Биометрические технологии

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Оглавление. 

1. Введение

2. Определение и основные виды биометрических технологий

3. История

4. Принципы работы

5. Технологии

       5.1.Статистические методы идентификации

       5.2. Динамические методы идентификации

6.  Параметры биометрических систем

7. Применение

8. Русское биометрическое  общество

9. Вывод 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

         В настоящее время современную  систему безопасности нельзя представить  не только без привычных средств, обеспечивающих защищенность объекта, но и без применения возможностей биометрических технологий, которые привлекают все большее внимание потребителей.

         Биометрические  системы безопасности позволяют  автоматически распознавать человека по его физиологическим или поведенческим  характеристикам.

         Одна  из самых важных характеристик биометрических систем - точность, то есть способность системы достоверно различать биометрические характеристики, принадлежащие разным людям, и надежно "узнавать своих".

         Важным  преимуществом идентификации на основе биометрических параметров является теоретическая возможность ее полной автоматизации. Для этого требуется лишь создать определенную биометрическую базу и соединить ее со считывающим устройством или сенсором.

         Реализация  крупных биометрических проектов на государственном уровне, как ответ на террористические и иные угрозы, разрушила негативное отношение к данной технологии идентификации личности, что сделало их привлекательными для коммерческого использования корпоративными клиентами.

         Биометрические  характеристики, в отличии от различных удостоверений, карточек или паролей, нельзя украсть или передать другому человеку, тем не менее, проблема подделки существует и здесь. Но об этом позднее. 
 
 
 

Определение и  основные виды биометрических технологий

         Для начала определимся с основным понятием данной работы. Биометрические технологии — это технологии идентификация человека по уникальным, присущим только ему биологическим признакам.  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. Исходя из этого выделяются две основных группы — в зависимости от того, является ли идентификатор неизменным (в течение длительного времени) или изменяющимся.

         Первая  группа- статические методы идентификации. Они основаны на анализе неизменных физиологических характеристик человека. В число этих характеристик входят:

• отпечатки пальцев (на использовании этих идентификаторов строится самая распространенная, удобная и эффективная биометрическая технология);
• форма и геометрия лица (с этими идентификаторами работают технологии распознавания двумерных изображений лиц, черпаемых из фотографий и видеоряда);
• форма и строение черепа (для большей благозвучности компании, действующие в данной сфере, предпочитают говорить о технологиях распознавания человека по трехмерной модели лица);
• сетчатка глаза (практически не используется в качестве идентификатора);
• радужная оболочка глаза (довольно распространение технологии);
• геометрия ладони, кисти руки или пальца (используется в нескольких узких сегментах рынка);
• термография лица, термография руки (основанные на использовании этих идентификаторов технологии еще не получили широкого распространения);
• рисунок вен на ладони или пальце руки (соответствующая технология становится популярной, но ввиду дороговизны сканеров пока не используется широко);
• ДНК (в основном в сфере специализированных экспертиз);

         Вторая  группа- динамические методы идентификации. Они, в свою очередь, основываются на анализе поведенческих характеристик личности — особенностей, присущих каждому человеку в процессе воспроизведения какого-либо действия. Динамические методы существенно уступают статическим в точности и эффективности и, как правило, используются в качестве вспомогательных.  

         Применяемые идентификаторы динамического метода:

• динамика клавиатурного набора (довольная удобная в применении, но существует большая вероятность ошибок типа FRR);
• голос (получил широкое распространении, но имеет ряд недостатков);
• движение губ;
• походка;
• особенности начертания рукописного текста (в основном используется подпись).

 

История

         Если  говорить о биометрии вообще, то это раздел вариационной статистики, с помощью методов которого производят обработку экспериментальных данных и наблюдений, а также планирование количественных экспериментов в биологических исследованиях. Биометрия сложилась в XIX веке.

         У истоков биометрии стоял Фрэнсис Гальтон (1822—1911). Первоначально он готовился стать врачом, однако обучаясь в Кембриджском университете, увлекся естествознанием, метеорологией, антропологией, теорией наследственности и эволюции. В книге (1889), посвященной теории наследственности, Ф. Гальтон впервые ввел в употребление термин “biometry”; в это же время им были разработаны основы корреляционного анализа (корреляция — статистическая взаимосвязь двух или нескольких случайных величин). Таким образом, Ф. Гальтон заложил основы новой науки и дал ей имя, однако в стройную научную дисциплину ее превратил математик Карл Пирсон (1857—1936). В 1984 г. он возглавил кафедру прикладной математики в Лондонском университете, а в 1889 г. познакомился с Ф. Гальтоном и его работами. Большую роль в жизни К. Пирсона сыграл зоолог Ф. Велдон. Помогая ему в анализе полученных данных, К. В 1903 г. К. Пирсон разработал основы теории сопряженности признаков, а в 1905 г. опубликовал основы нелинейного корреляционного анализа и метода нелинейной регрессии.

         Следующий этап развития биометрии связан с  именем великого английского статистика Рональда Фишера (1890—1962). Во время обучения в Кембриджском университете он знакомится с трудами Г. Менделя и К. Пирсона. Вначале (1913—1915) Р. Фишер был статистиком на одном из предприятий, преподавал физику и математику в средней школе (1915—1919), работал статистиком на опытной сельскохозяйственной станции в Ротамстеде (1919—1933). Затем с 1933 по 1943 г. он занимал должность профессора в Лондонском университете, а с 1943 по 1957 г. заведовал кафедрой генетики в Кембридже. За эти годы ученый разработал теорию выборочных распределений, методы дисперсионного и дискриминантного анализа, теорию планирования экспериментов, метод максимального правдоподобия и многое другое, что составляет основу современной прикладной статистики, в том числе в генетике.

         В 1938 г. была создана Биометрическая секция американской статистической ассоциации. Затем в 1947 г. в Вудс-Холе (США) была проведена «Первая международная биометрическая конференция», на которой было организовано Международное биометрическое общество. Конференции Международного биометрического общества проходили в 1949 г., 1953 г., 1958 г., 1963 г., 1967 г. и т. д.

         В 1978 г. было организовано Международное общество клинической биостатистики (ISCB), национальные отделения которого есть в нескольких десятках стран, включая США, Англию, Францию, Италию, Канаду, Испанию, Польшу, Венгрию, Южную Африку, Кению и т. д. Кроме организованного в 1901 г. Пирсоном и Гальтоном журнала «Biometrika» стали выходить журналы «Biometrics» (с 1945 г.), «Biometrische Zeitschrift» (с 1959 г.). Расширение сферы применения статистики привело к тому, что в послевоенные годы за рубежом появились и другие журналы аналогичной направленности, например «Психометрика», «Технометрика», «Эконометрика» и «Наукометрика», материалы которых посвящены применению статистики в различных областях науки. Уже 16 лет издательством JOHN WILEY & SONS издается специализированный журнал «Statistics in Medicine». В 1998 г. это издательство выпустило 6-томную «Энциклопедию биостатистики», содержащую более 2 тысяч статей и общей стоимостью около полутора тысяч долларов. Наряду с этим созданы многочисленные факультеты эпидемиологии и биостатистики, школы и курсы по биостатистике, издано огромное количество специализированной литературы по биометрии и т. д.

         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. Повышенный спрос спровоцировал исследования в этой области, что, в свою очередь, привело к появлению новых устройств и целых технологий. Естественно, увеличение рынка биометрических устройств привело к увеличению числа компаний, занимающихся ими, создавшаяся конкуренция послужила причиной к весьма значительному уменьшению цены на биометрические системы обеспечения информационной безопасности.

         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 июне 2005 было заявлено, что к концу  года в России будет утверждена форма нового заграничного паспорта. А в 2007 он  введён в массовое обращение. Кроме отпечатков пальцев, в паспорта могут поместить биометрическую информацию, например,  изображение радужной оболочки глаза и другие идентификационные признаки человека, записываемые на специальную микросхему. Но этот процесс продолжается и сейчас. С 1 марта 20010 года наряду со старыми- обычными заграничными паспортами будут выдаваться новые, которые имею более длинный срок действия- 10 лет. 

Принципы работы

         Все биометрические системы работают практически  по одинаковой схеме. Во-первых, система запоминает образец биометрической характеристики (это называется процессом записи). Во время записи некоторые биометрические системы могут попросить сделать несколько образцов для того, чтобы составить наиболее точное изображение биометрической характеристики. Затем полученная информация обрабатывается и преобразовывается в математический код. Кроме того, система может попросить произвести ещё некоторые действия для того, чтобы «приписать» биометрический образец к определённому человеку. Например, персональный идентификационный номер (PIN) прикрепляется к определённому образцу, либо смарт-карта, содержащая образец, вставляется в считывающее устройство. В таком случае, снова делается образец биометрической характеристики и сравнивается с представленным образцом.

         Идентификация по любой биометрической системе проходит четыре стадии:

• Регистрация идентификатора (запись) — физический или поведенческий образец запоминается системой;
• Выделение — уникальная информация выносится из образца и составляется биометрический образец;
• Сравнение — сохраненный образец сравнивается с представленным;
• Совпадение/несовпадение — система решает, совпадают ли биометрические образцы, и выносит решение.

         Подавляющее большинство людей считают, что  в памяти компьютера хранится образец отпечатка пальца, голоса человека или картинка радужной оболочки его глаза. Но на самом деле в большинстве современных систем всё совсем не так. В специальной базе данных хранится цифровой код длиной до 1000 бит, который ассоциируется с конкретным человеком, имеющим право доступа. Сканер или любое другое устройство, используемое в системе, считывает определённый биологический параметр человека. Далее он обрабатывает полученное изображение или звук, преобразовывая их в цифровой код. Именно этот ключ и сравнивается с содержимым специальной базы данных для идентификации личности и выносит решение.