתוח טכנולוגיה זו הייתה העובדה שלמכשירים לזיהוי טביעות אצבע יש חיסרון - הם זקוקים רק לידיים נקיות, וייתכן שהמערכת לא תזהה טביעת אצבע מלוכלכת. לכן, מספר חברות פיתוח התמקדו בטכנולוגיה המנתחת לא את דפוס הקווים בעור, אלא את קווי המתאר של כף היד, שגם לה יש אופי אינדיבידואלי. אז, באמצע השנה שעברה בבריטניה, החל פיתוח של מערכת מחשוב חדשה, שתאפשר לזהות חשודים באמצעות טביעות אצבע. מערכת טביעות אצבע דומה נמצאת בשימוש בהצלחה על ידי המשטרה הבריטית כבר שלוש שנים. אבל טביעות אצבע לבדן, לפי קרימינולוגים, לרוב אינן מספיקות. עד 20% מהטביעות שנותרו בזירת פשע הן טביעות יד. עם זאת, הניתוח שלהם באמצעים מסורתיים הוא מייגע למדי. מחשוב תהליך זה יאפשר שימוש רחב יותר בהדפסות כף היד ויביא לעלייה משמעותית בגילוי הפשיעה. המערכת צפויה להיות במקום בתחילת 2004 ותעלה למשרד הפנים 17 מיליון ליש"ט להקמתה. יש לציין כי מכשירי סריקת כף היד הם לרוב יקרים, ולכן לא כל כך קל לצייד בהם מספר רב של מקומות עבודה.

טכנולוגיית ניתוח צורת האפרכסת היא אחת הגישות האחרונות בזיהוי ביומטרי אנושי. אפילו מצלמת אינטרנט זולה יכולה לייצר דוגמאות אמינות למדי להשוואה וזיהוי. יצוין כי, מאחר שיטה זו לא נחקרה מספיק, לא הצלחנו למצוא מידע מהימן על מצב העניינים הנוכחי בספרות המדעית והטכנית.

היכולת של כלבים להבחין בין אנשים לפי ריח ונוכחות של השפעה גנטית על ריח הגוף מאפשרים לשקול מאפיין זה, למרות התלות שלו במנהגים ובהרגלים אינדיבידואליים (שימוש בבשמים, דיאטה, שימוש בסמים וכו'). כמבטיח מבחינת שימוש לאימות אישיות ביומטרית. נכון לעכשיו, הפיתוח של מערכות "אף אלקטרוני" כבר בעיצומו (איור 11). ככלל, "אף אלקטרוני" הוא מערכת מורכבת המורכבת משלוש יחידות פונקציונליות הפועלות במצב של תפיסה תקופתית של חומרים ריחניים: מערכת דגימה והכנת דגימות, קו או מטריצה ​​של חיישנים בעלי מאפיינים מוגדרים, ועיבוד אותות. יחידה של מטריצת החיישן. לטכנולוגיה זו, כמו ניתוח צורת אוזניים, יש עוד דרך ארוכה לעבור עד שהיא תוכל לעמוד בדרישות הביומטריות.

לסיכום, עדיין מוקדם לחזות היכן, כיצד ובאיזה צורה יינתנו בסופו של דבר שירותים ביומטריים אמינים. אבל ברור לחלוטין שאי אפשר להסתדר בלי זיהוי ביומטרי אם יש להשיג תוצאות אימות חיוביות, אמינות ובלתי ניתנות להפרכה. לכן, ייתכן שבעתיד הקרוב מאוד סיסמאות וקודי PIN יפנו את מקומם לאמצעי הרשאה ואימות חדשים ואמינים יותר.

ComputerPress 3 "2002

שיטות אימות מודרניות כוללות אימות ביומטרי. עם אימות ביומטרי, גם הרשתית וגם טביעת האצבע יכולים לשמש נתוני משתמש סודיים. תמונות ביומטריות אלו ייחודיות לכל משתמש, מה שמספק רמה גבוהה של הגנה על גישה למידע. על פי פרוטוקולים שנקבעו מראש, הדגימות הביומטריות של המשתמש נרשמות במאגר מידע.

אימות ביומטרי מודרני מבוסס על שתי שיטות:

• שיטת אימות סטטי - מזהה את הפרמטרים הפיזיים של אדם שיש לו במהלך חייו: מלידתו ועד מותו (טביעות אצבע, מאפיינים ייחודיים של הקשתית, תבנית הרשתית, תרמוגרמה, גיאומטריית הפנים, גיאומטריית היד ואפילו שבר של העין. קוד גנטי);
• שיטה דינמית - מנתחת את המאפיינים האופייניים, המאפיינים של התנהגות המשתמש, המודגמים בזמן ביצוע כל פעולה יומיומית רגילה (חתימה, כתב יד במקלדת, קול וכו').

השיטה הסטטית תמיד הייתה העיקרית בשוק העולמי של הגנה ביומטרית. אימות דינמי ומערכות אבטחת מידע משולבות תפסו רק 20% מהשוק. עם זאת, בשנים האחרונות חלה פיתוח אקטיבי של שיטות הגנה דינמיות. מעניינים במיוחד בטכנולוגיות רשת הן השיטות של כתב יד מקלדת ואימות חתימה.

בהקשר להתפתחות המהירה למדי של טכנולוגיות ביומטריות מודרניות, מופיעה בעיה חשובה ביותר - הגדרת תקנים משותפים לאמינות מערכות אבטחה ביומטריות. בקרב מומחים, כלים בעלי תעודות איכות שהונפקו על ידי ה-International Computer Security Association ICSA (International Computer Security Association) נהנים מיוקרתיות רבה בקרב מומחים.

שיטה סטטית של אימות ביומטרי והזנים שלה

טביעת אצבעהיא טכנולוגיית האימות הביומטרי הפופולרית ביותר המבוססת על סריקה וזיהוי טביעות אצבע.

שיטה זו נתמכת באופן פעיל על ידי רשויות אכיפת החוק במטרה למשוך דוגמאות אלקטרוניות לארכיון שלהן. כמו כן, שיטת סריקת טביעות האצבע קלה לשימוש ואמינה עם צדדיות של נתונים. המכשיר העיקרי של שיטת האימות הביומטרי הזה הוא סורק, שהוא עצמו קטן וזול יחסית. אימות כזה מתבצע די מהר בשל העובדה שהמערכת אינה דורשת זיהוי של כל שורה של התבנית והשוואתה עם הדגימות המקוריות במסד הנתונים. מספיק שהמערכת תקבע צירופי מקרים בבלוקים בקנה מידה ותנתח התפצלות, שבירות ועיוותים אחרים של קווים (מינוטיה).

הייחודיות של כל טביעת אצבע מאפשרת שימוש בשיטת אימות ביומטרי זו הן בזיהוי פלילי, בתהליכים של עסקאות עסקיות רציניות והן בחיי היומיום. לאחרונה הופיעו הרבה מחשבים ניידים עם סורק טביעות אצבע מובנה, מקלדות, עכברי מחשב וסמארטפונים לאימות משתמש.

יש חסרונות לאימות הבלתי ניתנת להכחשה ולכאורה לא מזויפת. עקב השימוש באלגוריתמים מורכבים לזיהוי הקווים הפפילריים הקטנים ביותר, מערכת האימות עלולה להיכשל אם אין מספיק מגע אצבע עם הסורק. אתה יכול גם לרמות את כלי האימות ואת מערכת האבטחה עצמה בעזרת דמה (עשויה היטב) או אצבע מתה.

על פי עקרון הפעולה, סורקים המשמשים לאימות מחולקים לשלושה סוגים:

• סורקים אופטיים הפועלים על טכנולוגיית השתקפות, או על עיקרון לומן. מכל הסוגים, סריקה אופטית אינה מסוגלת לזהות את הדגם, אולם בשל עלותו ופשטותו, סורקים אופטיים הם הפופולריים ביותר;
• סורקים מוליכים למחצה - מחולקים לסורקים בתדר רדיו, קיבולי, רגיש לטמפרטורה וסורקים רגישים ללחץ. סורקים תרמיים (תרמית) ו-RF הם הטובים ביותר בזיהוי טביעת אצבע אמיתית ובמניעת אימות טביעת אצבע. סורקי מצב מוצק נחשבים אמינים יותר מאלו האופטיים;
• סורקים קוליים. סוג זה של מכשיר הוא המורכב והיקר ביותר. באמצעות סורקי אולטרסאונד, אתה יכול לאמת לא רק על ידי טביעות אצבע, אלא גם על ידי כמה פרמטרים ביומטריים אחרים, כגון דופק וכו'.

אימות רשתית.שיטה זו הייתה בשימוש מאז שנות ה-50. באותה תקופה, בדיוק, נחקרה ונקבעה הייחודיות של תבנית כלי הדם של קרקעית הקרקע.

סורקי הרשתית הם די גדולים ויקרים יותר מסורקי טביעות אצבע. עם זאת, האמינות של אימות מסוג זה גבוהה בהרבה מטביעת אצבע, מה שמצדיק את ההשקעה. תכונות של ציור כלי הדם של קרקעית הקרקע הם כאלה שזה לא חוזר אפילו בתאומים. לכן, לאימות כזה יש את ההגנה המרבית. כמעט בלתי אפשרי לרמות את סורק הרשתית. כשלים בזיהוי דפוסי עיניים הם קטנים באופן שולי - בערך אחד למיליון מקרים. אם למשתמש אין מחלות עיניים חמורות (למשל קטרקט), הוא יכול להשתמש בביטחון במערכת אימות הרשתית כדי להגן על גישה לכל מיני כספות, חדרים פרטיים וחפצים סודיים ביותר.

סריקת רשתית כוללת שימוש בקרינה אינפרא אדומה בעוצמה נמוכה, המופנית אל כלי הדם בקרקעית הקרקע דרך האישון. האות מציג כמה מאות נקודות אופייניות שנכתבות לתבנית. הסורקים המודרניים ביותר שולחים לייזר רך במקום אור אינפרא אדום.

כדי לעבור את האימות הזה, אדם חייב לקרב את פניו ככל האפשר לסורק (העין צריכה להיות לא יותר מ-1.5 ס"מ מהמכשיר), לקבע אותה בעמדה אחת ולהסתכל על תצוגת הסורק, בסימון מיוחד. ליד הסורק, במצב זה, אתה צריך להישאר כדקה. זה כמה זמן לוקח לסורק להשלים את פעולת הסריקה, ולאחריה המערכת תצטרך עוד כמה שניות כדי להשוות את הדוגמה שהתקבלה עם התבנית המותקנת. הישארות ממושכת בתנוחה אחת והתבססות על הבזק אור הם החסרונות הגדולים ביותר של שימוש בסוג זה של אימות. בנוסף, בשל סריקת הרשתית הארוכה יחסית ועיבוד התוצאות, לא ניתן להתקין מכשיר זה כדי לאמת מספר רב של אנשים (לדוגמה, מחסום).

אימות איריס.שיטת אימות זו מבוססת על זיהוי התכונות הייחודיות של הקשתית.

הדפוס המורכב דמוי הרשת של הסרעפת הנעה בין החדר הקדמי והאחורי של העין הוא הקשתית הייחודית. ציור זה ניתן לאדם עוד לפני לידתו ואינו משתנה הרבה במהלך חייו. האמינות של אימות על ידי סריקת קשתית העין מוקלת על ידי ההבדל בין עיניו השמאלית והימנית של אדם. טכנולוגיה זו למעשה מבטלת שגיאות וכשלים במהלך האימות.

עם זאת, קשה לקרוא למכשירים הקוראים את תבנית הקשתית - סורקים. ככל הנראה מדובר במצלמה מיוחדת שמצלמת 30 תמונות בשנייה. לאחר מכן עוברת דיגיטציה של אחת הרשומות ומומרה לצורה פשוטה, שממנה נבחרות כ-200 נקודות אופייניות והמידע עליהן נרשם בתבנית. זה הרבה יותר אמין מסריקת טביעות אצבע - רק 60-70 נקודות אופייניות משמשות ליצירת דפוסים כאלה.

אימות מסוג זה מספק הגנה נוספת מפני עיניים מזויפות - בחלק מדגמי המכשירים, כדי לקבוע את "חיי" העין, שטף האור המופנה אליה משתנה והמערכת עוקבת אחר התגובה וקובעת אם גודל האישון משתנה.

סורקים אלה כבר נמצאים בשימוש נרחב, למשל, בשדות תעופה במדינות רבות כדי לאמת עובדים בעת חציית אזורים מוגבלים, וגם הוכיחו את עצמם היטב באנגליה, גרמניה, ארה"ב ויפן במהלך שימוש ניסיוני בכספומטים. יש לציין שעם אימות קשתית, בניגוד לסריקת רשתית, מצלמת הקריאה יכולה להיות מ-10 ס"מ עד 1 מטר מהעין ותהליך הסריקה והזיהוי מהיר הרבה יותר. סורקים אלו יקרים יותר מכלי האימות הביומטרי לעיל, אך בשנים האחרונות הם הופכים לזולים יותר.

אימות גיאומטריית היד- שיטה זו של אימות ביומטרי כוללת מדידה של פרמטרים מסוימים של היד האנושית, למשל: אורך, עובי וקימורים של האצבעות, המבנה הכללי של היד, המרחק בין המפרקים, רוחב ועובי כף היד. .

ידיים אנושיות אינן ייחודיות, לכן, עבור האמינות של סוג זה של אימות, יש צורך לשלב זיהוי על ידי מספר פרמטרים בבת אחת.

ההסתברות לטעויות בזיהוי הגיאומטריה של היד היא כ-0.1%, מה שאומר שעם חבורה, דלקת פרקים ומחלות ופציעות אחרות של היד, ככל הנראה, לא ניתן יהיה לעבור אימות. לכן, שיטת אימות ביומטרי זו אינה מתאימה לאבטחת חפצים רגישים במיוחד.

עם זאת, שיטה זו הפכה לנפוצה בשל העובדה שהיא ידידותית למשתמש ממספר סיבות. אחת הסיבות החשובות לכך היא שהמכשיר לזיהוי הפרמטרים של היד אינו מאלץ את המשתמש לאי נוחות ואינו לוקח זמן רב (כל תהליך האימות מתבצע תוך מספר שניות). הסיבה הבאה לפופולריות של אימות גיאומטריית היד היא העובדה שלא הטמפרטורה, הזיהום, ולא הלחות של היד משפיעים על הליך האימות. כמו כן, שיטה זו נוחה בכך שניתן להשתמש בתמונה באיכות נמוכה לזיהוי מברשת - גודל התבנית המאוחסנת במסד הנתונים הוא 9 בתים בלבד. ההליך להשוואת מברשת של משתמש עם תבנית מותקנת היא פשוטה מאוד וניתנת לאוטומטיות בקלות.

מכשירים מסוג זה של אימות ביומטרי יכולים להיות בעלי מראה ופונקציונליות שונים - חלקם סורקים רק שתי אצבעות, אחרים מצלמים את כל היד, וחלק מהמכשירים המודרניים משתמשים במצלמת אינפרא אדום כדי לסרוק ורידים ולבצע אימות באמצעות התמונה שלהם.

שיטה זו שימשה לראשונה בתחילת שנות ה-70 של המאה הקודמת. כיום ניתן למצוא מכשירים כאלה בשדות תעופה ובארגונים שונים שבהם יש צורך לייצר מידע אמין על נוכחות של אדם מסוים, מעקב אחר זמן ונהלי בקרה אחרים.

אימות גיאומטריית הפנים.שיטת אימות ביומטרי זו היא אחת מ"שלושת הביומטריות הגדולות" יחד עם זיהוי קשתית וסריקת טביעות אצבע.

שיטת אימות זו מחולקת לזיהוי דו מימדי ותלת מימדי. זיהוי פנים דו מימדי (2D) נמצא בשימוש כבר זמן רב מאוד, בעיקר בזיהוי פלילי. אבל, מדי שנה שיטה זו משתפרת, ובכך מעלה את רמת האמינות שלה. עם זאת, שיטת זיהוי הפנים הדו-ממדית עדיין רחוקה מלהיות מושלמת - ההסתברות לתוצאות חיוביות שגויות עם אימות זה משתנה בין 0.1 ל-1%. התדירות של טעויות אי זיהוי גבוהה אף יותר.

הרבה יותר תקווה נתונה בשיטה העדכנית ביותר - זיהוי פנים תלת מימד (3D). טרם נגזרו הערכות לגבי מהימנות שיטה זו, מאחר והיא צעירה יחסית. כעשר מחברות ה-IT המובילות בעולם, כולל אלו מרוסיה, מפתחות מערכות זיהוי פנים בתלת מימד. רוב המפתחים הללו מביאים סורקים לשוק יחד עם תוכנה. ורק מעטים עובדים על יצירה ושחרור של סורקים.

זיהוי פנים בתלת מימד משתמש באלגוריתמים מורכבים רבים, שיעילותם תלויה בתנאי היישום שלהם. הליך הסריקה הוא כ-20-30 שניות. ברגע זה ניתן לסובב את הפנים ביחס למצלמה, מה שמאלץ את המערכת לפצות על תנועות וליצור הקרנות של הפנים עם מבחר ברור של תווי פנים, כגון קווי המתאר של הגבות, העיניים, האף, השפתיים, וכו' לאחר מכן המערכת קובעת את המרחק ביניהם. בעיקרון, התבנית מורכבת ממאפיינים בלתי משתנים כמו עומק ארובות העיניים, צורת הגולגולת, קשתות העל, הגובה והרוחב של עצמות הלחיים ומאפיינים בולטים אחרים, שבזכותם המערכת תוכל מאוחר יותר. לזהות את הפנים גם בנוכחות זקן, משקפיים, צלקות, כיסויי ראש ודברים אחרים. בסך הכל, מ-12 עד 40 תכונות של הפנים והראש של המשתמש משמשות לבניית התבנית.

ועדת המשנה הבינלאומית לתקינה בתחום הביומטרי (IS0/IEC JTC1/SC37 ביומטריה) פיתחה לאחרונה פורמט נתונים נפוץ לזיהוי פנים אנושיים המבוסס על תמונות דו-ממדיות ותלת-ממדיות. סביר להניח ששתי השיטות הללו ישלבו אתכם שיטת אימות ביומטרי אחת.

תרמוגרפיה של הפנים.שיטת אימות ביומטרי זו מתבטאת בהתבססות של אדם על פי כלי הדם שלו.

פני המשתמש סורקים באמצעות אור אינפרא אדום ונוצרת תרמוגרמה – מפת טמפרטורה של הפנים, שהיא די ייחודית. שיטה זו דומה באמינותה לשיטת אימות טביעת אצבע. סריקת פנים עם אימות זה יכולה להתבצע ממרחק של עשרה מטרים. שיטה זו מסוגלת לזהות תאומים (בניגוד לזיהוי בגיאומטריית הפנים), אנשים שעברו ניתוח פלסטי, משתמשים במסכות, והיא יעילה גם למרות טמפרטורת הגוף והזדקנות הגוף.

עם זאת, שיטה זו אינה בשימוש נרחב, אולי בשל האיכות הנמוכה של תרמוגרמות הפנים שהתקבלו.

שיטות אימות ביומטרי דינמי

שיטה זו מאפשרת לזהות ולאמת את האדם באמצעות מיקרופון אחד בלבד, המחובר למכשיר ההקלטה. השימוש בשיטה זו שימושי בתיקי משפט שבהם הראיה היחידה נגד החשוד היא שיחת טלפון מוקלטת. שיטת הזיהוי הקולי נוחה מאוד - המשתמש צריך רק לבטא את המילה, מבלי לבצע פעולות נוספות. ולבסוף, יתרון עצום של שיטה זו הוא הזכות ליישם אימות סמוי. ייתכן שהמשתמש לא תמיד מודע להכללת אימות נוסף, מה שאומר שיהיה קשה עוד יותר לתוקפים להשיג גישה.

יצירת תבנית אישית מתבצעת על פי מאפיינים רבים של הקול. זה עשוי להיות הטונאליות של הקול, אינטונציה, אפנון, המאפיינים הייחודיים של ההגייה של צלילי דיבור מסוימים ועוד. אם מערכת האימות ניתחה כראוי את כל מאפייני הקול, אזי ההסתברות לאימות גורם חיצוני קטנה באופן זניח. עם זאת, ב-1-3% מהמקרים, המערכת עשויה לסרב גם לבעלים האמיתי של הצבעה שנקבעה קודם לכן. העובדה היא שקולו של אדם יכול להשתנות במהלך מחלה (למשל הצטננות), בהתאם למצב הנפשי, הגיל וכו'. לכן, לא רצוי להשתמש בשיטה הביומטרית של אימות קולי במתקני אבטחה גבוהים. ניתן להשתמש בו כדי לגשת למעבדות מחשבים, מרכזי עסקים, מעבדות ומתקני אבטחה דומים. כמו כן, טכנולוגיית זיהוי קול יכולה לשמש לא רק כאימות וזיהוי, אלא גם כעוזר הכרחי בהזנת נתונים קוליים.

שיטת זיהוי כתב יד במקלדת- היא אחת השיטות המבטיחות של אימות ביומטרי כיום. כתב יד מקלדת הוא מאפיין ביומטרי של ההתנהגות של כל משתמש, דהיינו, מהירות קלט, זמן החזקת מקשים, מרווחים בין לחיצה עליהם, תדירות שגיאות הקלדה, מספר החפיפות בין מקשים, שימוש במקשי פונקציות ושילובים, הרמה של הפרעת קצב בזמן הקלדה וכו'.

טכנולוגיה זו היא אוניברסלית, עם זאת, זיהוי כתב יד מקלדת הוא המתאים ביותר לאימות משתמשים מרוחקים. חברות IT זרות ורוסיות מפתחות באופן פעיל אלגוריתמים לזיהוי כתב יד מקלדת.

לאימות באמצעות כתב יד המקלדת של המשתמש יש שתי שיטות:

• הזנת ביטוי ידוע (סיסמה);
• הזנת ביטוי לא ידוע (נוצר באקראי).

שתי שיטות האימות כוללות שני מצבים: מצב הלמידה ומצב האימות עצמו. מצב הלמידה מורכב מהזנה מרובה של מילת קוד (ביטוי, סיסמה) על ידי המשתמש. במהלך תהליך החיוג החוזר, המערכת קובעת את המאפיינים האופייניים לקלט הטקסט ומייצרת תבנית של ציוני המשתמש. עוצמתו של סוג זה של אימות תלויה באורך ביטוי הסיסמה שהזין המשתמש.

בין היתרונות של שיטת אימות זו, יש לציין את קלות השימוש, את היכולת לבצע את הליך האימות ללא ציוד מיוחד, כמו גם את האפשרות של אימות נסתר. החיסרון של שיטה זו, כמו במקרה של זיהוי קולי, הוא התלות של כשל המערכת בגורמי גיל ובבריאות המשתמש. אחרי הכל, מיומנויות מוטוריות, הרבה יותר חזקות מהקול, תלויות במצבו של האדם. אפילו עייפות אנושית פשוטה יכולה להשפיע על האימות. שינוי המקלדת יכול גם לגרום לכשל במערכת - המשתמש אינו מסוגל להסתגל מיד להתקן קלט חדש, ולכן, בעת הזנת ביטוי אימות, ייתכן שכתב היד של המקלדת לא יתאים לתבנית. בפרט, זה משפיע על קצב הקלט. אמנם, החוקרים מציעים להגביר את היעילות של שיטה זו באמצעות שימוש בקצב. תוספת מלאכותית של קצב (למשל, המשתמש מכניס מילה למנגינה מוכרת כלשהי) מבטיחה את יציבות כתב היד של המקלדת והגנה אמינה יותר מפני פולשים.

אימות חתימה. בשל הפופולריות והשימוש ההמוני במכשירי מסך מגע שונים, שיטת האימות החתימה הביומטרית הופכת לפופולרית מאוד.

האימות המדויק ביותר של החתימה מובטח על ידי שימוש בעטי אור מיוחדים. במדינות רבות, למסמכים אלקטרוניים החתומים בחתימה ביומטרית יש תוקף משפטי זהה למסמכי נייר. זה מאפשר לך לבצע את זרימת העבודה הרבה יותר מהר וחלק יותר. ברוסיה, למרבה הצער, רק מסמך נייר חתום, או מסמך אלקטרוני, שיש לו חתימה דיגיטלית אלקטרונית (EDS) רשומה רשמית. אבל, EDS קל להעביר לאדם אחר, מה שלא ניתן לעשות עם חתימה ביומטרית. לכן, אימות חתימה ביומטרית אמין יותר.

לשיטת האימות של חתימה ביומטרית יש שתי שיטות:

• מבוסס על ניתוח המאפיינים החזותיים של החתימה. שיטה זו כוללת השוואה בין שתי תמונות חתימה לצורך התאמת זהות - ניתן לעשות זאת הן על ידי המערכת והן על ידי אדם;
• שיטה לניתוח ממוחשב של המאפיינים הדינמיים של כתיבת חתימה. אימות בדרך זו מתרחש לאחר בדיקה יסודית של מידע על החתימה עצמה, כמו גם המאפיינים הסטטיסטיים והתקופתיים של כתיבתה.

יצירת תבנית החתימה מתבצעת בהתאם לרמת ההגנה הנדרשת. בסך הכל, חתימה אחת מנותחת עבור 100-200 נקודות תכונה. עם זאת, אם שמים את החתימה באמצעות עט קל, אז בנוסף לקואורדינטות של העט, נלקחת בחשבון גם זווית הנטייה שלו, לחץ העט. זווית העט היא ביחס לטאבלט ובכיוון השעון.

לשיטה זו של אימות ביומטרי, כמו גם זיהוי כתב יד המקלדת, יש בעיה נפוצה - תלות במצב הפסיכופיזי של אדם.

פתרונות אימות ביומטרי משולבים

מערכת אימות ביומטרית מולטי-מודאלית או משולבת היא מכשיר המשלב מספר טכנולוגיות ביומטריות בו-זמנית. פתרונות משולבים נחשבים בצדק לאמינים ביותר במונחים של הגנה על מידע באמצעות אינדיקטורים ביומטריים של משתמשים, מכיוון שהרבה יותר קשה לזייף מספר אינדיקטורים בו-זמנית מאשר סימן אחד, שהוא כמעט מעבר לכוחם של התוקפים. השילובים "איריס + אצבע" או "אצבע + יד" נחשבים לאמינים ביותר.

אמנם, לאחרונה, מערכות כמו "פנים + קול" צוברות פופולריות. הסיבה לכך היא השימוש הנרחב בכלי תקשורת המשלבים את אופני האודיו והווידאו, כמו טלפונים ניידים עם מצלמות מובנות, מחשבים ניידים, אינטרקום וידאו וכדומה.

מערכות אימות ביומטרי משולבות יעילות הרבה יותר מפתרונות מונומודאליים. זה מאושש על ידי מחקרים רבים, כולל הניסיון של בנק אחד, שהתקין תחילה מערכת אימות משתמש בפנים (שיעור שגיאות עקב מצלמות באיכות ירודה 7%), לאחר מכן בקול (שיעור שגיאות 5% עקב רעשי רקע), וכן לאחר, בשילוב שתי השיטות הללו, הם השיגו כמעט 100% יעילות.

ניתן לשלב מערכות ביומטריות בדרכים שונות: במקביל, בסדרה או לפי היררכיה. הקריטריון העיקרי בבחירת שיטה לשילוב מערכות צריך להיות צמצום היחס בין מספר השגיאות האפשריות לזמן של אימות אחד.

בנוסף למערכות אימות משולבות, ניתן להשתמש גם במערכות מרובות גורמים. במערכות עם אימות רב-גורמי, נעשה שימוש בנתונים הביומטריים של המשתמש יחד עם סיסמה או מפתח אלקטרוני.

הגנה על נתונים ביומטריים

מערכת אימות ביומטרית, כמו מערכות אבטחה רבות אחרות, יכולה להיות מותקפת על ידי פולשים בכל עת. בהתאם לכך, החל משנת 2011, התקינה הבינלאומית בתחום טכנולוגיית המידע מספקת אמצעים להגנה על נתונים ביומטריים - תקן IS0 / IEC 24745:2011. בחקיקה הרוסית, ההגנה על נתונים ביומטריים מוסדרת על ידי החוק הפדרלי "על נתונים אישיים", עם השינויים האחרונים ב-2011.

הכיוון הנפוץ ביותר בתחום שיטות האימות הביומטרי המודרני הוא פיתוח אסטרטגיית הגנה לתבניות ביומטריות המאוחסנות במאגרי מידע. בין פשעי הסייבר הפופולריים ביותר כיום בכל רחבי העולם הוא "גניבת זהות". דליפת תבניות ממסד הנתונים הופכת את הפשעים למסוכנים יותר, מכיוון שקל יותר לתוקף לשחזר נתונים ביומטריים עקב הנדסה הפוכה של התבנית. מכיוון שמאפיינים ביומטריים טבועים בנשא שלהם, לא ניתן להחליף תבנית גנובה בחדשה ללא פשרות, בניגוד לסיסמה. הסכנה של גניבת תבניות טמונה גם בעובדה שבנוסף לגישה לנתונים מוגנים, תוקף יכול לקבל מידע סודי על אדם, או לארגן מעקב חשאי אחריו.

ההגנה על תבניות ביומטריות מבוססת על שלוש דרישות עיקריות:

• אי-הפיך - דרישה זו מתמקדת בשמירת התבנית בצורה כזו שלא יהיה אפשרי עבור תוקף לשחזר מאפיינים ביומטריים ממדגם באופן חישובי, או ליצור זיופים פיזיים של תכונות ביומטריות;
• הבחנה - אין לפגוע בדיוק של מערכת האימות הביומטרי על ידי סכימת ההגנה על התבניות;
• ביטול - היכולת ליצור מספר תבניות מאובטחות מנתון ביומטרי אחד. מאפיין זה מספק למערכת הביומטרית את היכולת לבטל תבניות ביומטריות ולהנפיק תבניות חדשות כאשר הנתונים נפגעים, וכן מונע השוואת מידע בין מסדי נתונים, ובכך לשמור על פרטיות נתוני המשתמש.

תוך אופטימיזציה של הגנת תבניות חזקה, האתגר העיקרי הוא למצוא קרבה מקובלת בין הדרישות הללו. ההגנה על תבניות ביומטריות מבוססת על שני עקרונות: מערכות קריפטו ביומטריות וטרנספורמציה של תכונות ביומטריות. שינויים אחרונים בחקיקה אוסרים על מפעיל מערכת ביומטרית בעצמו, ללא נוכחות אדם, לשנות את נתוניו האישיים. בהתאם לכך, מערכות המאחסנות נתונים ביומטריים בצורה מוצפנת הופכות למקובלות. ניתן להצפין מידע זה בשתי דרכים: באמצעות מפתח רגיל והצפנה באמצעות מפתח ביומטרי - הגישה לנתונים ניתנת רק בנוכחות בעל המדדים הביומטריים. בהצפנה קונבנציונלית, מפתח הפענוח והתבנית המוצפנת הן שתי יחידות שונות לחלוטין. תבנית יכולה להיחשב מאובטחת אם המפתח מאובטח. המפתח הביומטרי מקפל בו זמנית את תבנית המפתח ההצפנה. בתהליך ההצפנה באופן זה, רק מידע חלקי מהתבנית נשמר במערכת הביומטרית. זה נקרא סקיצה מאובטחת - סקיצה מאובטחת. בהתבסס על התמונה הממוזערת המאובטחת ודוגמה ביומטרית נוספת דומה לזו שהוצגה במהלך הרישום, התבנית המקורית משוחזרת.

מומחי IT שחוקרים סכימות אבטחה של תבניות ביומטריות זיהו שתי שיטות עיקריות ליצירת תמונה ממוזערת מאובטחת:

• מחויבות מטושטשת;
• כספת מטושטשת.

השיטה הראשונה מתאימה להגנה על תבניות ביומטריות שנראות כמו מחרוזות בינאריות באורך מסוים. והשני יכול להיות שימושי להגנה על דפוסים שהם אוספים של נקודות.

להכנסת טכנולוגיות קריפטוגרפיות וביומטריות יש השפעה חיובית על פיתוח פתרונות חדשניים להבטחת אבטחת מידע. מבטיחה במיוחד היא קריפטוגרפיה ביומטרית מרובת גורמים, המשלבת טכנולוגיות של קריפטוגרפיה של סף שיתוף סודי, ביומטריה מרובת גורמים ושיטות להמרת מאפיינים ביומטריים מטושטשים לרצפים בסיסיים.

לא ניתן להסיק מסקנה חד משמעית איזו משיטות האימות הביומטרי המודרניות, או השיטות המשולבות, היא היעילה ביותר עבור מסחריות מסוימות מבחינת מחיר ואמינות. בהחלט רואים שבמשימות מסחריות רבות זה לא הגיוני להשתמש במערכות משולבות מורכבות. אבל, לא לשקול מערכות כאלה בכלל זה גם לא נכון. ניתן להפעיל מערכת אימות משולבת תוך התחשבות ברמת האבטחה הנדרשת כרגע, עם אפשרות להפעלת שיטות נוספות בעתיד.