Обзор биометрических технологий. - BioinforMatix.ru - портал по биоинформатике, имейджингу и биософту

Обзор биометрических технологий.

Печать E-mail
Автор livescience.ru   
17.11.2008 г.

Биометрические технологии прошли долгий путь от их возникновения в начале 1980-х. Сегодня они могут быть найдены во многих местах,   а  в будущем, возможно, станут повсеместны. Основа для их использования проста: биометрика использует измерение каких-либо параметров тела человека для генерации положительной личной идентификации – без использования каких-либо карт, паролей, пин-кодов и других спорных методов доступа. В случае биометрики вашим идентификатором является ваше тело (или его часть). Подобный подход намного затрудняет подделку или возможную потерю идентификатора.

Многие годы используются различные биометрические технологии:

Сканеры отпечатков пальцев.

Наиболее распространенной на сегодня является технология распознавания отпечатков пальцев. Полиция уже давно использует отпечатки пальцев для установления личности преступников. Это связано с тем, что каждый отпечаток является уникальным, что делает возможным идентификацию каждого человека по его отпечаткам. В сканерах рисунок отпечатка преобразуется в уникальный код. При этом обычно используется не весь рисунок,  а  только характерные места – там, где линии, например, сливаются, раздваиваются или «петляют».

Сканирование пальца происходит с помощью источника света – лазера или, что более распространено, посредством светодиода. Затем изображение попадает на CCD-матрицу (такую же, что используется в цифровых видеокамерах) или CMOS-матрицу. Наконец, остальные чипы генерируют уникальный код, основанный на рисунке отпечатка. Данный код хранится в базе данных – либо на удаленном компьютере, если сканером является дешевая USB-модель, либо в самом устройстве. Наконец, после того, как человек приложит палец к сканеру, код его отпечатка сравнится с хранящимися в базе, чтобы идентифицировать его. Алгоритмы преобразования отпечатка в код тщательно охраняются.

Наиболее привлекательной стороной использования данной технологии является ее цена. Так, например, защита вашего компьютера с помощью такой системы, выполненной в виде мыши, стоит менее 0. Все это делает сканирование отпечатков пальцев самой востребованной из всех биометрических технологий.

Однако у данной системы есть и недостатки. Например, пальцы могут быть покрыты мозолями или стерты после тяжелой работы; на них может быть грязь; кожа может шелушиться. Все это затрудняет чтение отпечатка пальца. Некоторые люди испытывают трудности с дешевыми моделями из-за того, что у них слабо выражен центральный «завиток» на подушечке пальца (устройства используют его, чтобы найти центр изображения и сгенерировать код). Далее, так как изображения превращаются в код, то возможно такое, что два изображения получат одинаковый код. Из-за этого любая модель ограничена по количеству верно определяемых отпечатков.

В настоящее время развивается новая технология, которая считывает до пяти слоев кожи вглубь пальца, работает даже при стертых или грязных руках. Обычно же сканеры дополняются вспомогательными системами (например, введения кода) для 100%-ной безопасности.

Ниже представлены некоторые сканеры:

Биометрика: Биометрический замок для двери
Биометрический замок для двери.
Биометрический замок с учетом посещаемости
Биометрический замок с учетом посещаемости.

 

Биометрика: Дешевая система защиты для компьютера, подключается через USB-порт
Дешевая система защиты для компьютера, подключается через USB-порт.
Биометрика: Сканеры рук
Сканер с применением магнитной карты.

Сканеры рук.

Вторыми по популярности устройствами являются сканеры рук. Они работают путем измерения параметров рук человека, как правило, пальцев. Это основано на том, что у каждого человека разная длина пальцев. Даже в том случае, если найдутся два человека с одинаковой длиной одного пальца, комбинация длин разных пальцев будет все равно уникальной.

В ранних моделях таких сканеров использовалось заднее освещение или лазеры, тогда как современные основаны на измерении электрического сопротивления, что создает меньше технических проблем и требований на потребление энергии. В таком устройстве человек помещает руку на металлическую или пластиковую подложку,  а  затем оно измеряет электрический ток, идущий от руки. Благодаря этому, сканер определяет области, где рука соприкасается с подложкой, и по ним вычисляет длину пальцев.

В отличие от сканеров отпечатков пальцев, сканеры рук не требуют компьютера – все необходимые вычисления производятся внутри. Большинство моделей также имеет клавиатуру, где человек может вводить данные или идентификационный номер. Предлагаемые на рынке модели могут хранить от 50 до 500 измерений различных рук.

Данная технология иногда также имеет ложные срабатывания – когда пользователи неправильно помещают ладонь на сканирующее устройство. По этой причине большинство моделей требует введения идентификационного номера. В целом, такие устройства являются весьма «неприхотливыми» и идеально подходят для людей с грязными и стертыми руками на заводах и фабриках.

Сканеры глаз.

Технология сканирования радужной оболочки глаза была впервые предложена в 1936 году офтальмологом Франком Бурхом (Frank Burch). Он отметил, что радужка глаза каждого человека является уникальной. В 1994 году Джон Дафман (John Daugman) из компании Iridian Technologies запатентовал алгоритм для обнаружения таких различий.

 

Биометрика: Сканер для глаз
 
 Сканер для глаз.

Сканеры глаз анализируют различные детали цветной ткани, окружающей зрачок. Для сканирования используется обычная видеокамера. При этом пользователь смотрит в устройство,  а  после сканирования радужной оболочки оно сравнивает полученное изображение с имеющимися в базе. Процесс опознавания варьируется, но обычно составляет менее пяти секунд. При этом для сканирования достаточно лишь быстрого взгляда в устройство.

Для предотвращения использования поддельных глаз, некоторые модели изменяют поток света, идущий в глаз, и следят за реакцией зрачка – не изменяющийся размер свидетельствует о подделке.

В настоящее время подобные сканеры используются в различных военных и правоохранительных структурах. Однако они не получили такого широкого распространения, как сканеры отпечатков пальцев, несмотря на свою более высокую безопасность. Обычно такие сканеры громоздки.

Сканеры сетчатки имеют аналогичный принцип работы, однако при этом человек должен находиться очень близко к камере. Данная камера фиксирует изображение крошечных кровеносных сосудов на сетчатке, подсвеченных слабым лазером. Считается, что подобные сканеры невозможно обмануть, и потому они устанавливаются в зонах с очень высокой безопасностью. Их высокая стоимость и необходимость помещать глаз близко к камере мешает их более широкому использованию.

Распознавание лица.

Никогда не забудете лица? Почему? Это связано с тем, что лицо каждого человека уникально – настолько, чтобы создать новую технологию идентификации людей. Однако относительно нее существуют серьезные этические сомнения.

В отличие от всех других технологий, где человек должен производить какие-то действия, данная технология может все сделать сама,  а  человек даже не узнает о ее существовании. В основе ее работы лежит получение снимка лица, с последующим вычислением расстояния между глазами, ширины рта и еще до 50 других лицевых параметров. После этого происходит поиск по базе имеющихся изображений.

Биометрика: Стереоскопическая система сканирования лица

 

Стереоскопическая система сканирования лица.

Во время Олимпийских игр в Сиднее, в 2000 году, полиция определила двух перевозчиков наркотиков из Мексики, которые разыскивались в США. Она проследила за ними до аэропорта,  а  затем предупредила службы США, которые схватили их на Гавайях. Эти люди попались в руки полиции случайно, во время посещения стадиона. В это время службы безопасности только что установили систему распознавания лиц для предотвращения террористических актов и загрузили в нее огромную базу данных террористов и преступников. Соответственно, после того, как наркоторговцы прошли через вход стадиона – вместе с тысячами других людей – система их обнаружила.

Аналогичная система используется лондонской полицией для поиска преступников. Крупные супермаркеты также применяли системы распознавания лиц для предотвращения краж, однако некоторые из них были убраны после жалоб адвокатов и покупателей.

Последние исследования показали, что даже при наилучших условиях, уровень ошибок может достигать 40%, что требует дополнительных форм проверки личности. Однако их возможность работать с уже имеющимися системами видеонаблюдения делает их весьма привлекательными. Для этого достаточно установить компьютер с программой распознаваний и базой фотографий и подсоединить его к видеокамерам.

В более надежных системах используются стереоскопические камеры. При этом создается трехмерная модель лица. Таким образом, появляется возможность учета дополнительных лицевых особенностей, что заметно снижает риск ошибок.

Большинство систем умеют обрабатывать такие вещи, как шляпы, очки и острые углы зрения, однако при этом увеличивается вероятность ошибки.

Защитники прав человека ссылаются на четвертую поправку к Конституции США, запрещающую необоснованную слежку и арест. Однако силовые ведомства говорят, что это всего лишь расширение их возможностей наблюдения.

Распознавание поведения.

Технология, которую часто забывают при рассмотрении биометрических технологий, но которая широко используется и завоевывает популярность, - это методика изучения поведения человека. Основанные на этом компьютерные программы отслеживают определенные черты поведения, например, особенности печатания на клавиатуре или совершаемые покупки.

Так, кредитные компании имеют истории покупок людей. Соответственно, любые необычные заказы отслеживаются компьютерной программой, и по ним выдается предупреждение персоналу, чтобы была проверена личность покупателя.

В компьютерных сетях эффективным способом является слежение за скоростью печатания на клавиатуре, чтобы отслеживать неавторизованных пользователей. Для защиты используется и информация об интернет-сайтах, которые посещает человек, используемых программах и файлах, и особенностях работы в целом.

Большим преимуществом такого подхода является низкая стоимость, высокая эффективность и незаметная работа.

Заключение.

Резкое увеличение краж личных данных и угрозы терроризма, в совокупности со снижением цен на все биометрические технологии, приведет к значительному росту рынка биометрии в ближайшие 3-5 лет. Уже сейчас многие технологии используются, и также идет их постоянное улучшение, чтобы исключить ложное определение.

Как правило, новые изобретения вызывают недовольство, однако биометрические технологии привели к целой буре протестов от групп по защите прав человека. Однако это сможет лишь затормозить, но не остановить внедрение биометрики. Эксперты же отмечают, что необходимая дополнительная работа по разрешению этических проблем.

Последнее обновление ( 13.04.2009 г. )
 
« Пред.   След. »


Copyright 2012 Bioinformatix.ru