[1] A biometrikus hitelesítési rendszerek olyan hitelesítési rendszerek , amelyek biometrikus adataikat az emberek személyazonosságának ellenőrzésére
A biometrikus hitelesítés a felhasználó által deklarált név hitelességének bizonyítása és ellenőrzése oly módon, hogy a felhasználónak bemutatják a biometrikus képét, és ezt a képet egy előre meghatározott hitelesítési protokollnak megfelelően konvertálják .
Ezeket a rendszereket nem szabad összetéveszteni a biometrikus azonosítási rendszerekkel , amelyek például a járművezetői arcfelismerő rendszerek és a biometrikus munkaidő-figyelő eszközök [2] . A biometrikus hitelesítési rendszerek inkább aktív, mint passzív módon működnek, és szinte mindig jogosultságot tartalmaznak . Bár ezek a rendszerek nem azonosak az engedélyezési rendszerekkel, gyakran kombinálva használják őket (például ujjlenyomat-alapú ajtózárakban).
A különféle ellenőrzött hozzáférési rendszerek három csoportra oszthatók aszerint, hogy az illető mit fog bemutatni a rendszernek:
A biometrikus hozzáférési rendszerek nagyon felhasználóbarátak. Ellentétben az elveszthető, ellopható, másolható jelszavakkal és adathordozókkal , a biometrikus hozzáférési rendszerek olyan emberi paramétereken alapulnak, amelyek mindig velük vannak, és nem merül fel biztonságuk problémája. Szinte lehetetlen elveszíteni őket. Az azonosító harmadik félnek való továbbítása szintén lehetetlen. . A paramétereket azonban erőszakkal eltávolíthatja. Többször bemutatták filmekben és animációkban, hogy a szemek és a kezek amputálhatók (vagy túszjelként használhatók). Másolatot is készíthet, beleértve a paraméterek rejtett leolvasását is. Számos módszer azonban védelmet nyújt az elhalt szerv vagy másolat használata ellen. Például sok íriszszkenner rendelkezik infravörös szkennerrel, amely érzékeli, hogy a szem/elrendezés meleg-e vagy sem (kikerülheti a szem melegítését, vagy használhat mintás lencséket). Vizsgálatok folynak a rövid távú villanás alkalmazásának és a pupilla motoros reakciójának letapogatásának lehetőségéről, de a módszernek potenciális problémái vannak a szemészeti gyógyszerek alkalmazásával és a gyógyszermérgezéssel [3] . Az ujjlenyomat-leolvasók kombinálhatják a kapacitív és az ultrahangos (védõképes tintával tintasugaras nyomtatóval nyomtatott másolat ellen) szkennelést (3D nyomtatóval és vezetõ anyaggal megtéveszthetõ). A legmegbízhatóbb módszer itt a retina szkennelése, nagyon nehéz makettet készíteni, de a halál után a retina erei leállítják a vér pumpálását, és ezt a szkenner képes megállapítani. Egy túsz teljes erőszakos felhasználása potenciálisan meghatározható a videó viselkedésének elemzésével, például neurális hálózatok használatával.
Jelenleg számos biometrikus hitelesítési módszert széles körben használnak , amelyek két osztályba sorolhatók.
A biometrikus paraméterek kritériumai. Meg kell felelniük a következő pontoknak [4] :
Az ujjlenyomat-hitelesítés a leggyakoribb biometrikus felhasználói hitelesítési technológia. A módszer az emberek ujjain lévő papilláris minták egyediségét használja fel. A szkennerrel kapott ujjlenyomatot digitális kóddá alakítják, majd összehasonlítják a korábban megadott szabványokkal. Az ujjlenyomat-hitelesítés használatának előnyei a könnyű használat, a kényelem és a megbízhatóság. A technológia sokoldalúsága lehetővé teszi, hogy bármilyen területen és sokféle feladat megoldására használható legyen, ahol megbízható és meglehetősen pontos felhasználóazonosításra van szükség.
Az ujjlenyomatokról speciális szkennereket használnak. Az ujjlenyomatok egyértelmű elektronikus megjelenítéséhez meglehetősen specifikus módszereket alkalmaznak, mivel az ujjlenyomat túl kicsi, és nagyon nehéz jól meghatározott papilláris mintákat szerezni.
Az ujjlenyomat-leolvasók három fő típusát használják általánosan: kapacitív, gördülő, optikai. A legelterjedtebb és legszélesebb körben használt optikai szkennerek, de van egy komoly hátrányuk. Az optikai szkennerek nem ellenállnak a próbabábuknak és az elhalt ujjaknak, ami azt jelenti, hogy nem olyan hatékonyak, mint a többi szkenner. Ezenkívül egyes forrásokban az ujjlenyomat-leolvasókat 3 osztályba osztják fizikai elveik szerint: optikai, szilícium, ultrahangos [5] .
Írisz hitelesítésEz a biometrikus azonosítási technológia az emberi szem íriszének jeleinek és jellemzőinek egyediségét használja fel. Az írisz a gerincesek szemének vékony mozgatható rekeszizomja, amelynek közepén lyuk ( pupilla ) található; a szaruhártya mögött , a szem elülső és hátsó kamrája között, a lencse előtt található . Az írisz már az ember születése előtt kialakul, és nem változik az élet során. Az írisz textúrája egy hálózatra hasonlít, nagyszámú környező körrel és mintával, amelyek számítógéppel is mérhetők, az írisz mintázata nagyon összetett, ez lehetővé teszi körülbelül 200 pont kiválasztását, amelyek magas fokú hitelesítést biztosítanak megbízhatóság. Ehhez képest a legjobb ujjlenyomat-azonosító rendszerek 60-70 pontot használnak.
Az íriszfelismerő technológiát azért fejlesztették ki, hogy kiküszöbölje az infravörös vagy erős fényt használó retinavizsgálatok tolakodó hatását. A tudósok számos tanulmányt is végeztek, amelyek kimutatták, hogy az emberi retina idővel változhat, miközben a szem írisz változatlan marad. És ami a legfontosabb, lehetetlen megtalálni az írisz két teljesen azonos mintáját, még ikreknél sem. Az írisz egyedi felvételéhez egy fekete-fehér kamera másodpercenként 30 felvételt készít. Finom fény megvilágítja az íriszt, és ez lehetővé teszi, hogy a kamera az íriszre fókuszáljon. Az egyik rekord ezután digitalizálásra kerül és a regisztrált felhasználók adatbázisában tárolódik. A teljes eljárás néhány másodpercet vesz igénybe, és hangutasítással és autofókusszal teljesen számítógépesíthető. A kamera a szkennelő berendezéstől függően 10 cm és 1 méter közötti távolságra telepíthető. A "szkennelés" kifejezés félrevezető lehet, mert a képalkotás folyamata nem szkennelés, hanem egyszerűen fényképezés. A kapott íriszképet ezután leegyszerűsített formára konvertálják, rögzítik és tárolják későbbi összehasonlítás céljából. A szemüvegek és kontaktlencsék, még a színesek sem, nem befolyásolják a hitelesítés minőségét [6] .
Mindig is a költségek voltak a legnagyobb visszatartó erejűek a technológia átvétele előtt, de mostanra az íriszazonosító rendszerek egyre megfizethetőbbé válnak a különböző cégek számára. A technológia támogatói szerint az íriszfelismerés hamarosan általános azonosítási technológiává válik különböző területeken.
Retina hitelesítésA retina hitelesítési módszert az 1950-es évek közepe táján alkalmazták a gyakorlatban. Ekkor állapították meg a szemfenék ereinek mintázatának egyediségét (még ikreknél sem egyeznek meg ezek a minták). A retina szkennelése alacsony intenzitású infravörös sugárzást használ, amely a pupillán keresztül a szem hátsó részén található erek felé irányul. A vett jelből több száz speciális pont kerül kiválasztásra, amelyekről a sablonban tárolt információ.
Az ilyen rendszerek hátrányai közé tartozik mindenekelőtt a pszichológiai tényező: nem minden ember szívesen néz bele egy érthetetlen sötét lyukba, ahol valami a szemébe világít. Ezenkívül az ilyen rendszerek éles képet igényelnek, és általában érzékenyek a retina téves orientációjára. Ezért nagyon körültekintően kell megvizsgálni, és bizonyos betegségek (például szürkehályog ) jelenléte megakadályozhatja ennek a módszernek az alkalmazását. A retinaszkennereket széles körben használják a szigorúan titkos objektumok elérésére, mivel ezek biztosítják az egyik legalacsonyabb valószínűséget az I. típusú hibának (a regisztrált felhasználó hozzáférésének megtagadása), és a II. típusú hibáknak csaknem nulla százalékát [7] .
Hand Geometry AuthenticationEz a biometrikus módszer a kéz alakját használja a személy hitelesítésére . Tekintettel arra, hogy a kéz alakjának egyedi paraméterei nem egyediek, több jellemzőt kell alkalmazni. A kéz paramétereit, például az ujjgörbéket, azok hosszát és vastagságát, a kéz hátsó részének szélességét és vastagságát, az ízületek közötti távolságot és a csontszerkezetet szkenneljük. Ezenkívül a kéz geometriája apró részleteket is tartalmaz (például ráncok a bőrön). Bár az ízületek és a csontok szerkezete viszonylag állandó jellemzők, a kéz szöveti duzzanata vagy zúzódása eltorzíthatja az eredeti szerkezetet. Technológiai probléma: Az " arthritis " nevű betegség az amputáció lehetőségének figyelembevétele nélkül is nagymértékben megzavarhatja a szkennerek használatát.
A kamerából és világító diódákból álló szkenner segítségével (kéz pásztázásakor a diódák felváltva kapcsolnak be, ez lehetővé teszi a kéz különböző vetületeinek elérését) a kéz háromdimenziós képe felépül. . A kézgeometriai hitelesítés megbízhatósága az ujjlenyomat-hitelesítéshez hasonlítható.
A kézgeometriai hitelesítési rendszerek széles körben elterjedtek, ami bizonyítja felhasználóbarát jellegüket. Ez a lehetőség több okból is vonzó. A mintavételi eljárás meglehetősen egyszerű, és nem támaszt magas követelményeket a képpel szemben. A kapott sablon mérete nagyon kicsi, néhány bájt. A hitelesítési folyamatot nem befolyásolja a hőmérséklet , a páratartalom vagy a szennyezés. A szabvánnyal történő összehasonlításkor végzett számítások nagyon egyszerűek és könnyen automatizálhatók .
A kéz geometriáján alapuló hitelesítő rendszereket a 70-es évek elején kezdték el alkalmazni a világon [8] .
Arcgeometriai hitelesítésA személy biometrikus azonosítása arcgeometria alapján meglehetősen gyakori azonosítási és hitelesítési módszer . A technikai megvalósítás összetett matematikai probléma. Ennek az iránynak a fejlődésében meghatározóvá vált a multimédiás technológiák széleskörű alkalmazása , amelyekkel elegendő számú videokamerát láthatunk állomásokon, repülőtereken, tereken, utcákon, utakon és más zsúfolt helyeken. Az emberi arc 3D-s modelljének elkészítéséhez kiválasztják a szemek, a szemöldökök, az ajkak, az orr és az arc egyéb elemei körvonalait, majd kiszámítják a köztük lévő távolságot, és ennek alapján 3D-s modellt készítenek. 12-40 jellemző elemre van szükség egy adott személynek megfelelő egyedi sablon meghatározásához. A sablonnak figyelembe kell vennie a kép számos változatát az arc elforgatása, dőlésszöge, a világítás változása, a kifejezés változása esetén. Az ilyen opciók köre a módszer használatának céljától függően változik (azonosítás, hitelesítés, távoli keresés nagy területeken stb.). Egyes algoritmusok lehetővé teszik annak a ténynek a kompenzálását, hogy az embernek szemüvege, sapkája, bajusza és szakálla van [8] .
Arctermogram hitelesítésA módszer olyan vizsgálatokon alapul, amelyek kimutatták, hogy az arc termogramja minden ember számára egyedi. A termogramot infravörös kamerák segítségével nyerik . Az arcgeometriai hitelesítéssel ellentétben ez a módszer megkülönbözteti az ikreket. Speciális maszkok használata, plasztikai sebészet, az emberi test öregedése, a testhőmérséklet, az arcbőr lehűlése fagyos időben nem befolyásolja a termogram pontosságát. A hitelesítés alacsony minősége miatt a módszer jelenleg nem terjedt el [9] .
A biometrikus hangalapú hitelesítési módszert a könnyű használat jellemzi. Ez a módszer nem igényel drága felszerelést, elég egy mikrofon és egy hangkártya . Jelenleg ez a technológia gyorsan fejlődik, mivel ezt a hitelesítési módszert széles körben használják a modern üzleti központokban . Jó néhány módszer létezik a sablonok hanggal történő létrehozására. Általában ezek a hang frekvenciájának és statisztikai jellemzőinek különböző kombinációi. Olyan paraméterek jöhetnek számításba, mint a moduláció , intonáció , hangmagasság stb.
A hangalapú hitelesítési módszer fő és meghatározó hátránya a módszer alacsony pontossága. Például előfordulhat, hogy a rendszer nem ismeri fel a megfázott személyt. Fontos probléma az egy személy hangjának megnyilvánulásainak sokfélesége: a hang az egészségi állapottól, életkortól, hangulattól stb. függően változhat. Ez a sokféleség komoly nehézségeket okoz az egyén hangjának jellegzetes tulajdonságainak elkülönítésében. Ezenkívül a zajkomponens figyelembevétele egy másik fontos és megoldatlan probléma a hanghitelesítés gyakorlati alkalmazásában. Mivel ennek a módszernek a használatakor a második típusú hibák valószínűsége magas (körülbelül egy százalék), hangalapú hitelesítést használnak a közepes biztonságú helyiségekbe való hozzáférés szabályozására, mint például számítógépes laborok, gyártó cégek laboratóriumai stb. [7]
Kézírás hitelesítésA kézírásos biometrikus hitelesítési módszer az emberi kéz sajátos mozgásán alapul az iratok aláírása során . Az aláírás mentéséhez speciális tollakat vagy nyomásérzékeny felületeket használnak . Ez a fajta személyhitelesítés az aláírásukat használja. A sablon a szükséges védelmi szinttől függően jön létre. Az aláírási adatok feldolgozásának általában két módja van:
A kombinált (multimodális) biometrikus hitelesítési rendszer különféle kiegészítéseket használ a többféle biometrikus jellemző használatához, ami lehetővé teszi, hogy a hitelesítési rendszerekben többféle biometrikus technológiát kombináljon egyben. Ez lehetővé teszi a hitelesítési rendszer hatékonyságára vonatkozó legszigorúbb követelmények teljesítését. Például az ujjlenyomat-hitelesítés könnyen kombinálható kézi szkenneléssel. Egy ilyen struktúra mindenféle emberi biometrikus adatot felhasználhat, és ott használható, ahol egy biometrikus jellemző korlátait kell erőltetni. A kombinált rendszerek megbízhatóbbak az emberi biometrikus adatok utánzásának képessége szempontjából, mivel a jellemzők egész sorát nehezebb meghamisítani, mint egyetlen biometrikus jellemzőt.