Авдеев В.С., Дубов Д.С.
Днепропетровский Национальный Горный Университет.
Методы
биометрической идентификации для управления безопасностью предприятий
В последние годы постоянно ощущается потребность в развитии и совершенствовании методов и средств обеспечения охранно-территориальной, физической и информационной безопасности предприятий и промышленных объектов. Это обусловлено как резким ростом масштабов внутреннего и международного терроризма и возникшей "полупрозрачностью" государственных границ Украины, так и появлением в стране организованной преступности, небывалым размахом краж ценного имущества и обострением социальных проблем в обществе.
Одной из важнейших задач, обеспечения безопасности предприятий, является организация контроля доступа физических лиц на территорию предприятий и в служебные помещения. И важное место в решении этой задачи играют методы биометрии - технологии идентификации личности, использующая физиологические параметры человека (отпечатки пальцев, радужная оболочка глаза и т. д.). Эти параметры однозначно идентифицируют личность, они всегда находятся при ней, их невозможно забыть или потерять. Сегодня использованию биометрических методов для управления доступом уделяется достаточно большое внимание. В частности, в России с 1 января 2007 года введен в действие национальный стандарт ГОСТ 52633-2006 «Защита информации. Техника защиты информации. Требования к средствам высоконадежной биометрической аутентификации». Многие государства в ближайшей перспективе планируют ввести в обращение паспорта и другие удостоверяющие личность документы с биометрическими данными.
Обычно при классификации биометрических технологий выделяют две группы систем по типу используемых биометрических параметров. Первая группа систем использует статические биометрические параметры: отпечатки пальцев, геометрия руки, сетчатка глаза и т.п. Вторая группа систем использует для идентификации динамические параметры: динамика воспроизведения подписи или рукописного ключевого слова, голос и т.п.
Рассмотрим основные методы идентификации, применяющиеся в современных системах биометрии.
ПРОПУСК-КАРТОЧКА С ВЫЗОВОМ ЗАПИСИ
ИЗОБРАЖЕНИЯ.
При использовании систем и устройств для сравнения записи изображения охранник подтверждает личность сотрудника на основании соответствия индивидуальных характеристик. Хранящиеся в памяти защищенной системы изображение сотрудника сравнивается с изображением лица, запрашивающего разрешение на проход.
Две наиболее существенные характеристики такой системы - объем памяти и время доступа. Объем памяти системы определяется максимальным количеством изображений, которые могут храниться в памяти системы. Время доступа есть время, проходящее с момента ввода идентификационного номера входящего до момента вывода, хранящегося в памяти изображения на монитор. В таких системах для вызова хранящегося изображения используются закодированные удостоверения или цифровые клавиатуры; визуальное сравнение изображений производится охранником.
ГЕОМЕТРИЯ (ОТПЕЧАТОК) РУКИ
Сегодня известна аппаратура для сличения трехмерных индивидуальных геометрических характеристик руки. Этот метод сличения индивидуальных характеристик предусматривает оценку нескольких параметров руки, в том числе ширины ладони и пальцев в различных местах, длины пальцев, толщины пальцев и кривизны пальцев.
Для измерения этих характеристик в системе луч света, отражающийся от двух зеркал, падает на отражающую поверхность (типа киноэкрана), проходит через руку (как сверху, так и сбоку) и попадает на решетку светочувствительных диодов. Таким образом, устройство подтверждения характеристик не имеет движущихся компонентов. Полученное изображение преобразуется в цифровую информацию - загружаемую в запоминающее устройство в качестве эталона.
Устройство для определения геометрии руки используется следующем образом: человек вкладывает в прорезь закодированное удостоверение или набирает персональный идентификационный номер (ПИН), после чего кладет руку на пластину, расположив пальцы в соответствии с нарисованным на пластине контуром, и ждет, пока не будет закончена проверка. Для того, чтобы сотруднику было легче правильно расположить руку, в тот момент когда рука занимает правильную позицию, на панели устройства зажигаются и гаснут светодиоды. После сканирования руки система принимает решение о соответствии характеристик эталону.
Процесс первоначальной записи эталона геометрии руки сходен с процессом подтверждения, с тем лишь исключением, что сканирование осуществляется три раза подряд. Затем полученная информация усредняется и заносится в память как один эталон. Процесс подтверждения индивидуальных характеристик с помощью такого устройства занимает около 4 секунд, а первоначальная эталона запись геометрии руки до 1 минуты.
ПОЧЕРК
Сличение подписей - метод, находивший применение в банковском деле уже на протяжении длительного времени, несмотря на то, что подделать подпись не составляет большого труда. В настоящее время разработаны автоматические системы подтверждения почерка, измеряющие характеристики движения руки при письме (усилия нажатия на перо, скорости, ускорения). Статистическая оценка этих данных показывает, что индивидуальная подпись обладает уникальными и повторяющимися характеристиками. Преобразователи, измеряющие характеристики почерка, могут быть установлены как в пишущем устройстве, так и под пластиной, на которой ставится подпись.
ОТПЕЧАТКИ ПАЛЬЦЕВ
Отпечатки пальцев используются в качестве индивидуальных отличительных признаков уже более столетия. Сличение отпечатков пальцев считается одним из наиболее надежных способов распознавания индивидуальных характеристик. Искусство распознавания отпечатков пальцев постепенно совершенствовалось в последние года по мере разработки автоматизированных систем. Такие системы, в которых используются эталоны для распознавания образцов и компьютерные средства обработки данных, применяются в системах СКУД. Надежное удостоверение личности системами распознавания отпечатков пальцев возможно только при тщательном расположении пальцев и точном анализе и сличении отпечатков. На сегодняшней день известны системы способные распознавать отпечаток движущегося пальца.
РИСУНОК СЕТЧАТКИ ГЛАЗ
Конфигурация кровеносных сосудов человеческого глаза неповторима. Рисунок сетчатки глаза может быть зарегистрирован оптически через хрусталик. Круглый участок сетчатки. расположенный вокруг центра хрусталика, сканируется неполяризованным, низкой интенсивности светом, испускаемым инфракрасными светодиодами. Различная интенсивность света, отраженного от различных точек сетчатки в процессе сканирования, отражает индивидуальное расположение кровеносных сосудов сетчатки глаза данного лица.
При первоначальной регистрации рисунка сетчатки глаза сотрудник должен смотреть в видоискатель устройства в течении 0.2 сек., неподвижно глядя на светящуюся точку в процессе сканирования. Обычно регистрация рисунка сетчатки производится несколько раз подряд с тем, чтобы можно было определить расположение кровеносных сосудов.
Подтверждение характеристики рисунка сетчатки глаза требует только одной проверки, которая осуществляется сходным образом и в целом занимает около 6 сек.. начиная с момента ввода персонального идентификационного номера. Существую системы позволяющие работать без ввода ПИН. В них в процессе проверки просматривается файл, содержащий эталоны рисунка сетчатки всех служащих, на сличение 100 эталонов уходит около 1 сек.
ХАРАКТЕРИСТИКА РЕЧИ
Определение характеристик речи - хороший метод идентификации личности, позволяющий применять средства автоматизированной обработки данных. В число измеряемых характеристик речи, улавливаемых микрофоном, входят:
- огибающая форма сигнала;
- период высоты тона;
- относительный спектр амплитуды;
- резонансные частоты речевого тракта.
Сегодня уже разработано и внедрено несколько устройств распознавания речи для систем контроля допуска. Ведутся активные дальнейшие разработки в этой области.
Необходимо отметить, что изучались и другие методы подтверждения индивидуальных физических характеристик (для применения в СКУД) основанные на эффектах акустического переноса или отражения, на использовании электрокардиограмм и характеристики походки и другие, но в этих направлениях не было предпринято (реализовано) существенных разработок.
ДНК-ИДЕНТИФИКАЦИЯ, или типирование ДНК, установление генетической индивидуальности любого организма на основе анализа особенностей его дезоксирибонуклеинововой кислоты (ДНК).
В основе типирования лежат две характеристики ДНК как носителя генетической информации: 1) последовательность составляющих ДНК элементов (нуклеотидов) имеет индивидуальные особенности у каждого отдельного животного или растения, кроме идентичных (однояйцовых) близнецов или клонированных организмов; 2) у каждой особи ДНК всех соматических клеток (клеток тела) совершенно одинакова.
РАСПОЗНОВАНИЕ ЛИЦ С ЦЕЛЬЮ
ИДЕНТИФИКАЦИИ ЧЕЛОВЕКА
Существует четыре основных метода распознавания лица: "eigenfaces", анализ "отличительных черт", анализ на основе "нейронных сетей", метод "автоматической обработки изображения лица". Все эти методы различаются сложностью реализации и целью применения.
Выводы.
|
Характеристики |
Универсальность |
Уникальность |
Постоянство |
Собираемость |
|
Пропуск-Карточка с вызовом записи изображения |
+++ |
+ |
++ |
+++ |
|
Геометрия (отпечаток) руки |
++ |
++ |
++ |
+++ |
|
Почерк |
+ |
+ |
+ |
+++ |
|
Отпечатки пальцев |
++ |
+++ |
+++ |
++ |
|
Рисунок сетчатки Глаз |
+++ |
+++ |
+++ |
++ |
|
Характеристика речи |
++ |
+ |
+ |
++ |
|
ДНК-идентификация |
+++ |
+++ |
+++ |
++ |
|
Распознавание лиц с целью идентификации
человека |
+++ |
+++ |
+ |
+++ |
Универсальность - возможность представления человека одной характеристикой.
Уникальность (различимость) означает, что не должно быть двух человек с идентичными характеристиками.
Постоянство (перманентность) - характеристика не должна изменяться со временем.
Собираемость (измеряемость) - возможность быстро и легко получить и детализировать характеристику от индивидуума.
Перечисленные методы дают возможность построить системы идентификации с разной степенью универсальности. Наиболее универсальными являются системы электронных пропусков и системы распознавания лиц, так как обеспечивают бесконтактную идентификацию. Эти системы имеют разное функциональное назначение, хотя более общей является система распознавания человеческих лиц, так как может быть использована не только в системах идентификации, но и в системах пассивного видео наблюдения.
Литература