Методы идентификации личности

2.2. Статические методы идентификации

     По  отпечатку пальца:

     В основе этого метода лежит уникальность для каждого человека рисунка  паппилярных узоров на пальцах. 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[3].

     По  форме ладони:

     Данный  метод построен на геометрии кисти  руки. С помощью специального устройства, состоящего из камеры и нескольких подсвечивающих диодов, которые, включаясь  по очереди, дают разные проекции ладони, строится трехмерный образ кисти руки, по которому формируется свертка и идентифицируется человек.

     По  расположению вен на лицевой стороне  ладони:

     С помощь инфракрасной камеры считывается  рисунок вен на лицевой стороне  ладони или кисти руки. Полученная картинка обрабатывается и по схеме  расположения вен формируется цифровая свертка[4].

     По  сетчатке глаза:

     Точнее  это способ называется идентификация  по рисунку кровеносных сосудов  глазного дна. Для того чтобы этот рисунок стал виден, нужно посмотреть на удаленную световую точку, глазное  дно подсвечивается и сканируется  специальной камерой[3].

     По  радужной оболочке глаза:

     Рисунок радужной оболочки глаза также является уникальной характеристикой человека. Для ее сканирования существуют специальные  портативные камеры со специализированным программным обеспечением. Опознавание происходит следующим образом. Камера захватывает изображение части лица, из которого выделяется изображение глаза. Из изображения глаза выделяется рисунок радужной оболочки, по которому, строится цифровой код для идентификации человека[3].

     По  форме лица:

     В данном методе идентификации строится трехмерный образ лица человека. На лице выделяются контуры бровей, глаз, носа, губ и т.д., вычисляется расстояние между ними и строится не просто образ, а еще множество его  вариантов на случаи поворота лица, наклона, изменения выражения. Количество образов варьируется в зависимости  от целей использования данного  способа (для аутентификации, верификации, удаленного поиска на больших территориях  и т.д.)[3].

     По  термограмме лица:

     В основе данного способа идентификации  лежит уникальность распределения  на лице артерий, снабжающих кровью кожу, которые выделяют тепло. Для получения  термограммы, используются специальные  камеры инфракрасного диапазона. В  отличие от идентификации по форме  лица, этот метод позволяет различать  близнецов[3].

     По  ДНК:

     Преимущества  данного способы очевидны. Однако, существующие в настоящее время  методы получения и обработки  ДНК, занимают так много времени, что могут использоваться только для специализированных экспертиз[3].

     Другие  методы статической идентификации:

     Существуют  и другие методы идентификации по биометрическим характеристикам человек. Здесь описаны только самые распространенные из них. Например, есть такие уникальные способы, как идентификация по подногтевому слою кожи, по объему указанных для сканирования пальцев, форме уха, запаху тела и т.д.

2.3. Динамические методы идентификации

     Динамические  методы биометрической аутентификации основываются на поведенческой (динамической) характеристике человека, то есть построены на особенностях, характерных для подсознательных движений в процессе воспроизведения какого-либо действия[7].

     По  рукописному почерку:

     Как правило, для этого вида идентификации  человека используется его роспись (иногда написание кодового слова). Цифровой код идентификации формируется, в зависимости от необходимой  степени защиты и наличия оборудования (графический планшет, экран карманного компьютера Palm и т.д.), двух типов:

• По самой росписи (для идентификации используется просто степень совпадения двух картинок);
• По росписи и динамическим характеристикам написания (для идентификации строится свертка, в которую входит информация по росписи, временным характеристикам нанесения росписи и статистическим характеристикам динамики нажима на поверхность)[3].

     По  клавиатурному почерку:

     Метод в целом аналогичен описанному выше, но вместо росписи используется некое кодовое слово (когда для этого используется личный пароль пользователя, такую аутентификацию называют двухфакторной) и не нужно никакого специального оборудования, кроме стандартной клавиатуры. Основной характеристикой, по которой строится свертка для идентификации, является динамика набора кодового слова.

     По  голосу:

     Это одна из старейших биометрических технологий. В настоящее время ее развитие активизировалось, ей прочится большое  будущее и широкое использование  в построении «интеллектуальных  зданий». Существует достаточно много  способов построения кода идентификации  по голосу, как правило, это различные сочетания частотных и статистических характеристик голоса.

     Другие  методы динамической идентификации:

     Для данной группы методов также описаны  только самые распространенные методы, существуют еще такие уникальные способы – как идентификация  по движению губ при воспроизведении  кодового слова, по динамике поворота ключа в дверном замке и  т.д[3].

2.4. Сравнение основных  методов по совокупности  критериев

     Основные  составляющие биометрического метода - это сканер для измерения биометрической характеристики и алгоритм, позволяющий  сравнить ее с предварительно зарегистрированной той же характеристикой (так называемым биометрическим шаблоном).

     При верификации пользователь вводит имя, пароль или другим способом объявляет  системе, "кто он такой". Задача системы в этом случае - проверить  достоверность этой информации, т. е. сверить измеряемую биометрическую характеристику с имеющимся шаблоном заявленного индивидуума.

     При идентификации пользователь просто "предъявляет биометрику", и  задача алгоритма - решить, известен ли пользователь системе и кто он. В этом случае измеряемая биометрическая характеристика сравнивается с базой  данных ранее записанных шаблонов.

     При всем теоретическом многообразии возможных  биометрических методов применимых на практике среди них немного. Основных методов три - распознавание по отпечатку  пальца, по изображению лица (двухмерному  или трехмерному - 2D- или 3D-фото) и  по радужной оболочке глаза.

     Попробуем сравнить основные биометрические методы. В Приложении 1 сведены качественные характеристики различных биометрических методов. Для сравнения используются те критерии, которым должен в той  или иной степени отвечать любой  биометрический метод[5].

     Рассмотрим  подробнее каждый из критериев.

     Универсальность. Каждый человек должен обладать той характеристикой, которая требуется для данного биометрического метода. В действительности у каждого метода есть ограничения, поскольку некоторые люди в принципе не могут его использовать (например, те, у кого нет пальца или глаза).

     Уникальность (различимость). Характеристика не должна быть одинаковой у двух разных людей. Уникальность можно определить как минимально достижимое для данной биометрии значение FAR (False Acceptance Rate) - вероятности ложного распознавания, т. е. вероятности того, что система спутает двух индивидуумов, признав "чужого" за "своего". На практике уменьшение FAR всегда приводит к уменьшению чувствительности метода или, что эквивалентно, к увеличению FRR (False Rejection Rate) - вероятности ложного нераспознавания, т. е. того, что система не распознает знакомого ей субъекта. Таким образом, минимально достижимое значение FAR соответствует очень высокому значению FRR и не является показательным.

     Перманентность. Биометрическая характеристика не должна меняться во времени (так называемое старение биометрического шаблона). Оценить перманентность биометрического метода можно зависимостью FRR (при фиксированном значении FAR) от времени между тестами, проведенными на одной и той же выборке индивидуумов.

     Измеримость. Ее можно количественно оценить величиной FTE (Failure to enroll) - процентом индивидуумов, которые не смогли пройти регистрацию (система не смогла построить биометрический шаблон), и средним временем распознавания (recognition_time). Под временем распознавания подразумевается время верификации либо идентификации, в зависимости от режима, в котором работает система. При решении задач контроля доступа, особенно на транспорте, время распознавания напрямую определяет скорость потока через контролируемую точку. FTE определяет процент людей, которые не смогут воспользоваться системой, т. е. будут блокировать проход. Сюда входят и те случаи, когда у индивидуумов нужная биометрическая характеристика отсутствует (см. "Универсальность"), но главным образом случаи, когда характеристика есть, но по тем или иным причинам ее измерение у данного человека на данном сканере затруднено.

     Для многих людей затруднено распознавание  по отпечатку пальца - для работников физического труда, людей со слабо  выраженными и стертыми папиллярными узорами, для пожилых людей с  сухой кожей или людей с  дерматологическими дефектами. Кроме  того, из-за постоянного контакта сканеры  отпечатков пальцев часто загрязняются[8].

     Устойчивость  к окружающей среде. Биометрический метод должен быть устойчив к изменению окружающей среды. Эксплуатационные качества разных биометрических методов сильно зависят от окружающих условий и могут терять стабильность при изменении этих условий. Так, сканеры отпечатков пальцев постоянно загрязняются и качество работы их падает, двухмерные методы распознавания лица сильно зависят от внешней освещенности и т. д[7].

     Устойчивость  к подделке. Биометрическая система должна быть устойчивой к подделке (несанкционированному доступу). Систему распознавания по двухмерному (2D) изображению лица можно легко "обмануть", предъявив фотографию "правильного" человека, из числа знакомых системе. Для получения несанкционированного доступа по отпечатку пальца бывает достаточно просто подышать на оставленный на сканере отпечаток пальца или нанести графитовую пудру и надавить через тонкую пленку[7].

     Социальная  приемлемость. Согласие общества на сбор и использование тех или иных биометрических данных - необходимое условие массового внедрения биометрических методов. Существуют разные причины, по которым сбор и хранение определенных биометрических характеристик может оказаться неприемлем для общества. Например, отпечатки пальцев традиционно ассоциируются с расследованием преступлений. Для многих существенно и то, что распознавание по отпечаткам пальцев - контактный способ, он требует соприкосновения со сканером, используемым другими людьми. Другой серьезный недостаток отпечатков пальцев - это возможность их кражи и использования не только для несанкционированного доступа, но и для фальсификации улик. Возражения против распознавания по радужной оболочке глаза связаны с возможностями иридодиагностики и получения тем самым частной информации о человеке[7].

     Двухмерная  фотография лица наиболее приемлема  для общества, поскольку представляет собой бесконтактный и наиболее традиционный способ идентификации  личности. Трехмерная цифровая фотография в этом смысле ничем не отличается от обычной, но повышает точность автоматической идентификации. Внешность человека, в отличие от других характеристик, - его наиболее естественный идентификатор, который может использоваться оператором-человеком  для проверки решения, выданного  компьютером[7].

     Точность. Любую биометрическую систему можно настроить на разную степень "бдительности", т. е. на разное значение вероятности ложного распознавания FAR. При этом, как уже упоминалось, чем ниже FAR, т. е. чем бдительнее система, тем выше вероятность ложного нераспознавания FRR (система менее чувствительна). В зависимости от конкретной задачи система настраивается на определенный компромисс между допустимыми значениями FAR и FRR, или, как их принято называть в теории статистических решений, ошибками 1-го и 2-го рода.

2.5. Комбинированные системы

     Приведенные выше вероятности ошибки ложного  распознавания FAR соответствуют случаю верификации, т. е. сравнению двух биометрических шаблонов между собой. Для большинства  практических задач точность, достигаемая  в этом случае, при любом из трех методов вполне достаточна.