Бондарев Физическая засчита ядерных обектов 2008

Рисунок радужной оболочки. Радужная оболочка (окрашенная часть, ирис) каждого глаза абсолютно уникальна. Даже у однояйцовых близнецов рисунки радужек разные. Радужная оболочка защищена от внешней среды роговицей и тканевой жидкостью; в отличие от сетчатки, однако, радужная оболочка ясно видна на расстоянии. Случайные рисунки ириса созданы сплетением сетчатой структуры соединительной ткани и других видимых признаков (слоев, борозд, корон, впадин, пятен и т.п.). Рисунок ириса стабилен в течение всей жизни. Пример рисунка ириса показан на рис. 3.18,а, а вводимое изображение в систему с результатом обработки (двумерный код) – на рис. 3.18,б.

Для фиксации и ввода данной биометрической характеристики используются специальные считывающие устройства, применяющие телевизионную технику. Примеры реализации таких считывающих устройств приведены на рис. 3.19.

Процесс идентификации по ирису начинается с получения изображения глаза. Для считывания пользователю достаточно посмотреть на специальное отверстие считывающего устройства с расстояния примерно 1 м. Далее на изображении выделяются границы зрачка и радужки, исключаются зоны, прикрытые веком, устраняются блики, определяется фокус для обработки изображения. Затем изображение ириса обрабатывается и кодируется. Поиск в базе данных осуществляется в реальном времени, поэтому скорость идентификации достаточно высока (при 10 тыс. зарегистрированных пользователей она составляет 2 с). Непосредственно в устройстве может храниться информация о большом количестве субъектов доступа (например, 1500). При хранении данных на компьютере число таких субъектов не ограничено.

131

а)

б)

Рис. 3.18. Изображение радужной оболочки глаза (а), обрабатываемое изображение с результатом обработки (б)

Очки и контактные линзы не являются помехой работе системы. Реакция ириса на свет и естественное колебание зрачка делают невозможным обмануть систему при помощи подстановки фотографии.

Характеристики некоторых из систем представлены в табл. 3.2. Системы аутентификации на основе анализа радужной оболочки

132

глаза обладают очень высокой точностью. В частности, система фирмы IriScan считается одной из самых точных биометрических систем в настоящее время.

Рис. 3.19. Считыватели рисунка радужной оболочки глаза

Расположение кровеносных сосудов сетчатки глаза. Ряд биометрических систем проводит автоматическую аутентификацию человека на основании уникальной картины расположения кровеносных сосудов сетчатки глаза (глазного дна). Внешний вид такой системы показан на рис. 3.20.

При работе подобных систем пользователи должны смотреть в видоискатель прибора. Участок сетчатки сканируется неполяризованным светом низкой интенсивности. Различная интенсивность отраженного света отображает расположение кровеносных сосудов.

Характеристики одной из систем аутентификации по расположению кровеносных сосудов сетчатки глаза Icam 2001 (фирмы EyeDentify) приведены в табл. 3.2.

133

Рис. 3.20. Считыватели рисунка расположения кровеносных сосудов сетчатки глаза

Сравнение характеристик двух систем аутентификации, связанных с анализом изображения элементов глаза человека, показывает, что оба подхода обладают, во-первых, малой вероятностью ошибочного пропуска неуполномоченного субъекта, что говорит о высокой эффективности этих систем. Во-вторых, вероятность ошибочного отказа уполномоченному субъекту в первой системе существенно ниже аналогичной характеристики у второй системы. В- третьих, и быстродействие у этой системы выше. Все это дает определенные преимущества первой системе.

Кроме этого к недостаткам второй системы можно отнести более высокую цену и неудобство ее использования. Процесс получения изображения сетчатки глаза неприятен пользователям – многие стараются избежать аутентификации, защищая свои глаза. Поэтому область применения технологий аутентификации по расположению кровеносных сосудов сетчатки глаза – объекты высокой степени секретности.

Папиллярные узоры. Кожа человека состоит из двух слоев. Наружный слой называется эпидермисом, а второй, более глубокий, – дермой. Поверхность дермы, прилегающая к эпидермису, образует многочисленные выступы – так называемые дермальные

134

сосочки. На ладонных поверхностях кистей, в частности пальцев, дермальные сосочки складываются в ряды. Поэтому эпидермис, повторяющий строение внешнего слоя дермы, на этих участках тела образует небольшие складки, отображающие и повторяющие ход рядов дермальных сосочков. Эти складки называются папиллярными линиями и отделяются друг от друга неглубокими бороздками. Папиллярные линии, особенно на поверхностях пальцев кисти, образуют различные узоры, называемые папиллярными узорами.

Таблица 3.2. Характеристики систем биометрической аутентификации

Биометрии-	Тип/	FRR,	FAR,	Tc,
ческая ха-	фирма	%	%	с
ракте-
ристика		0,00066
	System 2000EAC/		0,00078	2
Радужная	IriScan
оболочка	ЕС-I 400/	0,00001	0,0001	1
глаза	Evermedia Co., Ltd	0,4
Сетчатка	Icam 2001/		0,001	4
глаза	EyeDentify	1
	Identix		0,0001	0,5
Отпечаток	U.are.U 4000/	1,4	0,01	1
	DigitalPersona
пальца	StartekBioMet	1	0,0001	1
	«Кордон»	1	0,0001	1
	DS-100	-	0,001	1-3
	Partners Recognition	0,1	0,1	1
Кисть руки	Systems	0,1	0,1	1
	Digi-2	0,01	0,01	1
	HandKey-II/	0,001	0,00001	1
	Recognition Systems	5
Особенности	Voice Guardian		2	-
голоса	SpeakerKey	4,3	0,66	-
	«Кристалл»	2-4	0,7	-
Особенности	«Кристалл»	1-3	1,0	-
почерка	IBM	0,2	0,4	12,5

135

Рисунок папиллярного узора (рис. 3.21) на протяжении всей жизни человека остается неизменным, размер узора окончательно фиксируется к 18 – 20 годам. Папиллярный узор каждого пальца любого человека индивидуален и присущ только этому пальцу. После любых повреждений эпидермиса, не затрагивающих сосочков дермы, папиллярный узор в процессе заживления восстанавливается в прежнем виде. Если повреждены сосочки дермы, то образуется рубец, в определенной мере деформирующий в этом месте узор, но не изменяющий его первоначального общего рисунка и деталей строения в других местах.

Рис. 3.21. Рисунок папиллярного узора пальца человека

Для ввода образа отпечатка пальца используется несколько типов датчиков. Существуют датчики, измеряющие электроемкость выступов и впадин на коже пальца. Действие оптических датчиков основано на том факте, что зоны контакта выступающих папиллярных линий имеют более низкий коэффициент отражения света. Ультразвуковые датчики позволяют минимизировать влияние на результат распознавания грязи и пыли. Перспективна технология получения, обработки и хранения голограмм отпечатков.

Конструкции считывателей различного типа показаны на рис.3.22. При этом они могут быть автономными (рис. 3.22,а,б), комбинироваться с другими средствами аутентификации, напри-

136

мер, со считывателями ПИН-кода (рис. 3.22,в) или выполняться в едином конструктиве с исполнительным устройством – замком

(рис. 3.22,г).

а)

б)

в)

г)

Рис. 3.22. Считыватели отпечатка пальца

В некоторых системах предусмотрены меры защиты от использования муляжей пальцев, а также корректировка изображения в соответствии с состоянием кожи пальца – возможны настройки контрастности и яркости, регулировка уровня белого.

Характеристики наиболее популярных систем аутентификации по отпечаткам пальцев приведены в табл. 3.2. Их анализ показывает наличие высокого быстродействия, низкой вероятности ошибоч-

137

ного пропуска неуполномоченных субъектов и большую по сравнению с первыми двумя методами вероятность ошибочного задержания уполномоченных субъектов.

Достоинства систем идентификации по папиллярным узорам – небольшие размеры устройств, удобство (можно встраивать сканеры даже в клавиши), невысокая (и постоянно снижающаяся) стоимость систем, высокая точность. К недостаткам технологии следует отнести возможность влияния на результат следов предыдущего отпечатка, порезов, грязи. Имеется и психологическая проблема – у некоторых людей снятие отпечатков пальцев устойчиво ассоциируется с криминалистикой.

Области применения технологии – управление доступом в режимные помещения, к источникам информации (в том числе компьютерам и вычислительным сетям), юридическое подтверждение права на использование различных документов и пластиковых карт.

Форма кисти руки. В некоторых биометрических системах при аутентификации человека анализируется форма кисти руки.

Несмотря на изменение формы кисти как с течением жизни человека, так и за относительно короткие сроки, практически постоянными остаются отношения размеров, форма пальцев, расположение суставов. В современных системах распознавания по форме руки применяется компенсация – образец корректируется при каждой успешной аутентификации. Принцип аутентификации по кисти руки человека поясняет рис. 3.23, а некоторые характеристики наиболее распространенных систем приведены в табл. 3.2.

Данный метод предусматривает сличение профиля руки входящего человека с ранее полученным шаблоном по размеру ладони, длине, ширине и толщине пальцев и по ряду других параметров (рис. 3.22, а). Первоначальная запись шаблона геометрии руки реализуется с помощью трехразового сканирования кисти руки со-

трудника и усреднения полученной информации. 138

а)	б)

Рис. 3.23. Аутентификация по форме кисти руки

Для того чтобы биометрическая система могла произвести считывание, человек должен положить ладонь руки на панель устройства, а специальные штырьки-фиксаторы помогают скорректировать ее расположение (рис. 3.23,а,б). Встроенные светодиоды на панели считывателя сигнализируют о корректности расположения ладони, что упрощает взаимодействие человека с устройством.

Процедура верификации кисти руки осуществляется с помощью инфракрасной подсветки и регистрации данных специальной CCD-телекамерой. За счет боковых зеркал, которые попадают в обзор телекамеры, устройство также получает информацию о толщине и габаритах кисти руки. Отсканированное изображение биометрических показателей преобразуется по специальному алгорит-

му в цифровую информацию (размер шаблона – 9 байт), после чего

происходит сравнение данных с шаблоном, хранящимся в памяти. По результатам соответствия полученной информации шаблону биометрическая система принимает соответствующее решение.

139

Считыватель геометрии кисти руки, как правило, комбинируется с устройством ввода ПИН-кода (рис. 3.23, б) и может сочетаться с карточными системами идентификации.

Двухэтапная или даже трехэтапная процедура идентификации пользователя, с одной стороны, существенно повышает уровень безопасности, а с другой стороны, позволяет практически мгновенно осуществить проверку из базы данных. То есть, набирая свой индивидуальный код на клавиатуре системы (или, как вариант, используя карту доступа), человек, перед тем как пройти верификацию по форме кисти руки, заранее «сообщает» биометрическому считывателю, с каким именно шаблоном сравнивать полученные данные. Таким образом, время верификации по форме кисти руки не превышает 1 с, а общее время идентификации в системе с учетом набора кода или использования электронной карты составляет

1 – 5 с.

Как и многие другие биометрические системы доступа, современные системы аутентификации по форме кисти руки (например, HandKey-II) позволяют регулировать идентификационный порог верификации формы кисти руки, что позволяет настраивать каждый отдельно взятый считыватель в соответствии с необходимым уровнем безопасности. При высоком уровне идентификационного порога неизбежно снижается скорость считывания и распознавания, а при низком – возрастает вероятность ошибок FRR («ложный отказ») и ошибок FAR («ложный допуск»).

Для обеспечения максимального уровня безопасности биометрическая система доступа может быть настроена на максимальный уровень идентификационного порога, при котором, например, у системы HandKey-II ошибка FRR составит 0,001 %, а FAR – всего лишь 0,00001 % (см. табл. 3.2).

140