Биометрические параметры лица. Биометрические системы безопасности. Обзор готовых решений

Биометрические данные — это физиологические и биологические особенности человека, на основании которых можно установить его личность. Они применяются уже очень давно в различных сферах жизни, в том числе и в повседневности (мы узнаем знакомого человека по голосу, походке, лицу и пр.). С развитием информационных технологий биометрию стали внедрять и для идентификации пользователей в этой области. Сейчас мы можем разблокировать смартфон с помощью отпечатка пальца, вместо введения пароля на клавиатуре, управлять техникой в системе «умный дом» и т.д. В системах доступа к информации биометрические технологии имеют значительное преимущество перед остальными методами. В отличие от пароля, который человек может кому-то сообщить или забыть, а также от карт, которые могут быть утеряны или скопированы, биометрические данные однозначно идентифицируют самого человека.

Все системы защиты и контролируемого доступа можно разделить на три группы:

1. Парольная защита. В этом случае пользователь должен предъявить секретный PIN-код или пароль.
2. Ключи. Подразумевается физический носитель секретного ключа, который пользователь должен предъявить системе. Часто в этих целях используется пластиковая карта с магнитной полосой.
3. Биометрические данные. Чтобы получить доступ, пользователь должен предъявить параметр, который является частью его самого. При такой системе идентификации подвергается сама личность, а точнее, его индивидуальные характеристики. Например, радужная оболочка глаза, отпечатки пальцев, рисунок линий на ладони и т.д.

Биометрические данные являются очень удобным для людей способом аутентификации, так как их невозможно забыть или потерять. При этом, обеспечивается достаточно высокая степень защиты данных, так как подделать их очень сложно.

Все методы биометрической аутентификации делятся на два класса. Это статистические методы, основанные на физиологических характеристиках человека, которые присутствуют в каждом из нас всю жизнь, их нельзя потерять, скопировать или украсть. Второй класс – динамические методы. Они основываются на поведенческих особенностях людей (это, как правило, подсознательные движения в процессе повторения или воспроизведения какого-то конкретного обыденного действия).

Статистические методы:

Аутентификация по отпечатку пальца

Данный способ аутентификации является самым распространенной биометрической технологией. Для того, чтобы провести идентификацию, используется уникальность рисунка на пальцах. Отпечаток, который получают с помощью сканера, преобразуется в цифровой код и сравнивается с наборами эталонов, введенных раньше. У этого способа есть такие преимущества, как удобство в использовании и надежность.

Чтобы получить сведения об отпечатке пальцев, применяют специальные сканеры. Для отчетливого электронного представления рисунков необходимы специфические методы, так как отпечаток пальца имеет очень маленький размер, что затрудняет получение хорошо различимых папиллярных узоров.

Аутентификация по радужной оболочке глаза

В этой технологии биометрической аутентификации личности используется уникальность признаков и особенностей радужной оболочки человеческого глаза. Радужная оболочка – это тонкая подвижная диафрагма глаза у позвоночных с отверстием (зрачком) в центре. Радужная оболочка формируется еще до рождения человека и остается неизменной на протяжении всей жизни. Ее рисунок очень сложен, благодаря этому удается отобрать порядка 200 точек, которые обеспечивают высокую степень надежности аутентификации (при распознавании по отпечатку пальца используют 60-70 точек).

Данная технология эффективна потому, что, в отличие от сетчатки глаза, которая может меняться, радужка остается неизменной всю жизнь. Более того, не бывает двух абсолютно идентичных рисунков на радужной оболочке, даже у близнецов.

Аутентификация по сетчатке глаза

Этот метод аутентификации начал применяться на практике в 50-е годы прошлого века. Именно в тот период установили уникальность рисунка кровеносных сосудов глазного дна. Для сканирования сетчатки глаза применяют инфракрасное излучение. В настоящее время данный способ применяют значительно реже, так как он достаточно сложен, вызывает дискомфорт у человека, чьи данные идентифицируют. К тому же, как говорилось выше, исследователи обнаружили, что сетчатка глаза имеет свойство меняться в разные периоды жизни.

Аутентификация по геометрии руки

Чтобы провести аутентификацию по этой части тела нужно использовать несколько характеристик: изгибы пальцев, их толщину и длину, расстояние между суставами и структуру кости.

Столько параметров приходится учитывать в силу того, что по отдельности они не являются уникальными. Минус этого метода: ушибы и распухание тканей могут значительно исказить исходную структуру, а такое заболевание как «артрит» — сильно помешать сканированию. Надежность данного способа аутентификации сравнима с методом идентификации по отпечатку пальца.

Аутентификация по геометрии лица

Этот способ достаточно распространен. Построение трехмерного изображения лица заключается в выделении контуров глаз, губ, носа, бровей и других элементов лица, а также вычислении расстояния между ними. Чтобы определить уникальный шаблон, соответствующий конкретному человеку, необходимо от 12 до 40 характерных элементов. Здесь важно, чтобы шаблон мог учитывать множество разных вариаций изображения на случай изменения освещенности, положения и выражения лица.

Динамические методы:

Этот биометрический метод очень прост в применении. Для его реализации не требуется дорогостоящая аппаратура, необходим только микрофон и звуковая плата. Существует много способов построения шаблонов по голосу: комбинации частотных и статистических характеристик голоса, модуляция, интонация, высота тона и другие.

Основной недостаток аутентификации по голосу – низкая точность. Например, система может не опознать человека, с осипшим из-за простуды голосом. Также камнем преткновения в использовании этого метода является возможное многообразие голоса одного человека. Ведь голос имеет свойство изменяться в зависимости от возраста, настроения, состояния здоровья и под воздействием многих других факторов. Из-за вероятности неточностей и ошибок метод применяется для управления доступом в помещениях, где нужен средний уровень безопасности, например, в компьютерных классах.

Аутентификация по рукописному почерку

Метод биометрической аутентификации по рукописному почерку основывается на уникальном движении руки человека в момент подписания документов. Для сохранения подписи используются специальные ручки или восприимчивые к давлению поверхности. Для аутентификации этим способом необходима подпись человека. Шаблон создается в зависимости от необходимого уровня защиты. Как правило, подпись обрабатывается одним из двух способов: либо анализируется сам фрагмент, при установлении степени совпадения двух картинок, либо – динамические характеристики написания, для этого сверяют его временные и статистические параметры.

Кроме того, используют и комбинированную биометрическую систему аутентификации. В этом случае соединяются несколько типов биометрических технологий, которые позволяют одновременно учитывать разные характеристики человека. Например, аутентификацию по отпечатку пальцев можно сочетать со сканированием руки. Такой способ является более надежным с точки зрения возможности подделки

Биометрические системы будущего

В настоящее время разрабатывается целый ряд биометрических систем, которые на первый взгляд кажутся нереальными. Это использование запаха тела человека, походки и отпечатка ноги человека (установлено, что голая ступня может идентифицировать человека в 99,6% случаев), скорость и ритм нажатия клавиш при наборе компьютерного пароля (это может повысить надежность авторизации), вен на руке, формы ушей и носа, контуров и зон опоры человеческой спины и многого другого. Пока остается непонятным, как такие характеристики могут обеспечивать точность в авторизации, но вполне вероятно, что придет время, и мы уже будем использовать их в повседневной жизни.

Во все времена была проблема осуществлять санкционированный допуск клиента к объекту или секретной информации, признавать своих и не допускать чужих.

Для этого использовали всевозможные средства: ключи, чипы, пропуски с фотографией личности, паспорт с визой, карточки, пароли и пр. Аутентификация - проверка соответствия традиционными методами ущербна и часто дает сбои: можно украсть, подделать, потерять, забыть.

В криминалистике давно уже применяют отпечатки пальцев, исследование ДНК и это оправдывает себя. Биометрическая система защиты позволяет идентифицировать пользователя по биологическим характеристикам.

Немного о безопасности

В наши дни, когда таким массовым и распространенным стала передача и хранение личных данных и конфиденциальной информации в сети Интернета, биометрическая защищенность данных крайне необходима. Такие признаки, как отпечатки пальцев, узор радужной оболочки глаза или сетчатки и другое, для каждого уникальны.

Развитие компьютерных технологий, их дешевизна и огромные скорости обработки и передачи информации, колоссальные объемы памяти, появление качественных, недорогих компактных видеокамер и другого оборудования, сделали возможным создание и применение биометрических систем безопасности в различных областях.

Особенности систем защиты данных

Все мы в своей деятельности постоянно сталкиваемся с проблемами получения, передачи, сохранности информации, в самых разных сферах. Не даром говорят: «Владею информацией - владею миром», это верно в наш век информационных технологий, как никогда ранее. Вопросы идентификации чрезвычайно актуальны. Биометрические системы обеспечивают контроль доступа, дают высокую надежность, широко используются во всем мире.

Рассмотрим круг задач, которые с успехом решаются с помощью новых технологий — биометрии:

• Вход в электронное рабочее место;
• Получение, передача конфиденциальной информации коммерческого характера;
• Ведение правительственных ресурсов;
• Осуществление банковских и финансовых операций;
• Торговля;
• Защита данных;
• Охрана правопорядка;
• Здравоохранение;
• Социальные услуги;
• Частная жизнь (умный дом, смартфоны).

Трагические события последних лет, произошедшие в мире, угроза терроризма, заставили специалистов обратить внимание и ускорить разработку и внедрять системы защиты информации в науку, экономику, военное, банковское дело. Доступная цена позволяет обеспечивать массовое использование оборудования.

Мировой рынок услуг и средств защиты очень емкий и имеет хорошие перспективы роста. Есть мнение, что уже в ближайшие годы каждый житель планеты будет иметь биометрическое удостоверение личности. Говоря о ценах, следует заметить, что они со временем существенно снижаются. Например, биометрическая защита доступа в компьютер стоит порядка 50 долларов, а дактилоскопическое оборудованием около 2000$.

Виды биометрических систем

По степени достоверности и количеству ошибочных отказов можно различать виды биометрических систем:

1. Идентификационные
2. Верификационные

В первом, конкретное лицо представляет свои биометрические характеристики и получает подтверждение или отказ, что позволяет ему пользоваться доступом к определенным действиям или нет. Здесь не создается всеобщая база данных и нет опасности, что кто-то может знать и использовать чужие биометрические данные.

Смотрим видео, идентификационные системы:

В другом, система изучает сведения неизвестного объекта и определяет пользователя по базе, дает ему круг полномочий. Так работают биометрические средства защиты информации. В связи с этим, возникает ряд этических вопросов.

Часто пользователи боятся использовать такое оборудование, чтобы не нанести вред себе. Идут дискуссии о том, что это первые шаги к полному контролю над обществом, ограничению гражданских свобод. Есть и обратные примеры. В Англии есть город Ньюхем, где такие системы работают повсеместно, одобрены населением и результаты весьма обнадеживающие.

По списку используемых параметров биометрические системы безопасности можно подразделить:

• Поведение и психология,
• Биология человека.

Динамические характеристики - походка, речь, ритм набора текста, почерк, голос.

Статические - отпечатки пальцев, форма кист и лица, линии ладони, сетчатка глаза и радужная оболочка, ДНК и др. При анализе могут использоваться один или несколько параметров, с целью уменьшения количества ошибок и необоснованных отказов.

Рассмотрим где и для чего используют биометрическую защиту:

• Контроль и учет рабочего времени;
• Охранные системы информационных ресурсов, доступа в образовательные и иные учреждения, дома, офисы,
• Криминалистика и спецслужбы;
• Банковская и финансовая сфера;
• Безопасность аэропортов;
• Метро;
• В промышленности предотвращение шпионажа, с целью завладения коммерческой тайны;
• Система голосования;
• Миграционные службы.

По мере удешевления и повышения надежности биометрических систем область применения постоянно растет, Кроме того они становятся более простыми в использовании и обслуживании, все меньше допускаются ошибки, при которых пользователь не узнан, а чужой признан своим.

Производители и сколько стоит данные модели

Известная компания ZKTeco - крупнейший производитель и поставщик биометрических систем. Фабрики по производству находятся в Китае, офисы по всему миру. Проводятся разработки новых видов продукции, фирма владеет более ста патентами. Наиболее востребованы терминалы контроля доступа и учета рабочего времени по отпечатку пальца и геометрии лица, и др. Оборудование находит широкое применение в системах безопасности предприятий, банковских учреждений, государственных организаций.

немного о популярном бренде и его продукции:

Девиз компании – низкие цены и большой ассортимент. Например, ZKTeco ZK7500 — настольный биометрический USB считыватель отпечатков пальцев стоит около 7000рублей. Предприятие «Видеоглаз», занимается продажей, установкой и обслуживанием.

Американский производитель оборудования HandKey II предлагает биометрические системы по защите по геометрии руки, которая позволяет считывать и устанавливать соответствие за одну секунду.

Пока мало используется у нас из-за приличной высокой цены.

Попробуем провести презентацию по системам защиты, отметив все слабые, сильные стороны и перспективу в ближайшем будущем.

Эти средства используются в решении трех задач:

1. Идентификация личности;
2. Контроль доступа;
3. Защита информации.

Биометрическая защита ваших данных сегодня уже решает ряд важных задач на самом высоком уровне (голосование вопросы миграции, работа спецслужб). Биометрия является лучшей альтернативой традиционным методам, уже сегодня в мире более 300 компаний занимаются этими разработками и производством, емкость рынка - десятки миллиардов долларов. Это впечатляет, но не все так радужно, существуют проблемы в вопросах биометрической защиты информации.

Любые сканеры можно обмануть, оцифрованную биометрическую информацию можно потерять. И это пока самые уязвимые места биометрии.Невысокая надежность сканеров при считывании биологических параметров человека, на их работу может влиять запыленность, влажность помещения.

Грязные руки, плохое освещение, плохо выставленное к объективу лицо, измененный из-за болезни или стресса голос - приводит к искажению информации.

Страхи и предубеждения людей, которые не лишены основания, тоже можно отнести к минусам биометрических систем безопасности.

Если вы решили оборудовать свой офис, предприятие или дом этими самыми современными устройствами защиты, прислушайтесь к советам специалистов:

• Проведите анализ коммерческой необходимости этого, просчитайте экономическую целесообразность, рентабельность, предполагаемые преимущества внедрения оборудования.
• Не пренебрегайте мнением ваших сотрудников по вопросам нововведений, неприятие реформ может свести на нет ваши усилия и решения. Действуйте убеждением, а не авторитаризмом.
• Обратитесь к специалистам с хорошими рекомендациями, чтобы поручить им весь комплекс работ: проектирование, закупку оборудования и программных средств, монтаж, обучение персонала, обслуживание.
• Учитывайте, что рынок биометрических систем безопасности чрезвычайно быстро развивается, появляются новые, более дешевые и надежные образцы, а существующие устаревают морально раньше, чем изнашиваются.
• Решите вопрос, где будут храниться биометрические характеристики, так как при несанкционированном доступе к ним, краже или порче, новые данные для конкретного лица получить невозможно, они уникальны.
• Не следует применять только биометрическую защиту информации, задействуйте и более проверенные временем методы - пароли, карточки, жетоны, чипы и пр.

Конечно, внедрив в ваш бизнес новые технологии, вы повышаете свой имидж, доверие клиентов, которые оценят ваше стремление шагать в ногу со временем.