Биометрические системы аутентификации принципы технологии и перспективы реферат

Обновлено: 05.07.2024

В наше время одним из самых перспективных направлений в системах контроля доступа становится использование биометрических данных человека. Такой способ аутентификации очень удобен. Однако биометрия находится в самом начале длинного пути, и существует ряд проблем, связанных с относительной новизной данной технологии.

АУТЕНТИФИКАЦИЯ ПО ОТПЕЧАТКАМ ПАЛЬЦЕВ

Технология сканирования отпечатков пальцев – одна из самых распространенных. Отпечатки индивидуальны для каждого человека и не меняются в течение всей жизни, поэтому их относят к статическим методам распознавания.

На данный момент существуют три типа сканеров отпечатков: оптические (FTIR, оптоволоконные, оптические протяжные и др.), полупроводниковые (термосканеры, протяжные термосканеры, емкостные и др.) и ультразвуковые. Все они работают по разным принципам, но в итоге получают схожие изображения, которые в соответствии с определенными математическими алгоритмами преобразуются в контрольную сумму. Возможными уязвимостями данной технологии могут быть:

1. Создание муляжа на основе латекса или желатина. Подобный муляж может сработать на простых сканерах.

Решение: установка многофакторного сканера, фиксирующего температуру и потливость.

2. Перехват сигнала в случае, если сканер связан с основной системой проводным интерфейсом.

Решение: использование методов криптографии при передаче сигналов.

3. Конденсация (направление струи теплого воздуха на сканер и, как результат, восстановление последнего отпечатка). Решение: проблема сохранилась только для дешевых оптических сканеров, на полупроводниковых данный метод не работает. Кроме того, существует проблема распознавания пальца с порезами, "сморщиванием" кожи и другими дефектами, которую можно обойти за счет снятия нескольких отпечатков. Однако важно избежать избыточности биометрической информации в системе, так как это является нарушением ФЗ "О персональных данных" и постановления "Об утверждении требований к материальным носителям биометрических персональных данных и технологиям хранения таких данных вне информационных систем персональных данных".

Аутентификация по геометрии лица Системы по распознаванию геометрии лица работают на основе физических и структурных признаков (формы лица, симметрии/асимметрии лица, формы и размера губ, носа, глаз и др.). Получив изображение лица, система создает на его основе уникальный шаблон, который сравнивается с образцом, хранящимся в базе организации (математические алгоритмы, применяемые при этом, зависят от производителя). Данные системы уже применяются на улицах и в аэропортах многих городов мира. Минусы данной технологии:

1. Изменение освещенности, мимики, волосяного покрова, наличие или отсутствие макияжа и др. препятствуют распознаванию. Решение: на дорогих системах используется возможность наблюдения в инфракрасном диапазоне (термография лица). Таким образом качество прямо пропорционально зависит от цены.

Решение: использование 3D-распознавания (что недешево).

3. Система не может отличить близнецов.

Решение: использование двойной схемы – геометрия лица + отпечаток пальца/почерк/голос/пароль.

Аутентификация человека по радужке Это одна из наиболее надежных систем, представленных на рынке. Преимущество данной технологии – высокая информативность структуры радужки глаза. Однако из-за своей молодости технология несовершенна. Основным способом обхода системы является использование различных муляжей. Рассмотрим несколько методов защиты от компрометации системы.

2. Проверка спектра отражения глаза. Способ основан на различии спектра отражения живого глаза и муляжей за счет влажности роговицы. Такую систему довольно легко обмануть путем смачивания муляжа желатином или другой смазкой.

3. Пупилография. Метод заключается в фиксации реакции зрачка на световой импульс. Муляж будет выявлен, так как сокращаться может только живой зрачок. Недостатки – неприятные ощущения при подаче импульса и продолжительное время аутентификации.

Для большинства систем перечисленные методы довольно надежны, но есть одно "но". Известно, что люди в линзах успешно проходят аутентификацию. Учитывая это, можно изготовить линзы с рисунком сетчатки легального пользователя.

Аутентификация по голосу Ее внедрение вызвано постоянным ростом и распространением телефонных линий различного типа. Данный вид биометрии основан на анализе характеристик голоса: громкости, скорости, манере речи и др.

Основные проблемы данного вида аутентификации:

- изменение голоса (эмоции, состояние здоровья);

- помехи в микрофоне и линиях связи;

- перехват конфиденциальной информации нарушителем.

Решение: использование ларингофона может дать звуковой сигнал, индивидуальный для каждого человека и весьма трудно дискредитируемый. Значительное развитие данного способа аутентификации может дать использование вейвлет-преобразования, которое позволяет уменьшить количество ошибок первого рода при фиксированной ошибке второго рода.

Аутентификация по подписи В настоящее время данная технология распространена мало. По сравнению с остальными биометрическими данными, подпись легко изменяется, что является существенным преимуществом. Проблемы этого способа связаны с человеческим фактором, так как почерк может значительно видоизмениться в зависимости от окружающей обстановки и эмоционального состояния человека. В связи с этим разработчики вынуждены допускать возможность довольно большой погрешности, чем и могут воспользоваться злоумышленники. Использование динамических характеристик, таких как сила нажатия на перо или скорость письма, затрудняет подделку, но ведет к усложнению устройства аутентификации и существенному росту его цены. Решением многих проблем может стать применение вейвлет-преобразований.

Несмотря на существующие проблемы и недостатки, биометрические устройства являются очень перспективным направлением развития систем контроля доступа и аутентификации, так как существенно упрощают процесс и позволяют легко выполнять самые сложные задачи.

Максим Репин, специалист ОАО "Концерн "ВЕГА" Дмитрий Машков, студент МГТУ им. Н.Э. Баумана Анастасия Сакулина, специалист ОАО "Концерн "ВЕГА"

Биометрические системы распознают людей на основе их анатомических особенностей (отпечатков пальцев, образа лица, рисунка линий ладони, радужной оболочки, голоса) или поведенческих черт (подписи, походки). Поскольку эти черты физически связаны с пользователем, биометрическое распознавание надежно в роли механизма, следящего, чтобы только те, у кого есть необходимые полномочия, могли попасть в здание, получить доступ к компьютерной системе или пересечь границу государства

Содержание

1. Биометрические системы аутентификации: принципы, технологии и перспективы.……………………………………………………………………. 3
а) Принцип действия биометрической системы…………………………..4
б) Уязвимости биометрических систем……………………………………..4
в) Естественные ограничения………………………………………………..5
г) Атаки злоумышленников………………………………………………….5
д) Защищенность биометрического шаблона……………………………. 7
е) Требования к защищенности шаблона…………………………………..8
ж) Необратимость……………………………………………………………. 8
з) Различимость………………………………………………………………..8
и) Отменяемость……………………………………………………………….8
к) Методы защиты шаблонов………………………………………………..8
л) За и против…………………………………………………………………10
2. Аспекты защиты информации в системах автоматизированного управления технологическими процессами………………………………. 13
3. Проблемы безопасности в виртуальных средах………………………. 20
4.Практическое задание……………………………………………………….24
5.Список литературы…………………

Вложенные файлы: 1 файл

защ.инфо.docx

Содержание

1. Биометрические системы аутентификации: принципы, технологии и перспективы.………………………………………… …………………………. 3

а) Принцип действия биометрической системы…………………………..4

б) Уязвимости биометрических систем……………………………………..4

в) Естественные ограничения………………………………………………. .5

г) Атаки злоумышленников……………………………………… ………….5

д) Защищенность биометрического шаблона……………………………. 7

е) Требования к защищенности шаблона…………………………………..8

ж) Необратимость…………………………………………… ………………. 8

з) Различимость……………………………………………… ………………..8

и) Отменяемость……………………………………………… ……………….8

к) Методы защиты шаблонов………………………………………………..8

л) За и против……………………………………………………………… …10

2. Аспекты защиты информации в системах автоматизированного управления технологическими процессами………………………………. 13

3. Проблемы безопасности в виртуальных средах………………………. . 20

4.Практическое задание………………………………………………………. 24

5.Список литературы…………………………………………………… …….27

1. Биометрические системы аутентификации: принципы, технологии и перспективы.

Понятие биометрической идентификации и аутентификации, особенности дактилоскопии. Взаимная проверка подлинности пользователей. Сканирование радужной оболочки и сетчатки глаза, геометрии рук. Упрощенный протокол идентификации с нулевой передачей знаний.

Рубрика	Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	09.03.2017
Размер файла	610,7 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

· механизм отметки времени ("временной штемпель").

В обоих случаях для защиты механизма контроля следует применять шифрование, чтобы быть уверенным, что ответ послан не злоумышленником.

Для взаимной проверки подлинности обычно используют процедуру рукопожатия. Эта процедура базируется на указанных выше механизмах контроля и заключается во взаимной проверке ключей, используемых сторонами. Иначе говоря, стороны признают друг друга законными партнерами, если докажут друг другу, что обладают правильными ключами. Процедуру рукопожатия обычно применяют в компьютерных сетях при организации сеанса связи между пользователями, пользователем и хост-компьютером, между хост-компьютерами и т.д. Рассмотрим в качестве примера процедуру рукопожатия для двух пользователей А и В. (Это допущение не влияет на общность рассмотрения. Такая же процедура используется, когда вступающие в связь стороны не являются пользователями). Пусть применяется симметричная криптосистема. Пользователи А и В разделяют один и тот же секретный ключ К_AB. Вся процедура показана на рисунке 8.

Рисунок 8 - Схема процедуры рукопожатия (пользователь А проверяет подлинность пользователя В)

Очевидно, пользователь В проверяет подлинность пользователя А таким же способом. Обе эти процедуры образуют процедуру рукопожатия, которая обычно выполняется в самом начале любого сеанса связи между любыми двумя сторонами в компьютерных сетях.

Достоинством модели рукопожатия является то, что ни один из участников сеанса связи не получает никакой секретной информации во время процедуры подтвержления подлинности.

Иногда пользователи хотят иметь непрерывную проверку подлинности отправителей в течение всего сеанса связи. Один из простейших способов непрерывной проверки подлинности показан на рисунке 9.

Рисунок 9 - Схема непрерывной проверки подлинности отправителя

Другой вариант непрерывной проверки подлинности использует вместо идентификатора отправителя его секретный пароль. Заранее подготовленные пароли известны обеим сторонам. Получатель криптограммы расшифровывает ее и сравнивает пароль, извлеченный из этой криптограммы, с исходным значением. Если они равны, получатель признает эту криптограмму.

Процедура рукопожатия была рассмотрена в предположении, что пользователи А и В уже имеют общий секретный сеансовый ключ. Реальные процедуры предназначены для распределения ключей между подлинными партнерами и включает как этап распределения ключей, так и этап собственно подтверждения подлинности партнеров по информационному обмену.

Упрощенный протокол идентификации с нулевой передачей знаний

Широкое распространение интеллектуальных карт (смарт-карт) для разнообразных коммерческих, гражданских и военных применений (кредитные карты, карты социального страхования, карты доступа в охраняемое помещение, компьютерные пароли и ключи, и т.п.) потребовало обеспечения безопасной идентификации таких карт и их владельцев. Во многих приложениях главная проблема заключается в том, чтобы при предъявлении интеллектуальной карты оперативно обнаружить обман и отказать обманщику в допуске, ответе или обслуживании. Для безопасного использования интеллектуальных карт разработаны протоколы идентификации с нулевой передачей знаний. Секретный ключ владельца карты становится неотъемлемым признаком его личности. Доказательство знания этого секретного ключа с нулевой передачей этого знания служит доказательством подлинности личности владельца карты.

Схему идентификации с нулевой передачей знаний предложили в 1986г. У.Фейге, А. Фиат и А. Шамир. Она является наиболее известным доказательством идентичности с нулевой передачей конфиденциальной информации. В упрощенном варианте схемы идентификации с нулевой передачей знаний прежде всего выбирают случайное значение модуля n , который является произведением двух больших простых чисел. Модуль n должен иметь длину 512. 1024 бит. Это значение n может быть представлено группе пользователей, которым придется доказывать свою подлинность. В процессе идентификации участвуют две стороны - сторона А, доказывающая свою подлинность и сторона В, проверяющая представляемое стороной А доказательство. Для того чтобы сгенерировать открытый и секретный ключи для стороны А, доверенный арбитр (Центр) выбирает некоторое число V , которое является квадратичным вычетом по модулю n . Иначе говоря, выбирается такое число V, что сравнение имеет решение и существует целое число: .

Выбранное значение V является открытым ключом для А. Затем вычисляют наименьшее значение S , для которого . Это значение S является секретным ключом для А. Теперь можно приступить к выполнению протокола идентификации.

Биометрические технологии основаны на биометрии, измерении уникальных характеристик отдельно взятого человека. Это могут быть как уникальные признаки, полученные им с рождения, например: ДНК, отпечатки пальцев, радужная оболочка глаза; так и характеристики, приобретённые со временем или же способные меняться с возрастом или внешним воздействием. Например: почерк, голос или походка.

Основным способом защиты информации от злоумышленников считается внедрение так называемых средств ААА, или 3А (authentication, authorization, administration - аутентификация, авторизация, администрирование). Среди средств ААА значимое место занимают аппаратно-программные системы идентификации и аутентификации (СИА) и устройства ввода идентификационных признаков (термин соответствует ГОСТ Р 51241-98), предназначенные для защиты от несанкционированного доступа (НСД) к компьютерам.

При использовании СИА сотрудник получает доступ к компьютеру или в корпоративную сеть только после успешного прохождения процедуры идентификации и аутентификации. Идентификация заключается в распознавании пользователя по присущему или присвоенному ему идентификационному признаку. Проверка принадлежности пользователю предъявленного им идентификационного признака осуществляется в процессе аутентификации.

В состав аппаратно-программных СИА входят идентификаторы, устройства ввода-вывода (считыватели, контактные устройства, адаптеры, платы доверенной загрузки, разъемы системной платы и др.) и соответствующее ПО. Идентификаторы предназначены для хранения уникальных идентификационных признаков. Кроме того, они могут хранить и обрабатывать разнообразные конфиденциальные данные. Устройства ввода-вывода и ПО пересылают данные между идентификатором и защищаемым компьютером.

Биометрическая идентификация – это способ идентификации личности по отдельным специфическим биометрическим признакам (идентификаторам), присущим конкретному человеку.

Биометрическая аутентификация - это опознание индивидуума на основе его физиологических характеристик и поведения. Аутентификация проводится посредством компьютерной технологии без какого-либо нарушения личной сферы человека. Собранные таким образом в базе данных приметы человека сравниваются с теми, которые актуально регистрируются системами безопасности.

Присвоение субъектам и объектам доступа личного идентификатора и сравнение его с заданным перечнем называется идентификацией. Идентификация обеспечивает выполнение следующих функций:

- установление подлинности и определение полномочий субъекта при его допуске в систему,

- контролирование установленных полномочий в процессе сеанса работы;

- регистрация действий и др.

Аутентификацией (установлением подлинности) называется проверка принадлежности субъекту доступа предъявленного им идентификатора и подтверждение его подлинности. Другими словами, аутентификация заключается в проверке: является ли подключающийся субъект тем, за кого он себя выдает.

Биометрические технологии активно применяются во многих областях связанных с обеспечением безопасности доступа к информации и материальным объектам, а также в задачах уникальной идентификации личности.

Применения биометрических технологий разнообразны: доступ к рабочим местам и сетевым ресурсам, защита информации, обеспечение доступа к определённым ресурсам и безопасность. Ведение электронного бизнеса и электронных правительственных дел возможно только после соблюдения определённых процедур по идентификации личности. Биометрические технологии используются в области безопасности банковских обращений, инвестирования и других финансовых перемещений, а также розничной торговле, охране правопорядка, вопросах охраны здоровья, а также в сфере социальных услуг. Биометрические технологии в скором будущем будут играть главную роль в вопросах персональной идентификации во многих сферах. Применяемые отдельно или используемые совместно со смарт-картами, ключами и подписями, биометрия скоро станет применяться во всех сферах экономики и частной жизни.

В данной области биометрия используется для замены (иногда для усиления) стандартной процедуры входа в различные программы по паролю, смарт-карте, таблетке touch-memory и т.д.

Самым распространенным решением на базе биометрических технологий является идентификация (или верификация) по биометрическим характеристикам в корпоративной сети или при входе на рабочую станцию (персональный компьютер, ноутбук и т.д.).

Основные направления:>br>- в магазинах, ресторанах и кафе биометрические идентификаторы используются либо непосредственно как средство идентификации покупателя и последующего снятия денег с его счета, либо для подтверждения права покупателя на какие-либо скидки и другие льготы;

- в торговых автоматах и банкоматах как средство идентификации человека взамен магнитных карточек или в дополнение к ним;

- в электронной коммерции биометрические идентификаторы используются как средства удаленной идентификации через Интернет, что значительно надежнее паролей, а в сочетании со средствами крипто-графии дает электронным транзакциям очень высокий уровень защиты.

В системах контроля и управления доступом (СКУД) с сетевой архитектурой, когда в здании есть несколько входов, оборудованных биометрическими замками, шаблоны биометрических характеристик всех сотрудников хранятся централизованно, вместе с информацией о том, кому и куда (и, возможно, когда) разрешен вход.

В СКУД реализуются следующие технологии распознавания: отпечаток пальца, лицо, форма руки, ра-дужная оболочка глаза, голос.

Основным назначением систем гражданской идентификации и автоматизированных дактилоскопических информационных систем (АДИС) является управление правами, которые предоставлены государством гражданам и иностранцам. Права гражданства, голосования, места жительства или работы для иностранцев, право получать социальное обеспечение и т.д. признаются и подтверждаются с помощью документов и разнообразных карт.

В настоящее время такие системы получили очень широкое распространение из-за того, что некоторые страны стали использовать их для проверки личности въезжающих.

К системам данного типа относятся решения, сочетающие в себе системы первых трех классов.

Сотрудник компании регистрируется у администратора системы всего один раз, и дальше ему автоматически назначаются все необходимые привилегии как на вход в помещение, так и на работу в корпоративной сети и с ее ресурсами.

Кроме этих основных секторов применения в настоящее время начинается активное использование биометрии и в некоторых других областях, таких как:

- игорный бизнес. Биометрия используется по двум направлениям: проверка всех находящихся по "черным спискам" (аналог массовой идентификации по лицам, используемой в аэропортах), а также как система идентификации и платежное средство постоянных клиентов;

- идентификация в мобильных устройствах, таких как мобильные телефоны, компактные ПК и т.д.;

- в транспортной области как платежное средство;

- электронные системы голосования (используются вместо карточек);

- медицина. Биометрия используется для идентификации медицинских работников при получении доступа к закрытым данным и для электронной подписи записей в истории болезни.

Представители:

BioLink - создана в 2000г. и за это время превратилась в ведущего российского разработчика, поставщика и провайдера решений в сфере биометрической идентификации. Компания успела осуществить не только в России, но и за рубежом ряд крупномасштабных проектов (в том числе по созданию системы регистрации жителей Сан-Франциско, получающих пособия и социальные льготы, а также системы регистрации избирателей в Нигерии).

Многочисленные партнеры компании BioLink в России и за рубежом объединены в Биометрический альянс — уникальное содружество ведущих поставщиков передовых решений и систем на основе биометрической идентификации.

Ряд фирм США (Miros, Lau Technologies, Identification Technologies International) уже разработали системы опознавания человека по лицу, действующие подобно полицейскому, проверяющему права водителя автомобиля и сравнивающему его лицо с фотографией в предъявленном документе.

По данным фирмы Master Card (США), разработавшей оптическую биометрическую систему идентификации по отпечаткам пальцев, с времени установки в 1996 г. этой системы в офисах фирмы было проверено 6700 посетителей. Фирма считает, что эта система является наиболее удобной для держателей кредитных карточек.

В системе идентификации фирмы San Bruno (США) используется светодиод с излучением в ближней инфракрасной области спектра для бокового освещения пальцев и получения рельефного дактилоскопического рисунка.

Фирма Fingermatrix (США) разработала принтеры для одного и десяти пальцев, в которых оптическая система располагается под ванночкой со спиртом и водой. Слой жидкости предохраняет поверхность, на которой воспроизводится изображение, от загрязнения и повышает светопропускание.

Другая американская фирма Quatalmage разработала более совершенный коррелятор, в котором применен созданный фирмой пространственный модулятор света высокого быстродействия (время отклика менее 1 мкс) с разрешением 200 линий/мм. Сформированное компьютером изображение направляется в два сегнетоэлектрических пространственных модулятора света, облучаемых светом лазерного диода с длиной волны 830 нм. Лазерный луч проходит через объектив преобразователя Фурье. Быстродействующий пространственный модулятор света усиливает преобразованное по Фурье изображение. Второй лазерный луч с длиной волны излучения 850 нм считывает усиленное изображение и переносит результаты обратно через объектив преобразователя Фурье на интеллек-туальный чувствительный элемент, способный обнаруживать пики корреляции при сравнении до 4000 отпечатков пальцев в 1 с.

В системе "Fastgate", проходящей в настоящее время испытания, применена техника сканирования геометрии руки фирмы Recognition Systems и IBM(США).

С 17 по 19 ноября 2010 г. в Москве пройдет выставка Infosecurity Russia'2010, где отечественные и зарубежные компании примут участие.

Особенности и история

До 11 сентября 2001 года, биометрические системы обеспечения безопасности использовались только для защиты военных секретов и самой важной коммерческой информации. Ну а после потрясшего весь мир террористического акта ситуация резко изменилась. Сначала биометрическими системами доступа оборудовали аэропорты, крупные торговые центры и другие места скопления народа.

В рамках безвизовой программы США подписала с 27 странами соглашение, по которому граждане этих государств смогут въезжать на территорию США сроком до 90 дней без визы при обязательном наличии биометрических документов. Начало действия программы — 26 октября 2005. Среди государств, участвующих в программе — Австралия, Австрия, Бельгия, Великобритания, Германия, Италия, Лихтенштейн, Люксембург, Монако, Нидерланды, Португалия, Сингапур, Финляндия, Франция, Швейцария, Швеция и Япония.

В нём формулируются требования к средствам высоконадежной биометрической аутентификации на базе больших и сверхбольших многослойных искусственных нейронных сетей с большим числом входов и большим числом выходов.

За последние два десятилетия биометрические технологии сделали большой шаг вперед. Во многом этому способствовало распространение микропроцессорных технологий. Еще в 80-е годы систему контроля доступа, использующую биометрические характеристики человека, можно было увидеть лишь в фантастических фильмах. Сегодня же использование в системах контроля и управления доступом (СКУД) биометрических сканеров, практически, не усложняет систему безопасности, и их стоимость для некоторых биометрических методов очень низкая. Более того, около трети ноутбуков выходит сейчас со встроенной системой считывания отпечатка пальцев, а если в ноутбуке есть видеокамера, на него можно установить систему распознавания человека по лицу.

Физиологические (статические) методы

• Сканирование радужной оболочки глаза

• Сканирование сетчатки глаза

• Геометрия кисти руки (рисунок вен, отпечатки пальцев – дактилоскопия, размер, длина и ширина ладоней)

Разработчики традиционных устройств идентификации уже столкнулись с тем, что стандартные методы во многом устарели. Проблема, в частности, состоит в том, что общепринятое разделение методов контроля физического доступа и контроля доступа к информации более несостоятельно. Ведь для получения доступа к серверу иногда совсем не обязательно входить в помещение, где он стоит. Причиной тому - ставшая всеобъемлющей концепция распределенных вычислений, объединяющая и технологию клиент-сервер, и Интернет. Для решения этой проблемы требуются радикально новые методы, основанные на новой идеологии. Проведенные исследования показывают, что ущерб в случаях несанкционированного доступа к данным компаний может составлять миллионы долларов.

Содержание работы

Введение 3
1. Основные характеристики биометрических средств идентификации личности 5
2. Особенности реализации статических методов биометрического контроля 7
Аутентификация по рисунку папиллярных линий 7
Аутентификация по радужной оболочке глаз 8
Идентификация по капиллярам сетчатки глаз 9
Идентификация по геометрии и тепловому изображению лица 9
Идентификация но геометрии кисти руки 12
3. Особенности реализации динамических методов биометрического контроля 15
Идентификация но голосу и особенностям речи 16
Идентификация по ритму работы на клавиатуре 17
Заключение 19
Список использованных источников 22

Файлы: 1 файл

биометрические методы.docx

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Уфимский государственный авиационный технический университет

Факультет информатики и робототехники

Кафедра автоматизированных систем управления

Реферат по дисциплине

Тема: Биометрические методы идентификации и аутентификации пользователя.

Выполнил: студент гр. ПИ-300

Проверил: Антонов В.В.

1. Основные характеристики биометрических средств идентификации личности 5

2. Особенности реализации статических методов биометрического контроля 7

Аутентификация по рисунку папиллярных линий 7

Аутентификация по радужной оболочке глаз 8

Идентификация по капиллярам сетчатки глаз 9

Идентификация по геометрии и тепловому изображению лица 9

Идентификация но геометрии кисти руки 12

3. Особенности реализации динамических методов биометрического контроля 15

Идентификация но голосу и особенностям речи 16

Идентификация по ритму работы на клавиатуре 17

Список использованных источников 22

Введение

В настоящее время информационные системы различного масштаба стали неотъемлемой частью базовой инфраструктуры государства, бизнеса, гражданского общества. Все больше защищаемой информации переносится в ИС. Современные информационные технологии не только обеспечивают новые возможности организации бизнеса, ведения государственной и общественной деятельности, но и создают значительные потребности в обеспечении безопасности для защиты информации.

Известно, что более 25 % злоупотреблений информацией в ИС совершаются внутренними пользователями, партнерами и поставщиками услуг, имеющими прямой доступ к ИС. До 70 % из них – случаи несанкционированного получения прав и привилегий, кражи и передачи учетной информации пользователей ИС, что становится возможным из-за несовершенства технологий разграничения доступа и аутентификации пользователей ИС. Совершенствование методов системы управления доступом и регистрации пользователей является одним из приоритетных направлений развития ИС.

Есть ли выход из этой ситуации? Оказывается, есть, и уже давно. Просто для доступа к системе нужно применять такие методы идентификации, которые не работают в отрыве от их носителя. Этому требованию отвечают биометрические характеристики человеческого организма. Современные биометрические технологии позволяют идентифицировать личность по физиологическим и психологическим признакам.

1. Основные характеристики биометрических средств идентификации личности

Достоинства биометрических идентификаторов на основе уникальных биологических, физиологических особенностей человека, однозначно удостоверяющих личность, привели к интенсивному развитию соответствующих средств. В биометрических идентификаторах используются статические методы, основанные на физиологических характеристиках человека, т. е. на уникальных характеристиках, данных ему от рождения (рисунки папиллярных линий пальцев, радужной оболочки глаз, капилляров сетчатки глаз, тепловое изображение лица, геометрия руки, ДНК), и динамические методы (почерк и динамика подписи, голос и особенности речи, ритм работы на клавиатуре). Предполагается использовать такие уникальные статические методы, как идентификация по подногтевому слою кожи, по объему указанных для сканирования пальцев, форме уха, запаху тела, и динамические методы - идентификация по движению губ при воспроизведении кодового слова, по динамике поворота ключа в дверном замке и т. д.

Биометрические идентификаторы хорошо работают только тогда, когда оператор может проверить две вещи: во-первых, что биометрические данные получены от конкретного лица именно во время проверки, а во-вторых, что эти данные совпадают с образцом, хранящимся в картотеке. Биометрические характеристики являются уникальными идентификаторами, но вопрос их надежного хранения и защиты от перехвата по-прежнему остается открытым

Биометрические идентификаторы обеспечивают очень высокие показатели: вероятность несанкционированного доступа - 0,1 - 0,0001 %, вероятность ложного задержания - доли процентов, время идентификации - единицы секунд, но имеют более высокую стоимость по сравнению со средствами атрибутной идентификации.

Тенденция значительного улучшения характеристик биометрических идентификаторов и снижения их стоимости приведет к широкому применению биометрических идентификаторов в различных системах контроля и управления доступом. В настоящее время структура этого рынка представляется следующим образом: верификация голоса - 11 %, распознавание лица -15 %, сканирование радужной оболочки глаза - 34 %, сканирование отпечатков пальцев - 34 %, геометрия руки - 25 %, верификация подписи - 3 %.

Любая биометрическая технология применяется поэтапно:

- извлечение индивидуальной информации;

- сравнение текущего шаблона с базой данных.

2. Особенности реализации статических методов биометрического контроля

Аутентификация по рисунку папиллярных линий

Папиллярные узоры на пальцах человека уникальны для каждого человека. В этом и есть основа данного метода. Отпечаток, полученный с помощью специального сканера, преобразуется в цифровой код (свертку), и сравнивается с ранее введенным эталоном. Данная технология является самой распространенной по сравнению с другими методами биометрической аутентификации.

Технология сканирования отпечатков пальцев - одна из самых распространенных. Отпечатки индивидуальны для каждого человека и не меняются в течение всей жизни, поэтому их относят к статическим методам распознавания.

На данный момент существуют три типа сканеров отпечатков:

оптические (FTIR, оптоволоконные, оптические протяжные и др.),
полупроводниковые (термосканеры, протяжные термосканеры, емкостные и др.)
ультразвуковые

Все они работают по разным принципам, но в итоге получают схожие изображения, которые в соответствии с определенными математическими алгоритмами преобразуются в контрольную сумму.

Аутентификация по радужной оболочке глаз

Рисунок радужной оболочки глаза также является уникальной характеристикой человека, причем для ее сканирования достаточно портативной камеры со специализированный программным обеспечением, позволяющим захватывать изображение части лица, из которого выделяется изображение глаза, из которого в свою очередь выделяется рисунок радужной оболочки, по которому строится цифровой код для идентификации человека.

Время первичной обработки изображения в современных системах примерно 300-500мс, скорость сравнения полученного изображения с базой имеет уровень 50000-150000 сравнений в секунду на обычном ПК. Такая скорость сравнения не накладывает ограничений на применения метода в больших организациях при использовании в системах доступа. При использовании же специализированных вычислителей и алгоритмов оптимизации поиска становится даже возможным идентифицировать человека среди жителей целой страны.

Характеристики FAR(коэффициентом ошибочных подтверждений) и FRR(коэффициентом ошибочных отказов) для радужной оболочки глаза наилучшие в классе современных биометрических систем (за исключением, возможно, метода распознавания по сетчатке глаза).

Преимущества метода. Статистическая надёжность алгоритма. Захват изображения радужной оболочки можно производить на расстоянии от нескольких сантиметров до нескольких метров, при этом физический контакт человека с устройством не происходит. Радужная оболочка защищена от повреждений — а значит, не будет изменяться во времени. Так же, возможно использовать высокое количество методов, защищающих от подделки.

Недостатки метода. Цена системы, основанной на радужной оболочке выше цены системы, основанной на распознавании пальца или на распознавании лица. Низкая доступность готовых решений.

Идентификация по капиллярам сетчатки глаз

При идентификации по сетчатке глаза измеряется угловое распределение кровеносных сосудов на поверхности сетчатки относительно слепого пятна глаза и другие признаки. Сканирование сетчатки происходит с использованием инфракрасного света низкой интенсивности, направленного через зрачок к кровеносным сосудам на задней стенке глаза. Замеры ведутся по 320 точкам фотодатчиками и результирующий аналоговый сигнал с помощью микропроцессора преобразуется в цифровой вид.

С точки зрения безопасности данная система выгодно отличается от всех других, использующих биометрические терминалы, не только малым значением коэффициентов ошибок, но и использованием специфического аутентификационного атрибута, который практически невозможно негласно подменить для обмана системы при проверке.

К недостаткам подобных систем следует отнести то, что надо следить за положением глаза относительно отверстия, поскольку подобные системы, как правило, чувствительны к неправильной ориентации сетчатки.

Идентификация по геометрии и тепловому изображению лица

Обычно камера устанавливается на расстоянии нескольких десятков сантиметров от объекта. Получив изображение, система анализирует различные параметры лица (например, расстояние между глазами и носом). Большинство алгоритмов позволяет компенсировать наличие у исследуемого индивида очков, шляпы и бороды. Для этой цели обычно используется сканирование лица в инфракрасном диапазоне, но пока системы такого типа не дают устойчивых и очень точных результатов.

В настоящее время существует четыре основных метода распознавания лица, различающихся сложностью реализации и целью применения:

Читайте также: