Биометрические технологии

Биометрические технологии – это идентификация человека по уникальным, присущим только ему биологическим признакам.

На сегодняшний день биометрические системы доступа являются самыми надежными. Важным фактором увеличения популярности биометрической защиты является простота их эксплуатации, поэтому они становятся доступными для домашних пользователей.

Рис. 5.2. Статистика

Отпечатки пальцев

Идентификация человека по отпечаткам пальцев – самый распространенный способ, использующийся биометрическими системами защиты информации. Сегодня существует три технологии снятия отпечатков пальцев. Первая из них – это использование оптических сканеров. Принцип действия этих устройств практически идентичен принципам работы обычных сканеров. Главное достоинство оптических сканеров – это их дешевизна. К недостаткам следует отнести то, что это весьма капризные приборы, требующие постоянного ухода. Пыль, грязь и царапины могут отказать в допуске легальному пользователю, кроме того, отпечаток, полученный с помощью оптического сканера, очень сильно зависит от состояния кожи. Жирная или, наоборот, сухая и уж тем более потрескавшаяся кожа может послужить причиной размытости изображения и невозможности идентификации личности.

Вторая технология основана на использовании не оптических, а электрических сканеров. Суть ее заключается в следующем. Пользователь прикладывает палец к специальной пластине, которая со-

стоит из кремниевой подложки, содержащей 90 тысяч конденсаторных пластин с шагом считывания 500 тнд. При этом получается своеобразный конденсатор. Одна пластина – это поверхность сенсора, вторая – палец человека. А поскольку потенциал электрического поля внутри конденсатора зависит от расстояния между пластинами, то карта этого поля повторяет папиллярный рисунок пальца.

Электрическое поле измеряется, а полученные данные преобразуются в восьмибитовое растровое изображение. К достоинствам этой технологии можно отнести очень высокую точность получаемого отпечатка пальца, не зависящую от состояния кожи пользователя.

Система прекрасно сработает даже в том случае, если палец человека испачкан. Кроме того, само устройство имеет маленькие размеры, что позволяет использовать его во многих местах. Но есть

у электрического сканера и недостатки. Во-первых, изготовление сенсора, содержащего 90 тысяч конденсаторных пластин достаточно дорогое. Во-вторых, кремниевый кристалл, лежащий в основе скане-

ра, требует герметичной оболочки. А это накладывает дополнительные ограничения на условия применения системы, в частности на внешнюю среду, наличие вибрации и ударов. В-третьих, отказ от работы при наличии сильного электромагнитного излучения.

Третья технология идентификации человека по отпечаткам пальцев – TactileSense, разработанная компанией Who Vision Systems. В этих сканерах используется специальный полимерный материал, чувствительный к разности электрического поля между гребнями и впадинами кожи. То есть фактически принцип работы устройств TactileSense такой же, как и у электрических сканеров, но у них есть ряд преимуществ. Первое – стоимость производства полимерного сенсора в сотни раз меньше, чем цена кремниевого.

Второе – отсутствие хрупкой основы обеспечивает высокую прочность как поверхности сканера, так и всего устройства. Третье – миниатюрные размеры сенсора. Фактически для получения отпечатка нужна только пластинка площадью, равной площади подушечки пальца, и толщиной всего 0,075 мм. К этому нужно добавить небольшую электронную начинку. Получившийся сенсор настолько мал, что его можно без какого-либо ущерба встроить практически в любое компьютерное устройство.

Глаза

У человеческого глаза есть две уникальные для каждого человека характеристики. Это сетчатка и радужная оболочка. Первую для построения биометрических систем обеспечения информационной безопасности используют уже давно. В этих системах сканер определяет либо рисунок кровеносных сосудов глазного дна, либо отражающие и поглощающие характеристики самой сетчатки. Обе эти технологии считаются самыми надежными среди биометрических. Сетчатку невозможно подделать, ее нельзя сфотографировать или снять откуда-нибудь, как отпечаток пальца. Правда, недостатков у систем, работающих с сетчаткой глаза, более чем достаточно.

Во-первых, это высокая стоимость сканеров и их большие габариты.

Во-вторых, долгое время анализа полученного изображения (не менее одной минуты). В-третьих, – неприятная для человека процедура сканирования. Дело в том, что пользователь должен во время этого процесса смотреть в определенную точку. Причем сканирование осуществляется с помощью инфракрасного луча, из-за чего человек испытывает болезненные ощущения. И, наконец, в-четвертых, – значительное ухудшение качества снимка при некоторых заболеваниях, например при катаракте. А это значит, что люди

с ухудшенным зрением не смогут воспользоваться этой технологией.

Недостатки идентификации человека по сетчатке глаза привели к тому, что эта технология плохо подходит для использования в системах защиты информации. Поэтому наибольшее распространение она получила в системах доступа на секретные научные и военные объекты.

По-другому обстоят дела с системами, использующими для идентификации радужную оболочку глаза. Для их работы нужны только специальное программное обеспечение и камера. Принцип работы таких систем очень прост. Камера снимает лицо человека.

Программа из полученного изображения выделяет радужную оболочку. Затем по определенному алгоритму строится цифровой код, по которому и осуществляется идентификация. Данный метод имеет ряд преимуществ. Во-первых, небольшая цена. Во-вторых, ослабленное зрение не препятствует сканированию и кодированию идентифицирующих параметров. В-третьих, камера не доставляет никакого дискомфорта пользователям.

Лицо

На сегодняшний день существует две биометрические технологии, использующие для идентификации человека его лицо. Первая представляет специальное программное обеспечение, которое получает изображение с веб-камеры и обрабатывает его. На лице выделяются отдельные объекты (брови, глаза, нос, губы), для каждого из которых вычисляются параметры, полностью его определяющие. При этом многие современные системы строят трехмерный образ лица человека. Это нужно для того, чтобы идентификация оказалась возможной, например, при наклоне головы и повороте под небольшим углом. Достоинство у подобных систем одно – это цена. Ведь для работы нужны только специальное программное обеспечение и веб-камера, которая уже стала привычным атрибутом многих компьютеров. Недостатков идентификации человека по форме лица гораздо больше. Самый главный минус – низкая точность. Человек во время идентификации может не так повернуть голову, или его лицо может иметь не то выражение, которое хранится в базе данных. Кроме того, система, скорее всего, откажет в доступе женщине, которая накрасилась не так, как обычно, например изменив форму бровей. Можно еще вспомнить и близнецов, форма лица которых практически идентична.

Вторая технология, основанная на идентификации человека по его лицу, использует термограмму. Дело в том, что артерии человека, которых на лице довольно много, выделяют тепло. Поэтому, сфотографировав пользователя с помощью специальной инфракрасной камеры, система получает «карту» расположения артерий, которая и называется термограммой. У каждого человека она различна. Даже у однояйцевых близнецов артерии расположе ны по-разному. А поэтому надежность этого метода достаточно вы-

сока. К сожалению, он появился недавно и пока не получил большого распространения.

Ладонь

Так же как и в предыдущем случае существуют два способа идентификации человека по ладони. В первом используется ее форма. Основой системы является специальное устройство. Оно состоит из камеры и нескольких подсвечивающих диодов. Главная задача этого устройства – построить трехмерный образ ладони, который потом сравнивается с эталонными данными. Надежность этого способа идентификации довольно велика. Вот только прибор, сканирующий ладонь, – довольно хрупкое устройство. А поэтому условия его использования ограничены.

Вторая биометрическая технология, использующая ладонь человека, использует для идентификации термограмму. В общем, этот способ полностью идентичен определению пользователя

по термограмме лица, так что его достоинства и недостатки точно

такие же.