Pham Duy Thai

Student postdiplomskog studija, odsjek MOSIT, Moskva državni univerzitet informacione tehnologije, radiotehnika i elektronika (MIREA)

NEKA PITANJA PRIMJENE METODA UPOREĐIVANJA OTISKA PRSTIJU ZA BIOMETRIJSKE SISTEME LIČNE IDENTIFIKACIJE

Anotacija

Izvršena analiza karakteristika otisci prstiju i njihove prednosti kada se koriste u biometrijski sistemi ah lična identifikacija. Na osnovu klasifikacije otisaka prstiju razmatraju se procesi prepoznavanja otisaka prstiju i metode poređenja.

Ključne riječi: Biometrija, otisak prsta, sistem identifikacije, poređenje otisaka prstiju.

Pham Duy Thai

Student doktorskih studija, odsek MOSIT, Moskovski državni univerzitet za informacione tehnologije, radiotehniku ​​i elektroniku

Abstract

Analiza otisaka prstiju i njihove prednosti kada se koriste u sistemima biometrijske identifikacije. Na osnovu klasifikacije procesa metoda prepoznavanja otisaka prstiju i poređenja otisaka prstiju.

Ključne riječi: Biometrija, otisak prsta, sistem identifikacije, poređenje otisaka prstiju.

Biometrijski sistemi zasnovani na fiziološkim parametrima su mnogo pouzdaniji od sistema zasnovanih na karakterističnim osobinama ponašanja – zbog činjenice da su fiziološke karakteristike osobe jedinstvene i konstantne, dok su osobine ponašanja jedinstvene, ali nisu konstantne tokom vremena. Razvoj biometrijskih tehnologija, jednostavnost i lakoća korištenja, smanjeni troškovi i povećana pouzdanost, omogućavaju uspješno korištenje autentifikacije otiskom prsta za autentifikaciju korisnika.

Ovaj članak razmatra glavne elemente biometrijskog sistema identifikacije otisaka prstiju i algoritme koji se koriste za poređenje otisaka prstiju u biometrijskim sistemima za identifikaciju ljudi.

Biometrijski sistemi kontrole pristupa koji koriste otiske prstiju temelje se na jedinstvenosti i postojanosti (kod odrasle osobe) uzorka papilarnih linija prstiju. Ako prihvatimo ove brojeve, onda je u slučaju autentifikacije vjerovatnoća da će dvije osobe imati iste otiske prstiju: 2 * 10 -12

Za poređenje: PIN kod bankovna kartica sastoji se od samo četiri cifre, tako da će se među deset hiljada kartica sigurno naći dvije sa istim PIN kodovima.

Na biometrijske karakteristike pouzdanog i stabilnog biometrijskog sistema primjenjuju se sljedeći zahtjevi:

• jedinstvenost - biometrijske karakteristike moraju biti jedinstvene za svaku osobu;
• trajne - biometrijske karakteristike moraju ostati nepromijenjene dugo vremena.

Biometrijsko prepoznavanje je proces u jednom koraku određivanja identiteta korisnika. U režimu prepoznavanja, sistem utvrđuje identitet korisnika upoređivanjem kontrolnog predloška sa mnogim referentnim šablonima (1:N - poređenje jednog sa mnogo). Ako se pronađe podudaranje, identitet korisnika se istovremeno utvrđuje i provjerava. Ova biometrijska identifikacija je široko rasprostranjena i našla je primjenu u sudskoj medicini i provođenju zakona.

U biometrijskim sistemima koji služe samo za autentifikaciju moguće je koristiti negativnu identifikaciju tokom procesa registracije korisnika u biometrijskom sistemu, u kojem se jedan kontrolni predložak upoređuje sa mnogima kako bi se provjerilo da osoba nije registrirana u bazi podataka i na taj način spriječila dvostruka registracija u sistemu. Ovaj način rada se često koristi u velikim socijalnim programima u kojima se korisnici više puta pokušavaju registrirati za beneficije pod različitim imenima. Postoji nešto između autentifikacije i prepoznavanja – poređenje jednog sa nekoliko, što uključuje identifikaciju korisnika iz vrlo male baze registrovanih korisnika. Ne postoji jasna kvantitativna razlika između 1:N i 1:malo sistema, ali svaki sistem koji pretražuje više od 500 zapisa treba biti klasifikovan kao 1:N.

Jedinstvenost otisaka prstiju osigurana je na skupovima korisnika, čiji je broj statistički manji od milion. Trajnost otiska prsta osigurana je kod odraslih korisnika, čiji su otisci, za razliku od djece, nepromjenjivi.

Vjerovatnoća lažne identifikacije kod modernih skenera i digitalnih tehnologija je 0,000000001%, a vrijeme potrebno za skeniranje otiska prsta ne prelazi djelić sekunde.

Najnoviji skeneri uspješno odolijevaju raznim lutkama. U poređenju sa drugim uobičajenim biometrijskim sistemima, biometrija otiska prsta ima niz prednosti:

• provjera otiska prsta je mnogo praktičnija za korisnika od skeniranja oblika ruke;
• Tehnologija verifikacije otiska prsta je jednostavna u poređenju sa tehnologijom skeniranja oblika lica;
• provjera otiska prsta je pouzdanija od nekih drugih tehnologija, na primjer, skeniranje uzorka vena na rukama;
• Tehnologija provjere otiska prsta pristupačna je u poređenju s novim složenim sistemima kao što je provjera DNK korisnika.

Unatoč činjenici da autentifikacija otiskom prsta nudi praktičnost i udobnost krajnjem korisniku, postoji predrasuda da je svako skeniranje otiska prsta povezano s radom agencija za provođenje zakona na traženju i identifikaciji kriminalaca. U stvarnosti tehnologija sigurnost informacija značajno se razlikuju od tradicionalnih metoda uzimanja otisaka prstiju. Sa biometrijskom autentifikacijom upoređuju se digitalni obrasci (digitalne transformacije) otiska prsta, koji nose informacije samo o ključnim karakteristikama otiska prsta, dovoljne za identifikaciju sa prihvatljivom vjerovatnoćom. Nemoguće je vratiti otisak prsta iz takvog predloška.

Osnovni elementi sistema biometrijske identifikacije otiska prsta

Svaki biometrijski sistem identifikacije otiska prsta ima sljedeće komponente:

• podsistem za početnu registraciju i pripremu referentnog šablona za novog korisnika;
• spremište referentnih šablona;
• podsistem za kontrolno skeniranje i kreiranje kontrolnog šablona digitalnog otiska prsta;
• računski modul za poređenje referentnih i kontrolnih šablona;
• analitički modul za donošenje odluka o podudaranju obrazaca;
• interfejs za povezivanje sa eksternom infrastrukturom.

Klasifikacija otiska prsta

Svaki otisak prsta ima dvije vrste karakteristika - globalne i lokalne. Globalne karakteristike otisaka prstiju - područje slike, jezgro, delta tačka, papilarni uzorak.

• Područje slike je fragment otiska prsta u kojem se nalaze sve globalne karakteristike.
• Jezgro je tačka koja je blizu centra otiska prsta.
• Delta tačka je početna tačka na kojoj dolazi do podele ili spajanja žlebova papilarnih linija.
• Papilarne linije na površini prstiju formiraju različite šare koje se nazivaju papilarni uzorci. Papilarni uzorci imaju tri tipa: lukovi, petlje i kovrče.

Rice. 1 – (a) – luk (b) – trouglasti luk; (c) – kovrča; (d) – desna petlja (e) – lijeva petlja; (f) – dvostruka petlja;

Klasifikacija otisaka prstiju i dalje predstavlja veoma težak problem i za ljudske stručnjake i za automatizovane sisteme. S jedne strane, identifikovan je samo ograničen broj glavnih kategorija otisaka prstiju i distribucija otisaka unutar ovih kategorija nije ujednačena. S druge strane, kao što je gore spomenuto, postoji mnogo varijacija u konfiguracijama otiska prsta. Definicija svake kategorije otisaka prstiju je složena i nesigurna. Slika 1 prikazuje neke primjere mogućih definiranih klasa.

Proces prepoznavanja otiska prsta zavisi od poređenja lokalnih karakteristika grebena i njihovih odnosa kako bi se odredila jedinstvenost otisaka prstiju. Iz slike površine prsta može se dovoljno utvrditi veliki broj mali detalji (minute) po kojima se mogu klasifikovati. Dvije najpoznatije karakteristike tipa detalja uzorka, koje se nazivaju singularne tačke, su.

• krajnje tačke papilarnih linija;
• Tačke grananja su tačke na kojima se račvaju papilarne linije.

Rice. 2 – Minutni primjeri

Otisci prstiju su stabilni i otporni i mogu se lako prepoznati. Primjeri minucija prikazani su na slici 2. Za dati otisak prsta, otisak prsta se može okarakterizirati njegovim tipom, njegovim x i y koordinatama i smjerom.

Proces prepoznavanja otiska prsta može se podijeliti u 5 glavnih koraka:

1. Kupovina otisaka prstiju. Kvalitet dobivenog otiska važan je za prepoznavanje otiska prsta
2. Poboljšani otisci prstiju. Ovaj korak bi trebao poboljšati strukture papilarnih linija na oštećenim slikama.
3. Klasifikacija otisaka prstiju. Ovo se odnosi na dodjelu bilo kojeg prsta odgovarajućoj klasi.
4. Ekstrakcija minucija – U ovoj fazi, strukture papilarne linije se razmatraju i otkrivaju i izdvajaju kao karakteristike.
5. Poređenje otisaka prstiju. Proces se zasniva na poređenju između reference i pohranjenog predloška otiska prsta.

Klase algoritama za poređenje otisaka prstiju

Trenutno postoje tri klase algoritama za poređenje otisaka prstiju:

Poređenje korelacije.

Dvije slike otiska prsta su postavljene jedna na drugu i izračunava se korelacija između odgovarajućih piksela, izračunata za različita poravnanja slika jedna u odnosu na drugu. Prednosti metode su niski zahtjevi za kvalitetom slike otiska prsta.

Nedostaci metode su velika količina sistemske memorije za pohranjivanje slika svakog otiska prsta, a vrijeme procesa poređenja nije brzo zbog velikog broja iteracija i trajanja postupka poređenja, pa se metoda rijetko koristi u biometrijskim sistemima. za identifikaciju ljudi.

Poređenje po posebnim tačkama

Na osnovu slika otiska prsta, funkcije dobijene od skenera koriste se za obradu elektronskog šablona, ​​koji je dvodimenzionalna površina na kojoj su istaknute krajnje tačke i tačke grananja.

Rice. 3 – Blok dijagram algoritma poređenja otisaka prstiju pomoću posebnih tačaka.

Kada se identifikuje slika otiska prsta, identifikuju se krajnje tačke i tačke grananja, a rezultirajuće tačke se upoređuju. Na osnovu broja bodova koji se podudaraju, donosi se odluka o procesu identifikacije. Dijagram metode je prikazan na slici 3. Faza autentifikacije otiska prsta je poređenje originalnih šablona sa standardom iz baze podataka pomoću posebnih tačaka. Na osnovu rezultata poređenja, dobićemo odluku o odobravanju ili odbijanju pristupa.

Prednosti metode su brzina rada i lakoća implementacije metode. Nedostaci ovoga su visoki zahtjevi za kvalitetom slika otiska prsta. Da bi ih zadovoljili, rezolucija je najmanje 300 dpi, a bolje - oko 500 dpi.

Poređenje po uzorku.

Slika otiska prsta podijeljena je na mnogo malih ćelija. Raspored linija u svakoj ćeliji opisan je parametrima određenog sinusnog vala. Za identifikaciju se koriste podaci o talasima (valna dužina, smjer talasa).

Prednosti metode su niski zahtjevi za kvalitetom slike i velika brzina. Ali zbog složenosti implementacije i visokih zahtjeva za solidnom matematičkom bazom, metoda poređenja uzoraka se ne koristi široko.

Zaključak

U članku se razmatraju prednosti i nedostaci metoda poređenja otisaka prstiju za elektronsku identifikaciju. Čiste metode poređenja uzoraka i algoritmi koji se oslanjaju samo na poređenje ključnih tačaka ne mogu zadovoljiti sve zahtjeve, a čista metoda poređenja uzoraka ne može se nositi sa standardiziranim ključnim tačkama. Problem kombinovanja prednosti metoda pruža visoko funkcionalno i fleksibilno rešenje među raznovrsnim zahtevima za tačnost i pouzdanost u identifikaciji ljudi.

Književnost

1. Precizna BioMatch tehnologija biometrijske autentifikacije. [Elektronski izvor]. – Način pristupa resursima: www.morepc.ru.
2. Kukharev G.A. Biometrijski sistemi: Metode i sredstva ljudske identifikacije. SPb.: Politehnika. – 2001. – 240 str.
3. Zadorozhny V., “Identifikacija po otiscima prstiju”, 1. dio, 2004;
4. Griffin P. Teme za multibiometrijska istraživanja // MMUA. – 2003. [Elektronski izvor]. – Način pristupa: http://mmuaxs.ucsb.edu/, slobodan (datum pristupa: 20.01.2012.).
5. Duda Z., Hart P. Prepoznavanje uzoraka i analiza scene. – M.: Mir, 1976.
6. Patrick E. Osnove teorije prepoznavanja obrazaca. – M.: Sovjetski radio, 1980.

Reference

1. Tehnologija biometrijske autentifikacije Precise BioMatch. . – Režim pristupa k resursu: www.morepc.ru.
2. Kuharev G.A. Biometricheskie systemy: Metody i sredstva identifikacii lichnosti cheloveka. SPb.: Politehnika. – 2001. – 240 s.
3. Zadorozhnyj V., “Identifikacija po otpechatkam pal’cev”, Čast’ 1, 2004;
4. Hong, L.: Automatska lična identifikacija pomoću otisaka prstiju, Državni univerzitet Michigan, Odsjek za kompjuterske nauke, 1998.
5. Griffin P. Teme za multibiometrijska istraživanja // MMUA. – 2003. – Rezhim dostupa: http://mmuaxs.ucsb.edu/, svobodnyj (podaci obrashhenija: 20.01.2012.).
6. Duda Z., Hart P. Raspoznavanje obrazova i analiz scen. – M.: Mir, 1976.
7. Patrick Je. Osnovy teorii raspoznavanija obrazov. – M.: Sovetskoe radio, 1980.

Kako bi se osigurala povjerljivost informacija, predložena su različita sredstva autorizacije i autentifikacije korisnika kako bi mu se omogućio neophodan fizički pristup podacima, finansijskih sredstava itd. Većina savremenih sistema autentikacije zasniva se na principu dobijanja, prikupljanja i merenja biometrijskih informacija, odnosno informacija o određenim fiziološkim karakteristikama osobe.

Prednost biometrijskih sistema identifikacije u odnosu na tradicionalne (na primjer, sisteme PIN kodova ili sisteme za pristup lozinki) je u tome što se sama osoba identifikuje. Karakteristika koja se koristi u ovim sistemima je sastavni dio ličnosti i ne može se izgubiti, prenijeti ili zaboraviti.

Budući da su biometrijske karakteristike svakog pojedinca jedinstvene, mogu se koristiti za sprječavanje krađe ili prijevare. Danas postoji veliki broj kompjuterizovanih prostorija, skladišta, istraživačkih laboratorija, banaka krvi, bankomata, vojnih instalacija itd., pristup kojima se kontroliše pomoću uređaja koji skeniraju jedinstvene fiziološke karakteristike čoveka.

Posljednjih godina najveću pažnju posvećuje sigurnost informacionih mreža, a posebno biometrijskih sigurnosnih sistema.

Dokaz tome je ogroman broj članaka posvećenih pregledu metoda ljudske identifikacije koje su već postale tradicionalne i poznate širokom krugu čitatelja: po otiscima prstiju, po mrežnici i šarenici oka, po osobinama i strukturi lice, po geometriji ruke, po govoru i rukopisu.

Analiza naučne, tehničke i periodične naučnopopularne literature omogućava nam da sistematiziramo ovakve sisteme u smislu radnog intenziteta njihovog razvoja i osigurane tačnosti i pouzdanosti rezultata mjerenja (Sl. 1). Neke tehnologije su već široko implementirane, druge se tek razvijaju.

U ovom članku ćemo dati primjere sistema i prve i druge grupe. Današnje lozinke postao je najčešći metod identifikacije. Još jedna prednost korištenja ove tehnike je prilično visoka preciznost prepoznavanja. Kompanije koje se bave razvojem uređaja za skeniranje otisaka prstiju konstantno poboljšavaju svoje algoritme i u tome su postigle značajan uspjeh. Na primjer, BioLink Technologies je objavio BioLink U-Match miš (slika 2), standardni kompjuterski miš sa kotačićem za pomicanje sa ugrađenim optičkim skenerom otiska prsta: interfejs - USB ili COM+PS/2; zaštita od lutki i "mrtvih" prstiju; korištenje naprednih optičkih elemenata osigurava visoke kvalitete preciznost skeniranja i prepoznavanja. Biometrijski skener

BioLink U-Match MatchBook je dizajniran kao poseban uređaj (slika 3), vrijeme skeniranja - 0,13 s, vrijeme prepoznavanja - 0,2 s, USB interfejs, implementirana je zaštita od lutke. Ovi uređaji pokazuju tačnost prepoznavanja tako da je vjerovatnoća da će neovlašteni korisnik dobiti pristup zaštićenim informacijama jednaka 1 od 1 milijarde prezentacija otiska prsta.

Na domaćem tržištu postaju popularni miševi sa skenerom kompanije Siemens, tastature sa ugrađenim skenerom kompanije Cherry, kao i laptopi sa skenerom otiska prsta; Predstavljeni su i uređaji drugih proizvođača.

Da bi koristio standardni biometrijski sistem za prepoznavanje otiska prsta, korisnik se prvo mora registrovati u sistemu. Istovremeno, nema razloga za strah da će vaš otisak prsta biti pohranjen u memoriji uređaja – većina sistema u memoriju ne pohranjuje stvarnu sliku otiska prsta, već samo digitalni predložak iz kojeg je nemoguće vratiti stvarnu slike, tako da se prava korisnika ni na koji način ne krše. Dakle, kada se koriste uređaji iz BioLink Technologies, slika otiska prsta se trenutno pretvara u mali digitalni kod (veličine samo 512 bajtova).

Uvođenje biometrijske sigurnosti ne zahtijeva uvijek zamjenu postojećeg sigurnosnog sistema. Često je moguće zamijeniti lozinke biometrijskim pasošem korisnika uz minimalne troškove. Na primjer, rješenja BioLink Technologies vam omogućavaju da instalirate biometrijski sigurnosni sistem iznad standardnog sigurnosnog sistema lozinkom. U ovom slučaju, lozinke se potpuno bezbolno zamjenjuju otiscima prstiju. Na taj način možete pouzdano zaštititi ulaz u operativni sistem(Windows NT/2000, Windows 95/98, Novell NetWare) i prisilno zaključavanje, čuvar ekrana i režim mirovanja, kao i zamjena standardnih sigurnosnih funkcija aplikativni programi zaštita otiska prsta. Sve ove osnovne funkcije, i mnoge druge, pruža softver BioLink Authentication Centralna verzija 4.2 je jedini potpuno rusifikovan sistem ove klase do danas. U ovom slučaju, modeli otiska prsta se pohranjuju centralno - na Authenteon hardverskom i softverskom sistemu za autentifikaciju (slika 4). Server omogućava sigurno skladištenje do 5 hiljada modela otiska prsta koji se ne mogu koristiti za reprodukciju stvarne slike otiska prsta i druge povjerljive informacije

. Osim toga, Authenteon server pruža centraliziranu administraciju korisnika, kao i mogućnost da administrator lako dodjeljuje različite privilegije pristupa različitim resursima registrovanim korisnicima bez ponovne registracije. Tolerancija grešaka servera je implementirana na sledeći način: server je kućište u kojem su smeštena dva nezavisna fizička servera, što omogućava hot zamenu i repliciranje baze podataka na server koji radi. Budući da internet aplikacije (Internet bankarstvo,, korporativni portali), programeri BioLink-a su se pobrinuli za mogućnost uvođenja biometrijske identifikacije otiska prsta u internet aplikacije. Dakle, svaka kompanija, preduzeće ili institucija može pouzdano zaštititi tajne podatke.

BioLink Technologies rješenja su prvenstveno dizajnirana za srednja i velika preduzeća. Istovremeno, sveobuhvatno rusifikovano rešenje (softver + ulazni uređaji + hardverski server) može se najbolje integrisati sa informacionim i ERP sistemima koji se koriste u preduzeću, što omogućava, s jedne strane, značajno smanjenje troškova administriranja sistema lozinki, a s druge - pouzdano siguran povjerljive informacije od neovlašćenog pristupa kako spolja tako i unutar preduzeća.

Osim toga, postaje moguće riješiti još jedan gorući problem - značajno smanjiti rizike pri prijenosu podataka u finansijske, bankarske i druge sisteme koji obavljaju važne transakcije putem interneta.

Sistemi za identifikaciju šarenice

Kako slijedi iz Sl. 1, najveću tačnost i pouzdanost u sadašnjoj fazi pružaju biometrijski identifikacioni sistemi zasnovani na analizi i poređenju šarenice. Na kraju krajeva, ne postoje oči sa istom šarenicom, čak ni kod potpuno identičnih blizanaca. Formiran u prvoj godini života, ovaj parametar ostaje jedinstven za osobu tokom čitavog njenog postojanja.

Ova metoda identifikacije razlikuje se od prve po tome što je teža za korištenje, veću cijenu opreme i stroge uslove registracije. Kao primjer savremeni sistem

IrisAccess sistem vam omogućava da skenirate šaru šarenice za manje od sekunde, obradite je i uporedite sa 4 hiljade drugih zapisa koje pohranjuje u svojoj memoriji, a zatim pošaljete odgovarajući signal sigurnosnom sistemu. Tehnologija je potpuno beskontaktna (slika 5). Na osnovu slike šarenice, konstruisan je kompaktni digitalni kod veličine 512 bajtova.

Uređaj je veoma pouzdan u poređenju sa većinom poznatih biometrijskih kontrolnih sistema (slika 6), podržava veliku bazu podataka, izdaje audio instrukcije na ruskom jeziku i omogućava vam da integrišete pristupne kartice i PIN tastature u sistem. Jedan kontroler podržava četiri čitača. Sistem se može integrirati u LAN.

IrisAccess 3000 se sastoji od EOU3000 optičkog upisivača, ROU3000 daljinskog optičkog upisača, ICU3000 autentifikatora, kartice za snimanje slike, kartice za sučelje vrata i PC servera. Ako je potrebno nadgledati više ulaza, određeni broj udaljenih uređaja, uključujući ICU3000 i ROU3000, može se povezati na PC server preko lokalna mreža

(LAN). Opisi glavnih komponenti sistema su predstavljeni na bočnoj traci. Organizacija kontrole pristupa i dijagram strujnog kola

Implementacije sigurnosnog sistema zasnovanog na IrisAccess-u kompanije LG prikazane su na Sl.

7, . Sistemi za prepoznavanje govora Najniža pozicija na sl. 1 - kako u smislu intenziteta rada tako i u smislu tačnosti - zauzimaju sistemi identifikacije zasnovani na prepoznavanju govora. Razlozi za uvođenje ovih sistema su sveprisutnost telefonske mreže i praksa ugradnje mikrofona u kompjutere i periferne uređaje kao što su kamere. Nedostaci ovakvih sistema uključuju faktore koji utiču na rezultate prepoznavanja: smetnje u mikrofonima, uticaj okoline na rezultate prepoznavanja (šum), greške u izgovoru, različita emocionalna stanja standarda koji se testira u trenutku registracije i pri svakoj identifikaciji, upotrebi.

različitim uređajima

registracija kod standarda snimanja i identifikacije, smetnje u nekvalitetnim kanalima prijenosa podataka itd. Lozinke budućnosti, stalno se širi. Brojne biometrijske tehnologije su trenutno u razvoju, od kojih se neke smatraju vrlo obećavajućim.

1. Stoga, hajde da razgovaramo o tehnologijama koje još nisu našle masovno usvajanje, ali nakon nekog vremena mogu se svrstati među najpouzdanije tehnologije koje se danas koriste. U ovu listu smo uključili sljedeće tehnologije:
2. izrada termograma lica na osnovu informacija sa senzora infracrvenog zračenja;
3. analiza DNK karakteristika;
4. analiza dinamike uticaja na tastaturu računara pri kucanju teksta;
5. analiza strukture kože i epitela na prstima na osnovu digitalnih ultrazvučnih informacija;
6. analiza otiska dlana;
7. analiza oblika ušne školjke;
8. analiza karakteristika ljudskog hoda;

analiza pojedinačnih ljudskih mirisa. Razmotrimo suštinu ovih metoda detaljnije. Tehnologija za konstruisanje i analizu termograma (slika 9) jedno je od najnovijih dostignuća u oblasti biometrije. Kako su naučnici otkrili, upotreba infracrvenih kamera daje jedinstvenu sliku objekata koji se nalaze ispod kože lica. Različite gustine kostiju, masti i krvnih sudova su strogo individualne i određuju termografsku sliku lica korisnika. Prema znanstvenim nalazima, termogram lica je jedinstven, zbog čega se čak i apsolutno slični blizanci mogu pouzdano razlikovati. Od dodatna svojstva

ovog pristupa može se uočiti njegova nepromjenjivost u odnosu na bilo kakve kozmetičke ili kozmetološke promjene, uključujući plastičnu kirurgiju, promjenu šminke, itd., kao i tajnost postupka registracije.

Dinamika poteza na tastaturi računara prilikom kucanja teksta, odnosno rukopisa na tastaturi, analizira način (ritam) korisnika koji kuca određenu frazu. Postoje dva tipa sistema za prepoznavanje rukopisa na tastaturi. Prvi su dizajnirani da autentifikuju korisnika kada pokušavaju da dobiju pristup računarskim resursima. Potonji vrše kontrolu praćenja nakon odobrenja pristupa i blokiraju sistem ako osoba kojoj je prvobitno odobren pristup počne da radi na računaru. Ritam rada tastature, kako su pokazala istraživanja brojnih kompanija i organizacija, prilično je individualna karakteristika korisnika i sasvim je pogodna za njegovu identifikaciju i autentifikaciju. Da bi se to izmjerilo, vremenski intervali se procjenjuju ili između udara prilikom kucanja znakova raspoređenih u određenom nizu, ili između trenutka kada se tipka pritisne i trenutka kada se otpusti kada se kuca svaki znak u ovom nizu. Iako se druga metoda smatra efikasnijom, najbolji rezultati se postižu upotrebom obje metode zajedno. Posebnost ove metode je njena niska cijena, jer za analizu informacija nije potrebna nikakva oprema osim tipkovnice. Treba napomenuti da u ovom trenutku

ovu tehnologiju

je u razvoju, te je stoga teško procijeniti stepen njegove pouzdanosti, posebno uzimajući u obzir visoke zahtjeve za sigurnosnim sistemima. Za identifikaciju osobe rukom koristi se nekoliko biometrijskih parametara - geometrijski oblik šake ili prstiju, lokacija potkožnih krvnih žila dlana, uzorak linija na dlanu., što će omogućiti identifikaciju osumnjičenih pomoću otisaka dlanova. Sličan sistem koji radi sa otiscima prstiju britanska policija uspješno koristi već tri godine. Ali sami otisci prstiju, prema kriminolozima, često nisu dovoljni.

Do 20% tragova ostavljenih na mjestu zločina su otisci ruku. Međutim, njihova analiza korištenjem tradicionalnih sredstava prilično je radno intenzivna. Kompjuterizacija ovog procesa omogućit će širu upotrebu otisaka dlanova i dovesti do značajnog povećanja otkrivanja zločina. Očekuje se da će sistem biti uspostavljen početkom 2004. godine i koštaće Ministarstvo unutrašnjih poslova 17 miliona funti. Treba napomenuti da su uređaji za skeniranje dlanova obično skupi, pa stoga nije tako lako opremiti veliki broj radnih mjesta s njima. Tehnologija za analizu oblika ušne školjke jedan je od najnovijih pristupa u biometrijskoj identifikaciji ljudi. Koristeći čak i jeftinu web kameru, možete dobiti prilično pouzdane uzorke za poređenje i identifikaciju. Treba napomenuti da, budući da ova metoda nije dovoljno proučena, nismo je mogli pronaći u naučnoj i tehničkoj literaturi pouzdane informacije

o trenutnom stanju stvari.

U zaključku, prerano je predviđati gdje, kako i u kom obliku će pouzdane biometrijske usluge na kraju biti uvedene.

Ali apsolutno je jasno da je nemoguće bez biometrijske identifikacije ako je potrebno dobiti pozitivne, pouzdane i nepobitne rezultate verifikacije.

Stoga je moguće da će u vrlo bliskoj budućnosti lozinke i PIN kodovi ustupiti mjesto novim, pouzdanijim sredstvima autorizacije i autentifikacije.

ComputerPress 3"2002

Drugi dio članka (prvi je objavljen u RS Magazine/RE, 1/2004) otkriva glavne metode prepoznavanja otisaka prstiju, algoritme za izgradnju sistema za prepoznavanje i neke metode zaštite od lutke. Ali prije nego što pređemo na ova pitanja, razmotrimo šta je papilarni uzorak i kako se pojavljuje na površini prstiju.

Ljudska koža se sastoji od dva sloja: epiderme, spoljašnjeg sloja, i dermisa, dubljeg sloja.

U petom mjesecu intrauterinog razvoja kod ljudi, dermis, koji je prije bio glatki, postaje neravan i počinje poprimati izgled mnogih naizmjeničnih dermalnih tuberkula (ponekad zvanih papile). Na površini prstiju ovi tuberkuli su raspoređeni u redove.

Struktura gornjeg sloja kože ljudskih prstiju, epiderme, je takva da štiti dermis, odnosno samu kožu, od mehaničkih oštećenja. Nakon bilo kakvog oštećenja epiderme koji ne zahvata dermalne tuberkule, papilarni uzorak se vraća u prethodni oblik tokom procesa zarastanja, što je potvrđeno brojnim eksperimentima. Ako su dermalni tuberkuli oštećeni, tada se formira ožiljak koji u određenoj mjeri deformira papilarni uzorak, ali ne mijenja temeljno izvorni opći uzorak, a sam ožiljak se može koristiti kao sekundarni znak za identifikaciju.

U ruskom tradicionalnom uzimanju otisaka prstiju, papilarni uzorci prstiju podijeljeni su u tri glavna tipa: luk (oko 5% svih otisaka prstiju), petlja (65%) i vijuga (30%); Za svaki tip se vrši detaljnija klasifikacija na podtipove. Međutim, u okviru ovog članka razmatrat će se metode automatske identifikacije osobe, a ne uzimanje otisaka prstiju.

Metode prepoznavanja

Ovisno o kvaliteti slike otiska prsta dobivene sa skenera, mogu se identificirati neke karakteristične karakteristike površine prsta koje se kasnije mogu koristiti za identifikaciju.

Najjednostavnije tehnički nivo, na primjer, kada je rezolucija slike površine prsta dobivene skenerom 300-500 tačaka/inču, ona pokazuje prilično veliki broj sitnih detalja (minutija) po kojima se mogu klasificirati, ali, po pravilu, u automatizovani sistemi koriste se samo dva tipa detalja uzorka (specijalne tačke): krajnje tačke na kojima se papilarne linije jasno završavaju i tačke grananja na kojima se papilarne linije račvaju.

Ako je moguće dobiti sliku površine prsta u rezoluciji od oko 1000 dpi, tada je moguće otkriti detalje unutarnje strukture samih papilarnih linija, posebno pora znojnih žlijezda, te u skladu s tim koristiti njihove lokacija za identifikaciju. Međutim, zbog poteškoća u dobijanju slika ovog kvaliteta u nelaboratorijskim uslovima, ova metoda nije u širokoj upotrebi.

Uz automatizirano prepoznavanje otiska prsta (za razliku od tradicionalnog otiska prsta), postoji mnogo manje problema povezanih s različitim vanjski faktori, što utiče na sam proces prepoznavanja. Prilikom dobijanja otisaka prstiju metodom tinte (koristeći rollback), važno je eliminirati ili barem minimizirati pomicanje ili rotaciju prsta, promjene pritiska, promjene u kvaliteti površine kože itd. Od elektronskih skenera bez mastila, nabavite slika otiska prsta sa dovoljno za obradu kvaliteta je mnogo jednostavnija. Kvaliteta slike papilarnog uzorka prsta dobivene skenerom jedan je od glavnih kriterija o kojima ovisi odabrani algoritam za generiranje konvolucije otiska prsta i, posljedično, identifikaciju osobe.

Trenutno postoje tri klase algoritama za poređenje otisaka prstiju.

1. Poređenje korelacije- dvije slike otiska prsta su postavljene jedna na drugu i izračunava se korelacija (u smislu nivoa intenziteta) između odgovarajućih piksela, izračunata za različita poravnanja slika jedna u odnosu na drugu (na primjer, kroz različita pomaka i rotacije); Na osnovu odgovarajućeg koeficijenta donosi se odluka o identitetu otisaka prstiju. Zbog složenosti i trajanja rada ovog algoritma, posebno pri rješavanju problema identifikacije (poređenje jedan prema više), sistemi zasnovani na njemu se sada praktično ne koriste.

2. Poređenje po singularnim tačkama- na osnovu jedne ili više slika otiska prsta sa skenera formira se šablon, koji je dvodimenzionalna površina na kojoj su istaknute krajnje tačke i tačke grananja. Ove tačke su takođe istaknute na skeniranoj slici otiska prsta, njihova mapa se upoređuje sa šablonom i na osnovu broja podudarnih tačaka donosi se odluka o identitetu otisaka prstiju. U radu algoritama ove klase implementirani su mehanizmi poređenja korelacije, ali kada se upoređuje položaj svake od tačaka navodno odgovaraju jedna drugoj. Zbog lakoće implementacije i brzine rada, algoritmi ove klase su najčešće korišteni. Jedini značajan nedostatak ove metode poređenja su prilično visoki zahtjevi za kvalitetom rezultirajuće slike (oko 500 dpi).

3. Poređenje po uzorku- ovaj algoritam poređenja direktno koristi strukturne karakteristike papilarnog uzorka na površini prstiju. Slika otiska prsta primljena od skenera podijeljena je na mnogo malih ćelija (veličina ćelija ovisi o traženoj preciznosti). Raspored linija u svakoj ćeliji opisuje se parametrima određenog sinusnog vala, odnosno specificira se početni fazni pomak, valna dužina i smjer njegovog širenja. Otisak dobijen za poređenje se poravnava i dovodi u isti oblik kao predložak. Zatim se upoređuju parametri talasnih reprezentacija odgovarajućih ćelija.

Prednost ove klase algoritama za poređenje je u tome što ne zahtijevaju slike visokog kvaliteta.

Za potrebe ovog članka ograničit ćemo se na generalizirani opis rada svake klase algoritma u praksi, sve to izgleda mnogo kompliciranije sa stanovišta matematičkog aparata i rada sa slikama. Imajte na umu da u automatiziranoj identifikaciji postoji nekoliko problema vezanih za složenost skeniranja i prepoznavanja određenih vrsta otisaka prstiju, prvenstveno se to tiče male djece, jer su njihovi prsti vrlo mali da bi dobili otiske s prihvatljivim detaljima čak i uz dobru opremu za prepoznavanje. Osim toga, oko 1% odraslih ima tako jedinstvene otiske prstiju da je za rad s njima potrebno razviti specijalizirane algoritme za obradu ili napraviti izuzetak u obliku osobnog odbijanja biometrije za njih.

Pristupi zaštiti od lutki Problem zaštite raznih biometrijskih sistema od lažnih biometrijskih identifikatora jedan je od najtežih za čitavu oblast, a prvenstveno za tehnologiju prepoznavanja otiska prsta. To je zbog činjenice da je otiske prstiju relativno lako dobiti u odnosu na, na primjer, šarenicu oka ili 3D oblik ruke, a pravljenje lažnog otiska prsta također se čini jednostavnijim zadatkom. Nećemo se doticati tehnologija za pravljenje lutki za otiske prstiju; u poslednje vreme

U mnogim izvorima ima dovoljno informacija. Pogledajmo glavne metode i pristupe zaštiti od njih.

Općenito, sve metode se mogu podijeliti u dvije grupe. 1. Tehnički - metode sigurnosti implementirane bilo na nivou softver

Zaštita na nivou uređaja za čitanje leži u činjenici da sam skener implementira algoritam za akviziciju slike koji vam omogućava da dobijete otisak prsta samo sa "živog" prsta, a ne sa lutke - na primjer, ovako skeneri s optičkim vlaknima opisan u prvom dijelu rada članka;

Zaštita dodatnom karakteristikom sastoji se od dobijanja, korištenjem uređaja za skeniranje, neke dodatne karakteristike pomoću koje se može donijeti odluka da li je navedeni identifikator lažni. Na primjer, korištenjem ultrazvučni skeneri možete dobiti informaciju o prisutnosti pulsa u prstu, u nekim optičkim skenerima visoke rezolucije možete odrediti prisustvo čestica znoja na slici, itd. Gotovo svaki proizvođač ima takvu “vlasničku” karakteristiku, koja kao o pravilu se ne priča, jer je, znajući to, mnogo lakše pronaći način da se zaobiđe ova zaštita;

Zaštita na osnovu prethodnih podataka, kada otisak zadnjeg prsta koji je dodirnuo skener ostane na njegovoj površini, što se može koristiti prilikom izrade lutke. U ovom slučaju oni su zaštićeni pohranjivanjem posljednjih nekoliko slika sa skenera (broj je različit za svakog proizvođača), s kojima se svaka nova slika prvo uspoređuje. A kako je nemoguće dvaput staviti prst na skener na potpuno isti način, u slučaju bilo kakve slučajnosti, donosi se odluka da se koristi lutka.

2. Organizaciona- suština ovih metoda je da se organizuju procesi autentifikacije na način da se oteža ili eliminiše mogućnost upotrebe lažne. Pogledajmo ove metode.

Komplikuje proces identifikacije. Tokom procesa registracije otisaka prstiju u sistemu, za svakog korisnika se registruje nekoliko prstiju (idealno svih 10). Zatim, direktno tokom procesa autentifikacije, od korisnika se traži da verifikuje nekoliko prstiju u nasumičnom nizu, što znatno otežava prijavu na sistem pomoću lutke;

Multibiometrija ili multifaktorska biometrija. Ovdje je implementirano nekoliko biometrijskih tehnologija za autentifikaciju, kao što su otisak prsta i oblik lica ili mrežnice, itd.;

Višefaktorska autentifikacija. Da bi se poboljšala sigurnost, koristi se skup metoda provjere autentičnosti, kao što su biometrija i pametne kartice ili e-token.

Zaključak

Ovaj članak je predstavljen opšti opis unutrašnje karakteristike najrasprostranjenije biometrijske tehnologije. Mnogi aspekti izgradnje sistema zasnovanih na automatizovanom prepoznavanju otiska prsta ljudi još uvek nisu razmotreni, kao što su obrada i normalizacija slike, karakteristike izgradnje korporativnih mrežnih sistema, serveri za biometrijsku autentifikaciju, vrste napada na biometrijske sisteme i metode zaštite od njih itd. ., od kojih svaka predstavlja posebnu temu za veliki materijal. Prepoznavanje otisaka prstiju postaje sve interesantnije u svjetlu reformi koje se planiraju u narednih nekoliko godina za ruske strane i unutrašnje pasoše i pravila ulaska koja se već primjenjuju u nekim zemljama za vize koje sadrže biometrijske podatke, a prvenstveno otiske prstiju.

PC Magazin/Rusko izdanje

Vitalij Zadorozhny

PC Magazin/Rusko izdanje br. 1, 2004

Uvod

Identifikacija otiskom prsta je danas najčešća biometrijska tehnologija. Prema Međunarodnoj biometrijskoj grupi, sistemi za prepoznavanje otisaka prstiju čine 52% svih biometrijskih sistema koji se koriste širom svijeta, a predviđa se da će prodaja takvih sistema biti oko 500 miliona dolara samo u 2003. godini, sa trendom udvostručavanja ovog iznosa svake godine.

Teško je sa sigurnošću reći kada su otisci prstiju počeli da se koriste za identifikaciju. Prilikom iskopavanja arheolozi se vrlo često susreću sa određenim slikama otisaka prstiju na kamenu, ali se ne može reći da su korišteni za identifikaciju. Osim toga, s druge strane, pouzdano se zna da su se u starom Vavilonu i Kini radili otisci prstiju na glinenim pločama i pečatima, a u 14. vijeku u Perziji su se otiscima prstiju „potpisivali“ razni državni dokumenti. To sugerira da je već tada zabilježeno: otisak prsta - jedinstvena karakteristika osoba po kojoj se može identifikovati.

Sljedeća faza u razvoju tehnologije je početak njene upotrebe u forenzičkoj nauci do sredine 19. vijeka, iznesene su prve pretpostavke o jedinstvenosti otisaka prstiju svake osobe i pokušajima da se oni klasificiraju u različite oblasti; papilarni uzorak. Sve je to dovelo do pojave 1897. (prema nekim izvorima 1899.) “Henry sistema”, prve široko rasprostranjene klasifikacije otisaka prstiju, koju je razvio Englez Edvard Henri tokom svog boravka u Indiji. Krajem 19. veka pojavili su se prvi algoritmi za poređenje otisaka prstiju. Tokom narednih 25 godina, Henry sistem je prilagođen za upotrebu na nivou vlade u raznim zemljama, a od otprilike 1925. godine počeo je da se široko koristi u forenzičkoj nauci širom svijeta.

Međutim, unatoč širokoj upotrebi tehnika prepoznavanja otisaka prstiju za identifikaciju ljudi, prvenstveno u forenzičkoj znanosti, još uvijek nije znanstveno dokazano da je papilarni uzorak prsta osobe apsolutno jedinstvena karakteristika. I iako se u cijeloj više od sto godina povijesti korištenja ove tehnologije u forenzici i drugim oblastima nije pojavila situacija u kojoj bi se dvije osobe zatekle s apsolutno identičnim otiscima prstiju (ne uzimamo u obzir greške u softveru i hardverske implementacije algoritama za prepoznavanje), jedinstvenost otisaka prstiju je i dalje empirijsko posmatranje.

Mada, možda je to slučaj kada nedostatak dokaza hipoteze ne ukazuje da je ona netačna, već da ju je izuzetno teško dokazati.

U drugoj polovini dvadesetog veka, usled pojave novih tehničkih mogućnosti, prepoznavanje otisaka prstiju počelo je da prevazilazi svoju upotrebu samo u forenzičkoj nauci i našlo je svoju primenu u širokom spektru oblasti informacione tehnologije; Prije svega, ove oblasti su bile:

• Sistemi kontrole pristupa;
• sigurnost informacija (pristup mreži, prijava na PC);
• evidentiranje radnog vremena i registracija posjetitelja;
• sistemi glasanja;
• vršenje elektronskih plaćanja;
• autentifikacija na web resursima;
• razne socijalni projekti, gdje je potrebna identifikacija osoba (dobrotvorne akcije, itd.);
• projekti civilne identifikacije (prelazak državnih granica, izdavanje viza za posjetu zemlji, itd.).

Zaustavimo se detaljnije na unutrašnjim aspektima rada modernih biometrijskih sistema za prepoznavanje otisaka prstiju, gdje počinje njihov rad i šta je srž svakog takvog sistema.

U prvom dijelu članka govorit će se o metodama za dobivanje otiska prsta elektronski oblik, jednostavno rečeno, vrste skenera i metode skeniranja prstiju.

U drugom dijelu članka bit će razotkrivene glavne metode prepoznavanja otiska prsta, algoritmi za izgradnju sistema za prepoznavanje i neke metode zaštite od lutki.

Skeniranje otiska prsta

Dobivanje elektroničkog prikaza otisaka prstiju s jasno vidljivim papilarnim uzorkom prilično je težak zadatak. Budući da je otisak prsta premali, potrebno je koristiti prilično sofisticirane metode da bi se dobila njegova slika visokog kvaliteta.

Svi postojeći skeneri otiska prsta mogu se podijeliti u tri grupe prema fizičkim principima koje koriste:

• optički;
• silicij;
• ultrazvučni.

Pogledajmo svaki od njih, naznačimo njihove prednosti i nedostatke, kao i vodeće proizvođače (ponekad i jedini) koji su uključeni u implementaciju svake metode.

Optički skeneri- zasnivaju se na korištenju optičkih metoda akvizicije slike. Trenutno postoje sljedeće tehnologije za implementaciju optičkih skenera:

1. FTIR skeneri - su uređaji koji koriste efekat frustrirane totalne unutrašnje refleksije (FTIR). Pogledajmo ovaj efekat detaljnije kako bismo objasnili potpuni algoritam rada takvih skenera.

Kada svjetlost padne na granicu između dva medija, svjetlosna energija se dijeli na dva dijela: jedan se reflektira od međusklopa, drugi prodire kroz međusklop u drugi medij. Udio reflektirane energije ovisi o upadnom kutu. Počevši od određene vrijednosti, sva svjetlosna energija se odbija od interfejsa. Ovaj fenomen se zove totalna unutrašnja refleksija. Međutim, kada gušći optički medij (u našem slučaju površina prsta) dođe u dodir s manje gustim (u praktičnoj implementaciji, po pravilu, površinom prizme) u tački totalne unutrašnje refleksije, snop svjetlosti prolazi kroz ovu granicu. Dakle, od granice će se reflektirati samo snopovi svjetlosti koji padaju na tačke potpune unutrašnje refleksije na koje nisu naneseni žljebovi papilarnog uzorka površine prsta. Za snimanje rezultirajuće svjetlosne slike površine prsta koristi se posebna kamera (CCD ili CMOS, ovisno o izvedbi skenera).

Vodeći proizvođači skenera ovog tipa: BioLink, Digital Persona, Identix.

2. Optički skeneri (fiber-optički skeneri) - su optička matrica, čije se svako vlakno završava fotoćelijom. Osetljivost svake fotoćelije omogućava da se zaostalo svetlo koje prolazi kroz prst detektuje na mestu gde reljef prsta dodiruje površinu skenera. Slika otiska prsta se formira na osnovu podataka svakog od elemenata.

Vodeći proizvođač skenera ovog tipa je Delsy.

3. Elektro-optički skeneri (elektro-optički skeneri) - ova tehnologija se temelji na upotrebi posebnog elektro-optičkog polimera, koji uključuje sloj koji emituje svjetlost. Kada stavite prst na skener, nehomogenost električnog polja na njegovoj površini (razlika potencijala između izbočina i udubljenja) odražava se u sjaju ovog sloja tako da ističe otisak prsta. Niz fotodioda skenera zatim pretvara ovu svjetlost u digitalni oblik.

Vodeći proizvođač skenera ovog tipa je Security First Corp (Ethentica).

4. Optički skeneri za provlačenje (sweep optički skeneri) - općenito slični FTIR uređajima. Njihova posebnost je u tome što ne trebate samo staviti prst na skener, već ga pomicati duž uske trake - čitača. Kada pomerite prst po površini skenera, pravi se niz snimaka (okvirova). U ovom slučaju, susjedni kadrovi se snimaju s određenim preklapanjem, odnosno preklapaju se, što omogućava značajno smanjenje veličine prizme koja se koristi i samog skenera. Specijalizirani softver se koristi za formiranje (ili bolje rečeno sklapanje) slike otiska prsta dok se kreće po okvirima površine skeniranja.

Vodeći proizvođač skenera ovog tipa je Kinetic Sciences.

5. Roller skeneri (skeneri u stilu valjaka) - kod ovih minijaturnih uređaja skeniranje prstiju se odvija tako što prstom kotrljate prozirni rotirajući cilindar (valjak) tankih stijenki. Kako se prst kreće duž površine valjka, snima se serija trenutnih fotografija (okvirova) fragmenta papilarnog uzorka u kontaktu s površinom. Slično kao kod dugotrajnog skenera, susjedni okviri se preklapaju, što vam omogućava da prikupite kompletnu sliku otiska prsta bez izobličenja. Prilikom skeniranja koristi se najjednostavnija optička tehnologija: unutar prozirnog cilindričnog valjka nalazi se statički izvor svjetlosti, objektiv i minijaturna kamera. Slika osvijetljenog područja prsta objektivom se fokusira na osjetljivi element kamere. Nakon potpunog "skrolovanja" prsta, prikuplja se "slika" njegovog otiska prsta.

Vodeći proizvođači skenera ovog tipa: Digital Persona, CASIO Computer, ALPS Electric.

6. Beskontaktni skeneri (bezdodirni skeneri) - ne zahtijevaju direktan kontakt prsta sa površinom uređaja za skeniranje. Prst je postavljen uz rupu na skeneru, nekoliko izvora svjetlosti ga osvjetljava odozdo sa različitih strana, u središtu skenera nalazi se sočivo kroz koje se prikupljene informacije projektuju na CMOS kameru, koja primljene podatke pretvara u sliku otiska prsta.

Vodeći proizvođač skenera ovog tipa je Touchless Sensor Technology.

Zabilježimo nekoliko povijesnih nedostataka optičkih skenera i naznačimo koji su od njih već ispravljeni:

• nemogućnost njihovog kompaktiranja, međutim, kao što se vidi iz gornje četiri od šest cifara, to je trenutno moguće;
• optički moduli su prilično skupi zbog veliki broj komponente i složen optički sistem. I ovaj problem je danas riješen: cijena optičkih senzora nekih proizvođača sada je 10 - 15 dolara (ne brkati se sa cijenom senzora u kućištu za krajnjeg korisnika zajedno sa softverom);
• optički skeneri nisu otporni na lutke i mrtve prste.

Sljedeći dio članka bit će posvećen ovom pitanju, ali već je vrijedno napomenuti da su gotovo svi proizvođači implementirali mehanizme za zaštitu od lutki u jednoj ili drugoj fazi obrade skenirane slike. Poluvodički skeneri

1. - zasnivaju se na upotrebi poluvodičkih svojstava koja se mijenjaju na mjestima kontakta grebena papilarnog uzorka sa površinom skenera kako bi se dobila slika površine prsta. Trenutno postoji nekoliko tehnologija za implementaciju poluvodičkih skenera. Kapacitivni skeneri

Vodeći proizvođači skenera ovog tipa: Infineon, ST-Microelectronics, Veridicom.

2. Skeneri osjetljivi na pritisak (skeneri pritiska) - ovi uređaji koriste senzore koji se sastoje od matrice piezoelemenata. Kada se prst nanese na površinu za skeniranje, izbočine papilarnog uzorka vrše pritisak na određeni podskup površinskih elemenata, udubljenja ne vrše nikakav pritisak. Matrica napona dobijenih iz piezoelemenata pretvara se u sliku površine prsta.

Vodeći proizvođač skenera ovog tipa: BMF.

3. Termalni skeneri (termalni skeneri) - koriste senzore koji se sastoje od piroelektričnih elemenata koji vam omogućavaju da bilježite temperaturne razlike i pretvarate ih u napon (ovaj efekat se također koristi u infracrvene kamere). Kada stavite prst na senzor, na osnovu temperature izbočina papilarnog uzorka koji dodiruju piroelektrične elemente i temperature zraka u udubljenjima, gradi se temperaturna mapa površine prsta i pretvara u digitalnu slika.

Uopšteno govoreći, svi navedeni poluvodički skeneri koriste matricu osjetljivih mikroelemenata (čiji je tip određen metodom implementacije) i pretvarač njihovih signala u digitalni oblik. Dakle, opća shema rada gore navedenih poluvodičkih skenera može se demonstrirati na sljedeći način. (Pogledajte sliku.)

Najčešći („klasični“) tipovi poluvodičkih skenera su opisani iznad.

4. RF skeneri (RF-Field skeneri) - takvi skeneri koriste matricu elemenata, od kojih svaki radi kao mala antena. Senzor stvara slab radio signal i usmjerava ga na skeniranu površinu prsta, svaki od osjetljivih elemenata prima signal koji se reflektira od papilarnog uzorka. Veličina EMF inducirane u svakoj mikroanteni zavisi od prisustva ili odsustva grebena papilarnog uzorka u blizini. Tako dobijena matrica naprezanja pretvara se u digitalnu sliku otiska prsta.

Vodeći proizvođač ovog tipa skenera: Authentec.

5. Kontinuirani termalni skeneri (thermal sweep skeneri) - vrsta termalnih skenera koji koriste, kao u optičkim broach skeneri, prijeđite prstom po površini skenera, umjesto da ga samo dodirnete.

Vodeći proizvođač skenera ovog tipa: Atmel.

6. Kapacitivni kontinualni skeneri (kapacitivni skeneri) - koristite sličnu metodu sastavljanja slike otiska prsta okvir po kadar, ali svaki okvir slike se dobija pomoću kapacitivnog poluvodičkog senzora.

Vodeći proizvođač skenera ovog tipa: Fujitsu.

7. Radiofrekventni skeneri (RF-Field sweep skeneri) - slični kapacitivnim, ali koriste tehnologiju radio frekvencije.

Proizvođači ove vrste skenera: Authentec.

Zabilježimo glavne nedostatke poluvodičkih skenera, iako nisu tipični za sve opisane metode:

• skeneri, posebno oni osjetljivi na pritisak, proizvode slike niske rezolucije i male veličine;
• potreba da se prst stavi direktno na površinu poluvodiča (pošto bilo koji međusloj utiče na rezultate skeniranja) dovodi do njegovog brzog trošenja;
• osjetljivost na jaka vanjska električna polja, koja mogu uzrokovati elektrostatička pražnjenja koja mogu oštetiti senzor (odnosi se prvenstveno na kapacitivne skenere);
• Velika ovisnost kvalitete slike o brzini kretanja prsta duž površine skeniranja svojstvena je kotrljajućim skenerima.

Ultrazvučni skeneri- ova grupa je trenutno predstavljena samo jednom metodom skeniranja koja se tako zove.

Ultrazvučno skeniranje - ovo je skeniranje površine prsta ultrazvučnim valovima i mjerenje udaljenosti između izvora valova i udubljenja i izbočina na površini prsta na osnovu eha koji se od njih odbija. Kvaliteta slike dobijene na ovaj način je 10 puta bolja od one dobijene bilo kojom drugom metodom na biometrijskom tržištu. Osim toga, vrijedno je napomenuti da je ova metoda gotovo potpuno zaštićena od lutke, jer omogućava, osim otiska prsta, da se dobiju i neke dodatne karakteristike o njegovom stanju (na primjer, puls unutar prsta).

Vodeći proizvođač skenera ovog tipa je Ultra-Scan Corporation (UCS).

Glavni nedostaci ultrazvučnih skenera su:

• visoka cijena u odnosu na optičke i poluvodičke skenere;
• velika veličina samog skenera.

Inače, možemo sa sigurnošću reći da se ultrazvučno skeniranje kombinuje najbolje karakteristike optičke i poluprovodničke tehnologije.

Da rezimiramo gore napisano, želio bih napomenuti brzi rast broja metoda skeniranja otiska prsta. Donedavno su postojale samo dvije tehnologije: optički FTIR i poluvodička kapacitivna, sa svojim stabilnim prednostima i nedostacima. Međutim, u proteklih deset godina tehnologija prepoznavanja se toliko razvila da su skeneri najnovije generacije ne samo prevladali gotovo sve svoje stare nedostatke, već su dobili i niz posebno atraktivnih karakteristika, poput izuzetno male veličine i niske cijene. Osim toga, pojavila se fundamentalno nova tehnologija ultrazvučnog skeniranja, koja tek treba proći sve faze razvoja. Ali već sada možemo govoriti o njegovom ogromnom potencijalu.

Provjera autentičnosti otiskom prsta.

Autentifikacija zasnovana na utjelovljenim karakteristikama

Utjelovljena karakteristična metoda autentifikacije koristi jedinstvenu biometrijske karakteristike predmet, koji se može podijeliti na dvije glavne grupe :

· kongenitalni genetski i fiziološki parametri (geometrija dlana, otisak prsta, šara šarenice ili retine, geometrijske karakteristike lica, struktura DNK);

· individualne karakteristike stečene tokom života (rukopis, govor, individualni stil rada na tastaturi, itd.).

Organizacija biometrijskih sistema autentifikacije:

1. Kreira se i održava baza podataka o karakteristikama registrovanih (ili potencijalnih) korisnika. Da bi se to postiglo, biometrijske karakteristike korisnika se uzimaju, obrađuju, a rezultat obrade se naziva biometrijski šablon , unosi se u bazu podataka.

2. Za identifikaciju ( a ujedno i autentikacija) korisnika, uklanjanje i obrada karakteristika se ponavlja

3. Karakteristike se traže u bazi podataka šablona. Ako je pretraga uspješna, vrši se poređenje sa biometrijskim šablonom odabranim na osnovu prethodno unesenih podataka.

4. Identitet korisnika i njegova autentičnost smatraju se utvrđenim ako je poređenje uspješno.

Provjera autentičnosti otiskom prsta.

Identifikacija otiskom prsta je najčešća biometrijska tehnologija za autentifikaciju subjekta. Trenutno postoje dva moguća pristupa korištenju ove metode za autentifikaciju:

Direktno poređenje slika otisaka prstiju dobivenih korištenjem optički uređaji, sa otiscima iz arhive;

· poređenje karakterističnih detalja otiska prsta u digitalnom obliku koji se dobijaju skeniranjem slika otiska prsta.

1. Kada direktno poređenje slika otisci prstiju, uređaj za autentifikaciju određuje optički odnos dvije slike i generiše signal koji određuje stepen podudarnosti otisaka prstiju. Poređenje otiska prsta se obično vrši direktno na mjestu instalacije uređaja. Prijenos slike otiska prsta putem komunikacijskih kanala nije primjenjivo zbog svoje složenosti, visoke cijene i potrebe dodatna zaštita komunikacionih kanala.

2. Tehnologija zasnovana na poređenju je postala široko rasprostranjena detalji o otiscima prstiju povezani s jedinstvenošću i originalnošću uzorka papilarnih linija (žljebova) na prstu. U tom slučaju, korisnik sa tastature unosi identifikacione podatke koje uređaj za autentifikaciju koristi za traženje potrebne liste detalja o otisku prsta u arhivi. Nakon toga stavlja prst na optički prozor uređaja i počinje proces skeniranja, zbog čega se izračunavaju koordinate tačaka koje određuju relativnu lokaciju žljebova otiska prsta. Poređenje se vrši na računaru pomoću posebnih algoritama.

Kada silikonski skeneri otiska prsta , ugrađen u tastaturu ili miš, kao i skenere sa LPT interfejsima i USB interfejsima, ova tehnologija je počela da dobija široku prepoznatljivost ne samo u ACS (sistemi kontrole pristupa i upravljanja), već i za autentifikaciju u sistemima informacione bezbednosti od neovlašćenog pristupa u AC.

	|	sljedeće predavanje ==>