Pham Duy Thailand

Mahasiswa pascasarjana, departemen MOSIT, Moskow universitas negeri teknologi Informasi, teknik radio dan elektronik (MIREA)

BEBERAPA MASALAH PENERAPAN METODE PERBANDINGAN SIDIK JARI PADA SISTEM IDENTIFIKASI PRIBADI BIOMETRIK

Anotasi

Analisis karakteristik dilakukan sidik jari dan kelebihannya bila digunakan sistem biometrik ah identifikasi pribadi. Berdasarkan klasifikasi sidik jari, proses pengenalan sidik jari dan metode perbandingan dipertimbangkan.

Kata kunci: Biometrik, sidik jari, sistem identifikasi, perbandingan sidik jari.

Pham Duy Thailand

Mahasiswa PhD, Departemen MOSIT, Universitas Negeri Moskow Teknologi Informasi, Teknik Radio dan Elektronika

Abstrak

Analisis sidik jari dan manfaatnya bila digunakan dalam sistem identifikasi biometrik. Atas dasar klasifikasi proses metode pengenalan sidik jari dan perbandingan sidik jari.

Kata kunci: Biometrik, sidik jari, sistem identifikasi, perbandingan sidik jari.

Sistem biometrik berdasarkan parameter fisiologis jauh lebih dapat diandalkan daripada sistem berdasarkan ciri-ciri perilaku - karena fakta bahwa karakteristik fisiologis seseorang adalah unik dan konstan, sedangkan ciri-ciri perilaku unik, tetapi tidak konstan seiring waktu. Perkembangan teknologi biometrik, kesederhanaan dan kemudahan penggunaan, pengurangan biaya dan peningkatan keandalan, memungkinkan keberhasilan penggunaan otentikasi sidik jari untuk otentikasi pengguna.

Artikel ini membahas elemen utama sistem identifikasi sidik jari biometrik dan algoritma yang digunakan untuk membandingkan sidik jari dalam sistem identifikasi biometrik manusia.

Sistem kontrol akses biometrik menggunakan sidik jari didasarkan pada keunikan dan keteguhan (pada orang dewasa) pola garis papiler jari. Jika kita menerima angka-angka ini, maka dalam hal otentikasi, kemungkinan dua orang memiliki sidik jari yang sama adalah: 2 * 10 -12

Sebagai perbandingan: kode PIN kartu bank hanya terdiri dari empat digit, jadi di antara sepuluh ribu kartu pasti ada dua dengan kode PIN yang sama.

Persyaratan berikut ini berlaku untuk karakteristik biometrik sistem biometrik yang andal dan stabil:

• keunikan – karakteristik biometrik harus unik untuk setiap orang;
• permanen - karakteristik biometrik harus tetap tidak berubah untuk waktu yang lama.

Pengenalan biometrik adalah proses satu langkah untuk menentukan identitas pengguna. Dalam mode pengenalan, sistem menentukan identitas pengguna dengan membandingkan templat kontrol dengan banyak templat referensi (1:N - perbandingan satu dengan banyak). Jika ditemukan kecocokan, identitas pengguna ditentukan dan diverifikasi secara bersamaan. Identifikasi biometrik ini tersebar luas dan telah diterapkan dalam kedokteran forensik dan penegakan hukum.

Dalam sistem biometrik khusus autentikasi, dimungkinkan untuk menggunakan identifikasi negatif selama proses pendaftaran pengguna dalam sistem biometrik, di mana satu templat kontrol dibandingkan dengan banyak templat untuk memverifikasi bahwa orang tersebut tidak terdaftar dalam database, dan dengan demikian mencegah pendaftaran ganda dalam sistem. Mode ini sering digunakan dalam program kesejahteraan besar di mana pengguna mencoba mendaftar beberapa kali untuk mendapatkan manfaat dengan nama yang berbeda. Ada sesuatu di antara otentikasi dan pengenalan - perbandingan satu dengan beberapa, yang melibatkan identifikasi pengguna dari basis pengguna terdaftar yang sangat kecil. Tidak ada perbedaan kuantitatif yang jelas antara sistem 1:N dan 1:beberapa, tetapi sistem apa pun yang mencari lebih dari 500 catatan harus diklasifikasikan sebagai 1:N.

Keunikan sidik jari dipastikan pada sekelompok pengguna, yang jumlahnya secara statistik kurang dari satu juta. Keabadian sidik jari terjamin di kalangan pengguna dewasa, yang sidik jarinya, tidak seperti anak-anak, tidak dapat diubah.

Kemungkinan identifikasi palsu dengan pemindai modern dan teknologi digital adalah 0,000000001%, dan waktu yang diperlukan untuk memindai sidik jari tidak melebihi sepersekian detik.

Pemindai terbaru berhasil menolak berbagai boneka. Dibandingkan dengan sistem biometrik umum lainnya, biometrik sidik jari memiliki sejumlah keunggulan:

• verifikasi sidik jari jauh lebih nyaman bagi pengguna daripada memindai bentuk tangan;
• Teknologi verifikasi sidik jari lebih sederhana dibandingkan dengan teknologi pemindaian bentuk wajah;
• verifikasi sidik jari lebih dapat diandalkan dibandingkan beberapa teknologi lainnya, misalnya memindai pola pembuluh darah di tangan;
• Teknologi verifikasi sidik jari terjangkau dibandingkan dengan sistem baru yang kompleks seperti pemeriksaan DNA pengguna.

Terlepas dari kenyataan bahwa otentikasi sidik jari menawarkan kemudahan dan kenyamanan bagi pengguna akhir, terdapat prasangka bahwa pemindaian sidik jari dikaitkan dengan pekerjaan lembaga penegak hukum untuk mencari dan mengidentifikasi penjahat. Pada kenyataannya teknologi keamanan informasi berbeda secara signifikan dari metode sidik jari tradisional. Dengan otentikasi biometrik, pola digital (transformasi digital) dari sidik jari dibandingkan, yang hanya membawa informasi tentang fitur-fitur utama sidik jari, cukup untuk identifikasi dengan probabilitas yang dapat diterima. Tidak mungkin mengembalikan sidik jari dari templat seperti itu.

Elemen dasar sistem identifikasi sidik jari biometrik

Setiap sistem identifikasi sidik jari biometrik memiliki komponen berikut:

• subsistem untuk registrasi awal dan persiapan template referensi untuk pengguna baru;
• repositori templat referensi;
• subsistem untuk pemindaian kontrol dan pembuatan templat sidik jari digital kontrol;
• modul komputasi untuk membandingkan referensi dan templat kontrol;
• modul analitis untuk membuat keputusan tentang pola yang cocok;
• antarmuka untuk menghubungkan ke infrastruktur eksternal.

Klasifikasi sidik jari

Setiap sidik jari memiliki dua jenis fitur - global dan lokal. Fitur global sidik jari - area gambar, inti, titik delta, pola papiler.

• Area gambar adalah bagian dari sidik jari yang berisi semua fitur global.
• Inti adalah titik yang dekat dengan pusat sidik jari.
• Titik Delta merupakan titik awal terjadinya pembelahan atau penyatuan alur-alur garis papiler.
• Garis papiler pada permukaan jari membentuk berbagai pola yang disebut pola papiler. Pola papiler memiliki tiga jenis: busur, loop, dan ikal.

Beras. 1 – (a) – busur (b) – busur segitiga; (c) – keriting; (d) – putaran kanan; (e) – putaran kiri; (f) – putaran ganda;

Klasifikasi sidik jari terus menjadi masalah yang sangat sulit baik bagi pakar manusia maupun sistem otomatis. Di satu sisi, hanya sejumlah kecil kategori sidik jari utama yang telah diidentifikasi dan distribusi sidik jari dalam kategori-kategori tersebut tidak seragam. Di sisi lain, seperti disebutkan di atas, terdapat banyak variasi dalam konfigurasi sidik jari. Definisi setiap kategori sidik jari rumit dan tidak pasti. Gambar 1 menunjukkan beberapa contoh kelas yang mungkin dapat ditentukan.

Proses pengenalan sidik jari bergantung pada perbandingan karakteristik ridge lokal dan hubungannya untuk mengetahui keunikan sidik jari. Dari gambar permukaan jari seseorang dapat menentukan dengan cukup jumlah besar detail kecil (menit) yang dapat digunakan untuk mengklasifikasikannya. Dua karakteristik paling terkenal dari suatu jenis detail pola, yang disebut titik tunggal, adalah.

• titik akhir garis papiler;
• Titik cabang adalah titik di mana garis papiler bercabang dua.

Beras. 2 – Contoh menit

Sidik jari stabil dan tahan serta dapat dengan mudah diidentifikasi. Contoh hal-hal kecil ditunjukkan pada Gambar 2. Untuk suatu sidik jari, suatu sidik jari dapat dicirikan berdasarkan jenisnya, koordinat x dan y, serta arahnya.

Proses pengenalan sidik jari dapat dibagi menjadi 5 langkah utama:

1. Membeli sidik jari. Kualitas cetakan yang dihasilkan penting untuk pengenalan sidik jari
2. Sidik jari yang ditingkatkan. Langkah ini akan menyempurnakan struktur garis papiler pada gambar yang rusak.
3. Klasifikasi sidik jari. Ini mengacu pada penugasan jari mana pun ke kelas yang sesuai.
4. Ekstraksi hal-hal kecil – Pada tahap ini, struktur garis papiler dipertimbangkan dan ditemukan serta diekstraksi sebagai fitur.
5. Perbandingan sidik jari. Prosesnya didasarkan pada perbandingan antara referensi dan templat sidik jari yang disimpan.

Kelas algoritma perbandingan sidik jari

Saat ini, ada tiga kelas algoritma perbandingan sidik jari:

Perbandingan korelasi.

Kedua gambar sidik jari ditumpangkan satu sama lain dan korelasi antara piksel yang sesuai dihitung, dihitung untuk keselarasan gambar yang berbeda terhadap satu sama lain. Kelebihan metode ini adalah rendahnya persyaratan kualitas gambar sidik jari.

Kekurangan dari metode ini adalah besarnya memori sistem untuk menyimpan gambar setiap sidik jari, serta waktu proses perbandingan yang tidak cepat karena banyaknya iterasi dan lamanya prosedur perbandingan, oleh karena itu metode ini jarang digunakan pada sistem biometrik. untuk identifikasi manusia.

Perbandingan berdasarkan poin khusus

Berdasarkan gambar sidik jari, fungsi yang diperoleh dari pemindai digunakan untuk memproses templat elektronik, yaitu permukaan dua dimensi yang titik akhir dan titik cabangnya disorot.

Beras. 3 – Diagram blok algoritma perbandingan sidik jari menggunakan titik-titik khusus.

Saat mengidentifikasi gambar sidik jari, titik akhir dan titik cabang diidentifikasi, dan titik yang dihasilkan dibandingkan. Berdasarkan jumlah poin yang cocok maka diambil keputusan proses identifikasi. Diagram metode disajikan pada Gambar 3. Tahap autentikasi sidik jari merupakan perbandingan template asli dengan standar dari database menggunakan titik-titik khusus. Berdasarkan hasil perbandingan tersebut akan diperoleh keputusan untuk meneruskan atau menolak akses.

Kelebihan metode ini adalah kecepatan pengoperasian dan kemudahan implementasi metode. Kerugiannya adalah tingginya persyaratan kualitas gambar sidik jari. Untuk memuaskan mereka, resolusinya setidaknya 300 dpi, dan lebih baik lagi - sekitar 500 dpi.

Perbandingan berdasarkan pola.

Gambar sidik jari terbagi menjadi banyak sel kecil. Susunan garis pada setiap sel digambarkan oleh parameter gelombang sinus tertentu. Data gelombang (panjang gelombang, arah gelombang) digunakan untuk identifikasi.

Keuntungan dari metode ini adalah persyaratan rendah untuk kualitas gambar dan kecepatan tinggi. Namun karena kompleksitas implementasi dan tingginya kebutuhan akan dasar matematika yang kokoh, metode perbandingan pola tidak banyak digunakan.

Kesimpulan

Artikel ini membahas kelebihan dan kekurangan metode perbandingan sidik jari untuk identifikasi elektronik. Metode perbandingan pola murni dan algoritma yang hanya mengandalkan perbandingan titik kunci tidak dapat memenuhi semua persyaratan, dan metode perbandingan pola murni tidak dapat menangani titik kunci standar. Masalah penggabungan keunggulan metode memberikan solusi yang sangat fungsional dan fleksibel di antara berbagai persyaratan akurasi dan keandalan dalam identifikasi manusia.

Literatur

1. Teknologi otentikasi biometrik BioMatch yang tepat. [Sumber daya elektronik]. – Mode akses sumber daya: www.morepc.ru.
2. Kukharev G.A. Sistem biometrik: Metode dan sarana identifikasi manusia. SPb.: Politeknik. – 2001. – 240 hal.
3. Zadorozhny V., “Identifikasi dengan sidik jari”, Bagian 1, 2004;
4. Griffin P. Topik penelitian multi-biometrik // MMUA. – 2003 [Sumber daya elektronik]. – Mode akses: http://mmuaxs.ucsb.edu/, gratis (tanggal akses: 20/01/2012).
5. Duda Z., Hart P. Pengenalan pola dan analisis pemandangan. – M.: Mir, 1976.
6. Patrick E. Dasar-dasar teori pengenalan pola. – M.: Radio Soviet, 1980.

Referensi

1. Teknologi biometrik yang autentifikacii BioMatch Tepat. . – Rezhim dostupa k resursu: www.morepc.ru.
2. Kuharev G.A. Sistem biometrik: Metode dan identifikasi sredstvacii lichnosti cheloveka. SPb.: Politehnika. – 2001. – 240 detik.
3. Zadorozhnyj V., “Identifikacija po otpechatkam pal'cev”, Chast' 1, 2004;
4. Hong, L.: Identifikasi Pribadi Otomatis Menggunakan Sidik Jari, Michigan State University, Departemen Ilmu Komputer, 1998.
5. Griffin P. Topik penelitian multi-biometrik // MMUA. – 2003. – Rezhim dostupa: http://mmuaxs.ucsb.edu/, svobodnyj(data obrashhenija: 20/01/2012).
6. Duda Z., Hart P. Raspoznavanie memeriksa dan menganalisis adegan. – M.: Mir, 1976.
7. Patrick Je. Teori Osnovy raspoznavanija obrazov. – M.: Radio Sovetskoe, 1980.

Untuk menjamin kerahasiaan informasi, berbagai cara otorisasi dan otentikasi pengguna telah diusulkan untuk memberinya akses fisik yang diperlukan ke data, sumber daya keuangan dll. Sebagian besar sistem otentikasi modern didasarkan pada prinsip memperoleh, mengumpulkan, dan mengukur informasi biometrik, yaitu informasi tentang karakteristik fisiologis tertentu seseorang.

Keuntungan sistem identifikasi biometrik dibandingkan dengan sistem tradisional (misalnya, sistem kode PIN atau sistem akses kata sandi) adalah orang tersebut dapat diidentifikasi. Karakteristik yang digunakan dalam sistem ini merupakan bagian integral dari kepribadian; tidak dapat hilang, dipindahkan, atau dilupakan.

Karena karakteristik biometrik setiap individu bersifat unik, maka karakteristik biometrik tersebut dapat digunakan untuk mencegah pencurian atau penipuan. Saat ini, terdapat sejumlah besar ruangan terkomputerisasi, fasilitas penyimpanan, laboratorium penelitian, bank darah, ATM, instalasi militer, dll., yang aksesnya dikendalikan oleh perangkat yang memindai karakteristik fisiologis unik seseorang.

Dalam beberapa tahun terakhir, keamanan jaringan informasi, dan khususnya sistem keamanan biometrik, mendapat perhatian paling besar.

Buktinya adalah banyaknya artikel yang membahas tinjauan metode identifikasi manusia yang telah menjadi tradisional dan diketahui oleh banyak pembaca: melalui sidik jari, melalui retina dan iris mata, berdasarkan ciri-ciri dan strukturnya. wajah, geometri tangan, ucapan dan tulisan tangan.

Analisis literatur ilmiah populer ilmiah, teknis, dan berkala memungkinkan kita untuk mensistematisasikan sistem tersebut dalam hal kompleksitas pengembangannya dan memastikan keakuratan dan keandalan hasil pengukuran (Gbr. 1). Beberapa teknologi telah diterapkan secara luas, yang lainnya masih dikembangkan.

Pada artikel ini kami akan memberikan contoh sistem kelompok pertama dan kedua. Kata sandi hari ini telah menjadi metode identifikasi yang paling umum. Keuntungan lain dari penggunaan teknik ini adalah akurasi pengenalan yang cukup tinggi. Perusahaan yang terlibat dalam pengembangan perangkat pemindai sidik jari terus meningkatkan algoritme mereka dan telah mencapai keberhasilan yang signifikan dalam hal ini. Misalnya, BioLink Technologies merilis BioLink U-Match Mouse (Gbr. 2), sebuah standar tetikus komputer dengan roda gulir dengan pemindai sidik jari optik internal: antarmuka - USB atau COM+PS/2; perlindungan terhadap boneka dan jari “mati”; penggunaan elemen optik canggih memastikan berkualitas tinggi akurasi pemindaian dan pengenalan. Pemindai biometrik

BioLink U-Match MatchBook dirancang sebagai perangkat terpisah (Gbr. 3), waktu pemindaian - 0,13 detik, waktu pengenalan - 0,2 detik, antarmuka USB, dan perlindungan terhadap boneka diterapkan. Perangkat ini menunjukkan keakuratan pengenalan sehingga kemungkinan pengguna yang tidak berwenang mendapatkan akses ke informasi yang dilindungi sama dengan 1 dalam 1 miliar presentasi sidik jari.

Di pasar domestik, mouse dengan pemindai dari Siemens, keyboard dengan pemindai bawaan dari Cherry, serta laptop dengan pemindai sidik jari menjadi populer; Perangkat dari pabrikan lain juga dihadirkan.

Untuk menggunakan sistem pengenalan sidik jari biometrik standar, pengguna harus mendaftar terlebih dahulu di sistem. Pada saat yang sama, tidak ada alasan untuk khawatir sidik jari Anda akan disimpan di memori perangkat - sebagian besar sistem tidak menyimpan gambar sidik jari yang sebenarnya di memori, tetapi hanya templat digital yang tidak mungkin mengembalikan yang asli. gambar, jadi hak pengguna tidak dilanggar dengan cara apa pun. Jadi, saat menggunakan perangkat dari BioLink Technologies, gambar sidik jari langsung diubah menjadi kode digital kecil (hanya berukuran 512 byte).

Pengenalan keamanan biometrik tidak selalu memerlukan penggantian sistem keamanan yang ada. Seringkali dimungkinkan untuk mengganti kata sandi dengan paspor biometrik pengguna dengan biaya minimal. Misalnya, solusi BioLink Technologies memungkinkan Anda memasang sistem keamanan biometrik di atas sistem keamanan kata sandi standar. Dalam hal ini, kata sandi diganti sepenuhnya dengan sidik jari tanpa rasa sakit. Dengan cara ini, Anda dapat melindungi pintu masuk dengan andal sistem operasi(Windows NT/2000, Windows 95/98, Novell NetWare) dan force lock, screen saver dan mode tidur, serta penggantian fitur keamanan standar program aplikasi perlindungan sidik jari. Semua fungsi dasar ini, dan masih banyak lagi, disediakan oleh perangkat lunak Otentikasi BioLink Versi tengah 4.2 adalah satu-satunya sistem yang sepenuhnya Russified di kelas ini hingga saat ini. Dalam hal ini, model sidik jari disimpan secara terpusat - pada sistem otentikasi perangkat keras dan perangkat lunak Autenteon (Gbr. 4). Server menyediakan penyimpanan aman hingga 5 ribu model sidik jari, yang tidak dapat digunakan untuk mereproduksi gambar sidik jari asli, dan lainnya informasi rahasia

. Selain itu, server Authenteon menyediakan administrasi pengguna terpusat, serta kemampuan administrator untuk dengan mudah menetapkan berbagai hak akses ke sumber daya yang berbeda kepada pengguna terdaftar tanpa registrasi ulang. Toleransi kesalahan server diterapkan sebagai berikut: server adalah wadah di mana dua server fisik independen ditempatkan, yang memungkinkan hot-swappable dan mereplikasi database ke server yang sedang berjalan. Sejak aplikasi Internet (Internet banking,, portal perusahaan), pengembang BioLink menangani kemungkinan memperkenalkan identifikasi sidik jari biometrik ke dalam aplikasi Internet. Dengan demikian, perusahaan, badan usaha, atau institusi mana pun dapat dengan andal melindungi informasi rahasia.

Solusi BioLink Technologies terutama dirancang untuk perusahaan menengah dan besar. Pada saat yang sama, solusi Russified yang komprehensif (perangkat lunak + perangkat input + server perangkat keras) dapat diintegrasikan dengan baik dengan sistem informasi dan ERP yang digunakan di perusahaan, yang memungkinkan, di satu sisi, secara signifikan mengurangi biaya administrasi sistem kata sandi, dan di sisi lain - aman dan andal informasi rahasia dari akses tidak sah baik dari luar maupun dalam perusahaan.

Selain itu, masalah mendesak lainnya dapat diselesaikan - untuk secara signifikan mengurangi risiko saat mentransfer data ke sistem keuangan, perbankan, dan sistem lain yang melakukan transaksi penting menggunakan Internet.

Sistem identifikasi iris

Sebagai berikut dari Gambar. 1, akurasi dan keandalan terbesar pada tahap ini disediakan oleh sistem identifikasi biometrik berdasarkan analisis dan perbandingan iris mata. Lagi pula, tidak ada mata dengan iris yang sama, bahkan pada saudara kembar identik sekalipun. Dibentuk pada tahun pertama kehidupan, parameter ini tetap unik bagi seseorang sepanjang keberadaannya.

Metode identifikasi ini berbeda dari metode pertama karena lebih sulit digunakan, biaya peralatan lebih tinggi, dan persyaratan pendaftaran yang ketat. Sebagai contoh sistem modern

Sistem IrisAccess memungkinkan Anda memindai pola iris dalam waktu kurang dari satu detik, memproses dan membandingkannya dengan 4 ribu catatan lain yang disimpan dalam memorinya, dan kemudian mengirimkan sinyal yang sesuai ke sistem keamanan. Teknologi ini sepenuhnya nirsentuh (Gbr. 5). Berdasarkan gambar iris, kode digital kompak berukuran 512 byte dibuat.

Perangkat ini sangat andal dibandingkan dengan sebagian besar sistem kontrol biometrik yang dikenal (Gbr. 6), mendukung database besar, mengeluarkan instruksi audio dalam bahasa Rusia, dan memungkinkan Anda mengintegrasikan kartu akses dan keyboard PIN ke dalam sistem. Satu pengontrol mendukung empat pembaca. Sistem dapat diintegrasikan ke dalam LAN.

IrisAccess 3000 terdiri dari pendaftar optik EOU3000, pendaftar optik jarak jauh ROU3000, autentikator ICU3000, kartu pengambilan gambar, kartu antarmuka pintu, dan server PC. Jika beberapa input perlu dipantau, sejumlah perangkat jarak jauh, termasuk ICU3000 dan ROU3000, dapat dihubungkan ke server PC melalui jaringan lokal

(LAN). Deskripsi komponen utama sistem disajikan di sidebar. Organisasi kontrol akses dan diagram sirkuit

Penerapan sistem keamanan berdasarkan IrisAccess dari LG ditunjukkan pada Gambar.

7, . Sistem pengenalan ucapan Posisi terendah pada Gambar. 1 - baik dalam hal intensitas tenaga kerja maupun akurasi - ditempati oleh sistem identifikasi berdasarkan pengenalan suara. Alasan diperkenalkannya sistem ini ada di mana-mana jaringan telepon dan praktik memasang mikrofon ke dalam komputer dan periferal seperti kamera. Kerugian dari sistem tersebut antara lain faktor-faktor yang mempengaruhi hasil pengenalan: gangguan pada mikrofon, pengaruh lingkungan terhadap hasil pengenalan (kebisingan), kesalahan pengucapan, keadaan emosi yang berbeda dari standar yang diuji pada saat pendaftaran dan pada setiap identifikasi, penggunaan.

perangkat yang berbeda

registrasi saat merekam standar dan identifikasi, interferensi pada saluran transmisi data berkualitas rendah, dll. Kata sandi masa depan, terus berkembang. Sejumlah teknologi biometrik sedang dikembangkan, beberapa di antaranya dinilai sangat menjanjikan.

1. Oleh karena itu, mari kita bicara tentang teknologi yang belum diadopsi secara massal, tetapi setelah beberapa waktu teknologi tersebut mungkin akan menempati peringkat di antara teknologi paling andal yang digunakan saat ini. Kami menyertakan teknologi berikut dalam daftar ini:
2. membuat termogram wajah berdasarkan informasi dari sensor radiasi infra merah;
3. analisis karakteristik DNA;
4. analisis dinamika dampak pada keyboard komputer saat mengetik teks;
5. analisis struktur kulit dan epitel pada jari berdasarkan informasi USG digital;
6. analisis cetakan telapak tangan;
7. analisis bentuk daun telinga;
8. analisis karakteristik gaya berjalan manusia;

analisis bau individu manusia. Mari kita pertimbangkan inti dari metode ini secara lebih rinci. Teknologi untuk membuat dan menganalisis termogram (Gbr. 9) merupakan salah satu pencapaian terbaru di bidang biometrik. Seperti yang ditemukan para ilmuwan, penggunaan kamera inframerah memberikan gambaran unik tentang objek yang terletak di bawah kulit wajah. Perbedaan kepadatan tulang, lemak, dan pembuluh darah bersifat individual dan menentukan gambaran termografik wajah pengguna. Menurut temuan ilmiah, termogram wajah itu unik, sehingga kembar yang sangat mirip sekalipun dapat dibedakan dengan percaya diri. Dari properti tambahan

dari pendekatan ini, kita dapat mencatat kekekalannya sehubungan dengan perubahan kosmetik atau tata rias, termasuk operasi plastik, perubahan riasan, dll., serta kerahasiaan prosedur pendaftaran.

Dinamika guratan pada keyboard komputer saat mengetik teks, atau tulisan tangan keyboard, menganalisis metode (irama) pengguna mengetik frasa tertentu. Ada dua jenis sistem pengenalan tulisan tangan keyboard. Yang pertama dirancang untuk mengautentikasi pengguna ketika mencoba mendapatkan akses ke sumber daya komputasi. Yang terakhir melakukan kontrol pemantauan setelah akses diberikan dan memblokir sistem jika orang yang awalnya diberi akses mulai bekerja di komputer. Irama pengoperasian keyboard, seperti yang ditunjukkan oleh penelitian oleh sejumlah perusahaan dan organisasi, merupakan karakteristik pengguna yang cukup individual dan cukup cocok untuk identifikasi dan otentikasi mereka. Untuk mengukurnya, interval waktu diperkirakan antara benturan saat mengetik karakter yang disusun dalam urutan tertentu, atau antara saat tombol ditekan dan saat dilepaskan saat mengetik setiap karakter dalam urutan tersebut. Meskipun cara kedua dianggap lebih efektif, namun hasil terbaik dapat dicapai jika kedua metode tersebut digunakan secara bersamaan. Ciri khas metode ini adalah biayanya yang rendah, karena tidak diperlukan peralatan selain keyboard untuk menganalisis informasi. Perlu dicatat bahwa saat ini

teknologi ini

sedang dalam pengembangan, dan oleh karena itu sulit untuk menilai tingkat keandalannya, terutama mengingat tingginya persyaratan untuk sistem keamanan. Untuk mengidentifikasi seseorang dengan tangan, beberapa parameter biometrik digunakan - bentuk geometris tangan atau jari, lokasi pembuluh darah subkutan telapak tangan, pola garis pada telapak tangan., yang memungkinkan mengidentifikasi tersangka menggunakan sidik jari. Sistem serupa yang bekerja dengan sidik jari telah berhasil digunakan oleh polisi Inggris selama tiga tahun. Namun sidik jari saja, menurut para kriminolog, seringkali tidak cukup.

Hingga 20% jejak yang tertinggal di TKP adalah sidik jari. Namun, analisis mereka yang menggunakan cara tradisional cukup memakan waktu. Komputerisasi proses ini akan memungkinkan penggunaan sidik jari secara lebih luas dan akan meningkatkan deteksi kejahatan secara signifikan. Sistem ini diharapkan dapat diterapkan pada awal tahun 2004 dan akan menelan biaya £17 juta bagi Home Office. Perlu dicatat bahwa perangkat pemindai telapak tangan biasanya mahal, dan oleh karena itu tidak mudah untuk melengkapi banyak tempat kerja dengan perangkat tersebut. Teknologi untuk menganalisis bentuk daun telinga merupakan salah satu pendekatan terbaru dalam identifikasi biometrik manusia. Bahkan dengan menggunakan kamera Web yang murah, Anda dapat memperoleh sampel yang cukup andal untuk perbandingan dan identifikasi. Perlu dicatat bahwa karena metode ini belum cukup dipelajari, kami tidak dapat menemukannya dalam literatur ilmiah dan teknis informasi yang dapat diandalkan

tentang keadaan saat ini.

Kesimpulannya, masih terlalu dini untuk memprediksi di mana, bagaimana, dan dalam bentuk apa layanan biometrik yang andal pada akhirnya akan diperkenalkan.

Namun sangat jelas bahwa identifikasi biometrik tidak dapat dilakukan jika diperlukan untuk memperoleh hasil verifikasi yang positif, andal, dan tidak dapat disangkal.

Oleh karena itu, ada kemungkinan bahwa dalam waktu dekat, kata sandi dan kode PIN akan digantikan dengan cara otorisasi dan otentikasi yang baru dan lebih andal.

KomputerPress 3"2002

Bagian kedua artikel (yang pertama diterbitkan di RS Magazine/RE, 1/2004) mengungkapkan metode utama pengenalan sidik jari, algoritma untuk membangun sistem pengenalan dan beberapa metode perlindungan terhadap boneka. Namun sebelum beralih ke pertanyaan-pertanyaan ini, mari kita perhatikan apa itu pola papiler dan bagaimana tampilannya di permukaan jari.

Kulit manusia terdiri dari dua lapisan: epidermis, lapisan luar, dan dermis, lapisan terdalam.

Pada bulan kelima perkembangan intrauterin pada manusia, dermis, yang sebelumnya halus, menjadi tidak rata dan mulai tampak seperti tuberkel kulit yang bergantian (kadang-kadang disebut papila). Pada permukaan jari, tuberkel ini tersusun berjajar.

Struktur lapisan atas kulit jari manusia, yaitu epidermis, sedemikian rupa sehingga melindungi dermis, yaitu kulit itu sendiri, dari kerusakan mekanis. Setelah kerusakan pada epidermis yang tidak mempengaruhi tuberkel dermal, pola papiler dikembalikan ke bentuk semula selama proses penyembuhan, yang telah dikonfirmasi oleh banyak percobaan. Jika tuberkel dermal rusak, maka terbentuklah bekas luka, yang sampai batas tertentu merusak pola papiler, tetapi tidak secara mendasar mengubah pola umum aslinya, dan bekas luka itu sendiri dapat digunakan sebagai tanda sekunder untuk identifikasi.

Dalam sidik jari tradisional Rusia, pola papiler jari dibagi menjadi tiga jenis utama: busur (sekitar 5% dari seluruh sidik jari), lingkaran (65%) dan lingkaran (30%); Untuk setiap jenis dilakukan klasifikasi yang lebih rinci ke dalam subtipe. Namun, artikel ini akan mempertimbangkan metode identifikasi otomatis seseorang, dan bukan sidik jari.

Metode pengenalan

Tergantung pada kualitas gambar sidik jari yang diperoleh dari pemindai, beberapa ciri khas permukaan jari dapat diidentifikasi, yang nantinya dapat digunakan untuk identifikasi.

Paling sederhana tingkat teknis, misalnya, bila resolusi gambar permukaan jari yang diperoleh dari pemindai adalah 300-500 titik/inci, gambar tersebut menunjukkan sejumlah besar detail kecil (minutiae) yang dapat diklasifikasikan, namun, sebagai aturan, dalam sistem otomatis hanya dua jenis detail pola yang digunakan (titik khusus): titik akhir di mana garis papiler berakhir dengan jelas, dan titik percabangan di mana garis papiler bercabang dua.

Jika dimungkinkan untuk memperoleh gambar permukaan jari dengan resolusi sekitar 1000 dpi, maka dimungkinkan untuk mendeteksi detail struktur internal garis papiler itu sendiri, khususnya pori-pori kelenjar keringat, dan karenanya menggunakannya. lokasi untuk identifikasi. Namun karena sulitnya memperoleh gambar dengan kualitas ini dalam kondisi non-laboratorium, metode ini tidak banyak digunakan.

Dengan pengenalan sidik jari otomatis (dibandingkan dengan sidik jari tradisional), masalah yang terkait dengan berbagai masalah jauh lebih sedikit faktor eksternal, mempengaruhi proses pengenalan itu sendiri. Saat mengambil sidik jari dengan metode tinta (menggunakan rollback), penting untuk menghilangkan atau setidaknya meminimalkan perpindahan atau putaran jari, perubahan tekanan, perubahan kualitas permukaan kulit, dll. Dari pemindai elektronik tanpa tinta, dapatkan gambar sidik jari dengan kualitas yang cukup untuk pengolahan jauh lebih sederhana. Kualitas gambar pola papiler jari yang diperoleh dari pemindai adalah salah satu kriteria utama yang menjadi dasar algoritma yang dipilih untuk menghasilkan konvolusi sidik jari dan, akibatnya, mengidentifikasi seseorang.

Saat ini, ada tiga kelas algoritma perbandingan sidik jari.

1. Perbandingan korelasi- dua gambar sidik jari ditumpangkan satu sama lain, dan korelasi (dalam hal tingkat intensitas) antara piksel yang sesuai dihitung, dihitung untuk berbagai kesejajaran gambar relatif satu sama lain (misalnya, melalui berbagai perpindahan dan rotasi); Berdasarkan koefisien yang sesuai, keputusan dibuat mengenai identitas sidik jari. Karena kompleksitas dan durasi pengoperasian algoritma ini, terutama ketika memecahkan masalah identifikasi (perbandingan satu-ke-banyak), sistem yang didasarkan pada algoritma ini sekarang praktis tidak digunakan.

2. Perbandingan berdasarkan poin tunggal- berdasarkan satu atau lebih gambar sidik jari dari pemindai, terbentuk templat, yaitu permukaan dua dimensi di mana titik akhir dan titik cabang disorot. Titik-titik ini juga disorot dalam gambar sidik jari yang dipindai, petanya dibandingkan dengan templat, dan berdasarkan jumlah titik yang cocok, keputusan dibuat mengenai identitas sidik jari. Dalam kerja algoritma kelas ini, mekanisme perbandingan korelasi diterapkan, tetapi ketika membandingkan posisi masing-masing titik dianggap bersesuaian satu sama lain. Karena kemudahan implementasi dan kecepatan operasinya, algoritma kelas ini adalah yang paling banyak digunakan. Satu-satunya kelemahan signifikan dari metode perbandingan ini adalah persyaratan yang cukup tinggi terhadap kualitas gambar yang dihasilkan (sekitar 500 dpi).

3. Perbandingan berdasarkan pola- algoritma perbandingan ini secara langsung menggunakan fitur struktural pola papiler pada permukaan jari. Gambar sidik jari yang diterima dari pemindai dibagi menjadi banyak sel kecil (ukuran sel tergantung pada keakuratan yang diperlukan). Susunan garis pada setiap sel digambarkan oleh parameter gelombang sinus tertentu, yaitu pergeseran fasa awal, panjang gelombang dan arah rambatnya ditentukan. Hasil cetakan yang diperoleh untuk perbandingan disejajarkan dan dibawa ke bentuk yang sama dengan templat. Kemudian parameter representasi gelombang dari sel terkait dibandingkan.

Keuntungan dari algoritma perbandingan kelas ini adalah tidak memerlukan gambar berkualitas tinggi.

Untuk keperluan artikel ini, kami akan membatasi diri pada deskripsi umum tentang pengoperasian setiap kelas algoritma; dalam praktiknya, semuanya terlihat jauh lebih rumit baik dari sudut pandang peralatan matematika maupun bekerja dengan gambar. Perhatikan bahwa dalam identifikasi otomatis terdapat beberapa masalah yang terkait dengan kerumitan pemindaian dan pengenalan jenis sidik jari tertentu, terutama ini menyangkut anak kecil, karena jari-jari mereka sangat kecil untuk mendapatkan sidik jari dengan detail yang dapat diterima bahkan dengan peralatan pengenalan yang baik. Selain itu, sekitar 1% orang dewasa memiliki sidik jari yang unik sehingga untuk menggunakannya perlu mengembangkan algoritme pemrosesan khusus atau membuat pengecualian dalam bentuk penolakan pribadi terhadap biometrik untuk mereka.

Pendekatan perlindungan terhadap boneka Masalah melindungi berbagai sistem biometrik dari pengidentifikasi biometrik palsu adalah salah satu masalah tersulit di seluruh bidang, dan terutama untuk teknologi pengenalan sidik jari. Hal ini disebabkan karena sidik jari relatif mudah diperoleh dibandingkan dengan, misalnya, iris mata atau bentuk 3D tangan, dan membuat sidik jari tiruan juga tampaknya merupakan tugas yang lebih sederhana. Kami tidak akan membahas lebih lanjut tentang teknologi pembuatan sidik jari; akhir-akhir ini

Ada cukup informasi di banyak sumber. Mari kita lihat metode dan pendekatan utama untuk melindunginya.

Secara umum, semua metode dapat dibagi menjadi dua kelompok. 1. Teknis - metode keamanan diterapkan baik di tingkat tersebut perangkat lunak

Perlindungan pada tingkat perangkat pembaca terletak pada kenyataan bahwa pemindai itu sendiri mengimplementasikan algoritma akuisisi gambar yang memungkinkan Anda mendapatkan sidik jari hanya dari jari "hidup", dan bukan dari jari tiruan - misalnya, beginilah cara pemindai serat optik dijelaskan di bagian pertama artikel;

Perlindungan dengan karakteristik tambahan terdiri dari perolehan, dengan menggunakan perangkat pemindai, beberapa karakteristik tambahan yang dapat digunakan untuk mengambil keputusan apakah pengidentifikasi yang diberikan adalah tiruan. Misalnya menggunakan pemindai USG Anda dapat memperoleh informasi tentang keberadaan denyut nadi di jari, di beberapa pemindai optik resolusi tinggi Anda dapat menentukan keberadaan partikel keringat pada gambar, dll. Hampir setiap pabrikan memiliki karakteristik “eksklusif” yang, sebagai aturan, tidak dibicarakan, karena, dengan mengetahuinya, jauh lebih mudah untuk menemukan cara untuk melewati perlindungan ini;

Perlindungan berdasarkan data sebelumnya, bila sidik jari jari terakhir yang menyentuh pemindai tetap berada di permukaannya, yang dapat digunakan saat membuat boneka. Dalam hal ini, mereka dilindungi dengan menyimpan beberapa gambar terakhir dari pemindai (jumlahnya berbeda untuk setiap pabrikan), yang dengannya gambar baru akan dibandingkan terlebih dahulu. Dan karena tidak mungkin meletakkan jari pada pemindai dengan cara yang persis sama dua kali, jika terjadi kebetulan, keputusan dibuat untuk menggunakan boneka.

2. Organisasi- inti dari metode ini adalah mengatur proses otentikasi sedemikian rupa sehingga mempersulit atau menghilangkan kemungkinan penggunaan dummy. Mari kita lihat metode-metode ini.

Memperumit proses identifikasi. Selama proses pendaftaran sidik jari di sistem, beberapa jari didaftarkan untuk setiap pengguna (idealnya 10 jari). Kemudian, langsung selama proses otentikasi, pengguna diminta untuk memverifikasi beberapa jari dalam urutan acak, yang membuatnya lebih sulit untuk masuk ke sistem menggunakan boneka;

Multibiometrik atau biometrik multifaktor. Di sini, beberapa teknologi biometrik diterapkan untuk otentikasi, seperti sidik jari dan bentuk wajah atau retina, dll;

Otentikasi multi-faktor. Untuk meningkatkan keamanan, serangkaian metode otentikasi digunakan, seperti biometrik dan kartu pintar atau e-token.

Kesimpulan

Artikel ini disajikan gambaran umum fitur internal dari teknologi biometrik yang paling luas. Banyak aspek dalam membangun sistem berdasarkan pengenalan sidik jari manusia otomatis yang belum dipertimbangkan, seperti pemrosesan dan normalisasi gambar, fitur membangun sistem jaringan perusahaan, server otentikasi biometrik, jenis serangan terhadap sistem biometrik dan metode perlindungan terhadapnya, dll. ., yang masing-masing mewakili topik terpisah untuk materi yang besar. Pengenalan sidik jari menjadi semakin menarik mengingat reformasi yang direncanakan dalam beberapa tahun ke depan untuk paspor asing dan internal Rusia dan aturan masuk yang sudah diterapkan di beberapa negara pada visa yang berisi data biometrik, dan terutama sidik jari.

Majalah PC/Edisi Rusia

Vitaly Zadorozhny

Majalah PC/Edisi Rusia No.1, 2004

Perkenalan

Identifikasi sidik jari adalah teknologi biometrik yang paling umum saat ini. Menurut International Biometric Group, sistem pengenalan sidik jari mencakup 52% ​​dari seluruh sistem biometrik yang digunakan di seluruh dunia, dan penjualan sistem tersebut diproyeksikan mencapai sekitar $500 juta pada tahun 2003 saja, dengan tren peningkatan dua kali lipat jumlah ini setiap tahunnya.

Sulit untuk mengatakan secara pasti kapan sidik jari mulai digunakan untuk identifikasi. Selama penggalian, para arkeolog cukup sering menemukan gambar sidik jari tertentu di atas batu, namun tidak dapat dikatakan bahwa gambar tersebut digunakan untuk identifikasi. Selain itu, di sisi lain, diketahui secara pasti bahwa di Babilonia Kuno dan Tiongkok, sidik jari dibuat pada loh tanah liat dan segel, dan pada abad ke-14 di Persia, berbagai dokumen negara “ditandatangani” dengan sidik jari. Ini menunjukkan bahwa pada saat itu sudah dicatat: sidik jari - karakteristik yang unik seseorang yang dengannya dia dapat diidentifikasi.

Tahap selanjutnya dalam perkembangan teknologi adalah awal penggunaannya dalam ilmu forensik; pada pertengahan abad ke-19, asumsi pertama dibuat tentang keunikan sidik jari setiap orang dan upaya untuk mengklasifikasikannya ke dalam berbagai wilayah di dunia. pola papiler. Semua ini menyebabkan munculnya "sistem Henry" pada tahun 1897 (menurut beberapa sumber, 1899), klasifikasi sidik jari pertama yang tersebar luas, yang dikembangkan oleh orang Inggris Edward Henry selama ia tinggal di India. Pada akhir abad ke-19, algoritma perbandingan sidik jari pertama kali muncul. Selama 25 tahun berikutnya, Sistem Henry diadaptasi untuk digunakan pada tingkat pemerintahan di berbagai negara dan, sekitar tahun 1925, mulai digunakan secara luas dalam ilmu forensik di seluruh dunia.

Namun, meskipun teknik pengenalan sidik jari telah meluas untuk mengidentifikasi manusia, terutama dalam ilmu forensik, belum terbukti secara ilmiah bahwa pola papiler pada jari seseorang merupakan karakteristik yang benar-benar unik. Dan meskipun selama lebih dari seratus tahun sejarah penggunaan teknologi ini dalam forensik dan bidang lainnya, tidak ada situasi yang muncul di mana dua orang ditemukan dengan sidik jari yang benar-benar identik (kami tidak memperhitungkan kesalahan dalam perangkat lunak dan implementasi perangkat keras dari algoritma pengenalan), keunikan sidik jari masih dalam pengamatan empiris.

Meskipun, mungkin, hal ini terjadi ketika kurangnya bukti suatu hipotesis tidak menunjukkan bahwa hipotesis tersebut salah, tetapi sangat sulit untuk dibuktikan.

Pada paruh kedua abad kedua puluh, karena munculnya kemampuan teknis baru, pengenalan sidik jari mulai melampaui penggunaannya hanya dalam ilmu forensik dan diterapkan di berbagai bidang teknologi informasi; Pertama-tama, bidang-bidang ini adalah:

• sistem kontrol akses;
• keamanan informasi (akses jaringan, login PC);
• pencatatan jam kerja dan pencatatan pengunjung;
• sistem pemungutan suara;
• melakukan pembayaran elektronik;
• otentikasi pada sumber daya Web;
• bermacam-macam proyek sosial, di mana identifikasi orang diperlukan (acara amal, dll.);
• proyek identifikasi sipil (melintasi batas negara, mengeluarkan visa untuk mengunjungi negara, dll).

Mari kita membahas lebih detail aspek internal sistem pengenalan sidik jari biometrik modern, di mana pekerjaannya dimulai dan apa inti dari sistem tersebut.

Bagian pertama artikel akan membahas metode mendapatkan sidik jari bentuk elektronik, sederhananya, jenis pemindai dan metode pemindaian jari.

Bagian kedua artikel akan mengungkapkan metode utama pengenalan sidik jari, algoritma untuk membangun sistem pengenalan dan beberapa metode perlindungan terhadap tiruan.

Pemindaian sidik jari

Mendapatkan representasi elektronik dari sidik jari dengan pola papiler yang terlihat jelas adalah tugas yang agak sulit. Karena sidik jarinya terlalu kecil, metode yang cukup canggih harus digunakan untuk mendapatkan gambar berkualitas tinggi.

Semua pemindai sidik jari yang ada dapat dibagi menjadi tiga kelompok menurut prinsip fisik yang digunakannya:

• optik;
• silikon;
• ultrasonik.

Mari kita lihat masing-masing metode, tunjukkan kelebihan dan kekurangannya, serta produsen terkemuka (terkadang satu-satunya) yang terlibat dalam penerapan setiap metode.

Pemindai optik- didasarkan pada penggunaan metode optik untuk memperoleh gambar. Saat ini, terdapat teknologi berikut untuk penerapan pemindai optik:

1. Pemindai FTIR - adalah perangkat yang menggunakan efek Frustrated Total Internal Reflection (FTIR). Mari kita lihat efek ini lebih detail untuk menjelaskan algoritma lengkap pengoperasian pemindai tersebut.

Ketika cahaya mengenai antarmuka antara dua media, energi cahaya dibagi menjadi dua bagian: satu dipantulkan dari antarmuka, yang lain menembus antarmuka ke media kedua. Besar kecilnya energi pantulan bergantung pada sudut datangnya. Mulai dari nilai tertentu, semua energi cahaya dipantulkan dari antarmuka. Fenomena ini disebut refleksi internal total. Namun, ketika media optik yang lebih padat (dalam kasus kami, permukaan jari) bersentuhan dengan media optik yang kurang padat (dalam penerapan praktis, biasanya, permukaan prisma) pada titik pemantulan internal total, a seberkas cahaya melewati batas ini. Dengan demikian, hanya berkas cahaya yang jatuh pada titik pemantulan internal total yang tidak diterapkan alur pola papiler pada permukaan jari yang akan dipantulkan dari batas. Untuk menangkap gambar cahaya yang dihasilkan pada permukaan jari, digunakan kamera khusus (CCD atau CMOS, tergantung implementasi pemindai).

Produsen pemindai terkemuka dari jenis ini: BioLink, Persona Digital, Identix.

2. Pemindai Serat Optik (pemindai serat optik) - adalah matriks serat optik, yang masing-masing seratnya diakhiri dengan fotosel. Sensitivitas setiap fotosel memungkinkan sisa cahaya yang melewati jari dapat dideteksi pada titik di mana relief jari menyentuh permukaan pemindai. Citra sidik jari dibentuk berdasarkan data dari masing-masing elemen.

Produsen terkemuka pemindai jenis ini adalah Delsy.

3. Pemindai elektro-optik (pemindai elektro-optik) - teknologi ini didasarkan pada penggunaan polimer elektro-optik khusus, yang mencakup lapisan pemancar cahaya. Saat Anda meletakkan jari Anda di atas pemindai, ketidakhomogenan medan listrik pada permukaannya (beda potensial antara tonjolan dan cekungan) dipantulkan dalam pancaran lapisan ini sehingga menyinari sidik jari. Rangkaian fotodioda pemindai kemudian mengubah cahaya ini menjadi bentuk digital.

Produsen terkemuka pemindai jenis ini adalah Security First Corp (Ethentica).

4. Pemindai brosur optik (pemindai optik sapu) - umumnya mirip dengan perangkat FTIR. Keunikannya adalah Anda tidak hanya perlu meletakkan jari Anda pada pemindai, tetapi juga menggerakkannya di sepanjang jalur sempit - pembaca. Saat Anda menggerakkan jari Anda melintasi permukaan pemindai, serangkaian foto (bingkai) diambil. Dalam hal ini, bingkai yang berdekatan difilmkan dengan beberapa tumpang tindih, yaitu bingkai tersebut saling tumpang tindih, yang memungkinkan untuk secara signifikan mengurangi ukuran prisma yang digunakan dan pemindai itu sendiri. Perangkat lunak khusus digunakan untuk membentuk (atau lebih tepatnya merakit) gambar sidik jari saat bergerak melintasi bingkai permukaan pemindaian.

Produsen terkemuka pemindai jenis ini adalah Kinetic Sciences.

5. Pemindai rol (pemindai tipe rol) - pada perangkat mini ini, pemindaian jari dilakukan dengan memutar silinder berputar (rol) berdinding tipis transparan dengan jari Anda. Saat jari bergerak di sepanjang permukaan roller, serangkaian foto (bingkai) seketika dari fragmen pola papiler yang bersentuhan dengan permukaan diambil. Mirip dengan pemindai yang tersisa, bingkai yang berdekatan diambil secara tumpang tindih, sehingga Anda dapat mengumpulkan gambar sidik jari lengkap tanpa distorsi. Saat memindai, teknologi optik paling sederhana digunakan: di dalam roller silinder transparan terdapat sumber cahaya statis, lensa, dan kamera mini. Gambar area jari yang diterangi oleh lensa difokuskan pada elemen sensitif kamera. Setelah “menggulir” jari sepenuhnya, “gambar” sidik jarinya dikumpulkan.

Produsen terkemuka pemindai jenis ini: Digital Persona, CASIO Computer, ALPS Electric.

6. Pemindai tanpa kontak (pemindai tanpa sentuhan) - tidak memerlukan kontak langsung jari dengan permukaan perangkat pemindai. Jari diletakkan pada lubang pemindai, beberapa sumber cahaya menerangi dari bawah dari sisi yang berbeda, di tengah pemindai terdapat lensa yang melaluinya informasi yang dikumpulkan diproyeksikan ke kamera CMOS, yang mengubah data yang diterima menjadi gambar sidik jari.

Produsen terkemuka pemindai jenis ini adalah Touchless Sensor Technology.

Mari kita perhatikan beberapa kekurangan historis pemindai optik dan tunjukkan mana yang telah diperbaiki:

• ketidakmungkinan untuk membuat mereka kompak, namun, seperti terlihat dari empat dari enam angka di atas, hal ini saat ini mungkin;
• modul optik cukup mahal karena jumlah besar komponen dan sistem optik yang kompleks. Dan masalah ini telah terpecahkan hari ini: harga sensor optik dari beberapa produsen sekarang 10 - 15 dolar (jangan bingung dengan harga sensor dalam wadah untuk pengguna akhir lengkap dengan perangkat lunak);
• pemindai optik tidak tahan terhadap boneka dan jari mati.

Bagian selanjutnya dari artikel ini akan dikhususkan untuk masalah ini, namun perlu dicatat bahwa hampir semua produsen telah menerapkan mekanisme untuk melindungi terhadap tiruan pada satu atau beberapa tahap pemrosesan gambar yang dipindai. Pemindai Semikonduktor

1. - didasarkan pada penggunaan sifat semikonduktor yang berubah pada titik kontak antara puncak pola papiler dengan permukaan pemindai untuk mendapatkan gambar permukaan jari. Saat ini terdapat beberapa teknologi untuk penerapan pemindai semikonduktor. Pemindai kapasitif

Produsen terkemuka pemindai jenis ini: Infineon, ST-Microelectronics, Veridicom.

2. Pemindai Sensitif Tekanan (pemindai tekanan) - perangkat ini menggunakan sensor yang terdiri dari matriks elemen piezo. Ketika jari diaplikasikan pada permukaan pemindaian, tonjolan pola papiler memberikan tekanan pada bagian tertentu dari elemen permukaan, sehingga cekungan tersebut tidak memberikan tekanan apa pun; Matriks tegangan yang diperoleh dari elemen piezo diubah menjadi gambar permukaan jari.

Produsen terkemuka pemindai jenis ini: BMF.

3. Pemindai termal (pemindai termal) - mereka menggunakan sensor yang terdiri dari elemen piroelektrik yang memungkinkan Anda mencatat perbedaan suhu dan mengubahnya menjadi tegangan (efek ini juga digunakan dalam kamera inframerah). Saat Anda meletakkan jari Anda di atas sensor, berdasarkan suhu tonjolan pola papiler yang menyentuh elemen piroelektrik dan suhu udara di dalam cekungan, peta suhu permukaan jari dibuat dan diubah menjadi digital gambar.

Secara umum, semua pemindai semikonduktor di atas menggunakan matriks elemen mikro sensitif (jenisnya ditentukan oleh metode implementasi) dan pengubah sinyalnya menjadi bentuk digital. Dengan demikian, skema umum pengoperasian pemindai semikonduktor di atas dapat ditunjukkan sebagai berikut. (Lihat gambar.)

Jenis pemindai semikonduktor (“klasik”) yang paling umum telah dijelaskan di atas; selanjutnya kita akan melihat jenis pemindai semikonduktor lainnya yang kurang umum.

4. Pemindai RF (Pemindai RF-Field) - pemindai tersebut menggunakan matriks elemen, yang masing-masing berfungsi seperti antena kecil. Sensor menghasilkan sinyal radio yang lemah dan mengarahkannya ke permukaan jari yang dipindai; setiap elemen sensitif menerima sinyal yang dipantulkan dari pola papiler. Besarnya EMF yang diinduksi pada masing-masing antena mikro bergantung pada ada tidaknya pola papiler di dekatnya. Matriks tegangan yang diperoleh diubah menjadi gambar sidik jari digital.

Produsen terkemuka pemindai jenis ini: Authentec.

5. Pemindai termal berkelanjutan (pemindai sapuan termal) - jenis pemindai termal yang digunakan, seperti pada optik pemindai bros, gerakkan jari Anda pada permukaan pemindai, bukan hanya menyentuhnya.

Produsen terkemuka pemindai jenis ini: Atmel.

6. Pemindai Berkelanjutan Kapasitif (pemindai sapuan kapasitif) - menggunakan metode serupa dalam perakitan gambar sidik jari bingkai demi bingkai, tetapi setiap bingkai gambar diperoleh menggunakan sensor semikonduktor kapasitif.

Produsen terkemuka pemindai jenis ini: Fujitsu.

7. Pemindai bros frekuensi radio (Pemindai sapuan RF-Field) - mirip dengan kapasitif, tetapi menggunakan teknologi frekuensi radio.

Produsen pemindai jenis ini: Authentec.

Mari kita perhatikan kelemahan utama pemindai semikonduktor, meskipun kelemahan tersebut tidak umum untuk semua metode yang dijelaskan:

• pemindai, khususnya yang sensitif terhadap tekanan, menghasilkan gambar dengan resolusi rendah dan ukuran kecil;
• kebutuhan untuk meletakkan jari Anda langsung pada permukaan semikonduktor (karena lapisan perantara mana pun mempengaruhi hasil pemindaian) menyebabkan keausan yang cepat;
• kepekaan terhadap medan listrik eksternal yang kuat, yang dapat menyebabkan pelepasan muatan listrik statis yang dapat merusak sensor (terutama berlaku untuk pemindai kapasitif);
• Ketergantungan besar kualitas gambar pada kecepatan gerakan jari di sepanjang permukaan pemindaian melekat pada pemindai bergulir.

Pemindai USG- grup ini saat ini hanya diwakili oleh satu metode pemindaian, yang disebut demikian.

Pemindaian USG - ini memindai permukaan jari dengan gelombang ultrasonik dan mengukur jarak antara sumber gelombang dan lekukan serta tonjolan pada permukaan jari berdasarkan gema yang dipantulkan darinya. Kualitas gambar yang diperoleh dengan cara ini 10 kali lebih baik dibandingkan dengan metode lain di pasar biometrik. Selain itu, perlu dicatat bahwa metode ini hampir sepenuhnya terlindungi dari tipuan, karena metode ini memungkinkan, selain sidik jari, untuk memperoleh beberapa karakteristik tambahan tentang kondisinya (misalnya, denyut nadi di dalam jari).

Produsen terkemuka pemindai jenis ini adalah Ultra-Scan Corporation (UCS).

Kerugian utama dari pemindai ultrasonik adalah:

• harga tinggi dibandingkan pemindai optik dan semikonduktor;
• ukuran besar pemindai itu sendiri.

Jika tidak, kita dapat dengan aman mengatakan bahwa pemindaian ultrasound digabungkan karakteristik terbaik teknologi optik dan semikonduktor.

Untuk meringkas apa yang tertulis di atas, saya ingin mencatat pertumbuhan pesat dalam jumlah metode pemindaian sidik jari. Sampai saat ini, hanya ada dua teknologi: FTIR optik dan kapasitif semikonduktor, dengan kelebihan dan kekurangannya yang stabil. Namun, selama sepuluh tahun terakhir, teknologi pengenalan telah berkembang pesat sehingga pemindai generasi terbaru tidak hanya mengatasi hampir semua kekurangan lamanya, namun juga memperoleh sejumlah fitur yang sangat menarik, seperti ukurannya yang sangat kecil dan harga yang murah. Selain itu, telah muncul teknologi pemindaian ultrasound yang secara fundamental baru, yang belum melalui semua tahap pengembangan. Tapi kita sudah bisa membicarakan potensinya yang sangat besar.

Otentikasi sidik jari.

Otentikasi berdasarkan karakteristik yang terkandung

Metode otentikasi karakteristik yang diwujudkan menggunakan unik fitur biometrik subjek, yang dapat dibagi menjadi dua kelompok utama :

· parameter genetik dan fisiologis bawaan (geometri telapak tangan, sidik jari, pola iris atau retina, karakteristik geometris wajah, struktur DNA);

· karakteristik individu yang diperoleh selama hidup (tulisan tangan, ucapan, gaya individu dalam bekerja pada keyboard, dll.).

Organisasi sistem otentikasi biometrik:

1. Basis data karakteristik pengguna terdaftar (atau calon) dibuat dan dipelihara. Untuk melakukan ini, karakteristik biometrik pengguna diambil, diproses, dan hasil pemrosesannya disebut templat biometrik , dimasukkan ke dalam database.

2. Untuk identifikasi ( dan pada saat yang sama otentikasi) pengguna, penghapusan dan pemrosesan karakteristik diulangi

3. Ciri-cirinya dicari di database template. Jika pencarian berhasil, dilakukan perbandingan dengan template biometrik yang dipilih berdasarkan data yang dimasukkan sebelumnya.

4. Identitas pengguna dan keasliannya dianggap sudah pasti jika perbandingan berhasil.

Otentikasi sidik jari.

Identifikasi sidik jari adalah teknologi biometrik paling umum untuk otentikasi subjek. Saat ini ada dua kemungkinan pendekatan untuk menggunakan metode ini untuk otentikasi:

Perbandingan langsung gambar sidik jari diperoleh dengan menggunakan perangkat optik, dengan cetakan dari arsip;

· perbandingan detail karakteristik sidik jari dalam bentuk digital, yang diperoleh dengan memindai gambar sidik jari.

1. Kapan perbandingan langsung gambar sidik jari, perangkat otentikasi menentukan hubungan optik kedua gambar dan menghasilkan sinyal yang menentukan tingkat kecocokan sidik jari. Perbandingan sidik jari biasanya dilakukan langsung di lokasi pemasangan perangkat. Mentransfer gambar sidik jari melalui saluran komunikasi tidak berlaku karena kompleksitasnya, biaya tinggi dan kebutuhan perlindungan tambahan saluran komunikasi.

2. Teknologi yang berbasis perbandingan sudah tersebar luas detail sidik jari terkait dengan keunikan dan orisinalitas pola garis papiler (alur) pada jari. Dalam hal ini, pengguna memasukkan informasi pengidentifikasi dari keyboard, yang digunakan perangkat otentikasi untuk mencari daftar detail sidik jari yang diperlukan dalam arsip. Setelah itu, ia meletakkan jarinya di jendela optik perangkat, dan proses pemindaian dimulai, sebagai akibatnya koordinat titik-titik yang menentukan lokasi relatif alur sidik jari dihitung. Perbandingan dilakukan di komputer menggunakan algoritma khusus.

Kapan pemindai sidik jari silikon , terpasang pada keyboard atau mouse, serta pemindai dengan antarmuka LPT dan antarmuka USB, teknologi ini telah mulai mendapatkan pengakuan luas tidak hanya di ACS (sistem kontrol dan manajemen akses), tetapi juga untuk otentikasi dalam sistem keamanan informasi terhadap akses yang tidak sah di AC.

	|	kuliah selanjutnya ==>