Проект по теме "Биометрия-твой личный код"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №3»

Информационно-познавательный проект

Тема проекта:

«Биометрия – твой личный код»

г. Троицк

2023 г.

Содержание

Введение 3

1. Теоретическая часть 4

1.1. Биометрия: Мой Двоичный Код 4

1.2. Распознавание по лицу 4

1.3. Начало эры дактилоскопии 5

1.4. Радужная оболочка 7

1.5. Распознавание по венам руки 7

1.6. Сетчатка глаза 8

1.7. Геометрия рук 9

1.8. ДНК 9

2. Практическая часть 11

Заключение 12

Список использованных источников 13

Защита информации осуществляется с помощью паролей и ключей, современным же способом — это биометрическая идентификация. Кодом для личных данных послужат отсканированные части тела человека (лицо, подушечки пальцев), которые у каждого уникальны по строению.

Цель работы: изучить существующие методы распознавания человека по биометрическим данным.

Задачи работы:

1. Изучить литературу по данной теме.

2. Провести исследование.

3. Выяснить, какой метод распознавания личности более эффективен и выгоден для человека.

Биометрия - система распознавания людей по одной или более физическим или поведенческим чертам. На сегодняшний день биометрические системы уже привычны каждому и активно участвуют в нашей жизни. Сканеры отпечатков пальцев, встроенные в смартфоны, технологии распознавания лиц и прочие инструменты постепенно приходят на замену традиционным методам идентификации и всё чаще проникают в крупные бизнесы, такие как банковское обслуживание и розничная торговля (ритейл). Биометрические системы имеют ряд преимуществ в сравнении с традиционными методами, так как приспособлены под идентификацию личности без возможности передачи ключа и во многом являются более удобными с точки зрения пользователя. Однако, чем более активно ведётся внедрение такого вида систем, тем более остро встаёт вопрос обеспечения информационной безопасности. В данном проекте рассмотрены основные виды биометрических систем, их принципы работы, преимущества и недостатки.

Рисунок 1- Биометрия

Существует множество методов распознавания по геометрии лица. Все они основаны на том, что черты лица и форма черепа каждого человека индивидуальны. Эта область биометрии многим кажется привлекательной, потому что мы узнаем друг друга в первую очередь по лицу. Данная область делится на два направления: 2-D распознавание и 3-D распознавание. У каждого из них есть достоинства и недостатки, однако многое зависит еще и от области применения и требований, предъявленных к конкретному алгоритму. 2-D распознавание лица — один из самых статистически неэффективных методов биометрии. Появился он довольно давно и применялся, в основном, в криминалистике, что и способствовало его развитию. В последствие появились компьютерные интерпретации метода, в результате чего он стал более надёжным, но, безусловно, уступал и с каждым годом все больше уступает другим биометрическим методам идентификации личности. В настоящее время из-за плохих статистических показателей он применяется, в мульти модальной или, как ее еще называют, перекрестной биометрии, или в социальных сетях.

Рисунок 2 - 2-D распознавание лица

Прибытие Уилла Веста в 1903 году в тюрьму, вызвало потрясение у тюремного служащего, который вёл картотеку заключённых. Он был уверен, что оформлял этого человека два года назад.

Рисунок 3 - Уилл Вест

Подпись к изображению: на этой фотографии изображён Уилл Вест, на момент прибытия в тюрьму Ливенворта в 1903 году. У служащего тюрьмы возникло ощущение дежа-вю.

Рисунок 4 - Уильям Вест

Подпись к изображению: а это другой Уилл. Офицер нашёл эту фотографию в личном деле Уильяма Веста.

Они выглядели практически одинаково и даже носили одно и то же имя, однако изображённые на фотографиях заключённые – совершенно разные люди. Их дело послужило толчком к началу эры идентификации по отпечаткам пальцев.

Мужчину на верхней фотографии зовут Уилл Вест, мужчину на нижней – Уильям Вест. Оба были приговорены к тюремному заключению судом Ливенворта (штат Канзас) более ста лет назад. Тюремный служащий, М.В. Маклафри спросил Веста, был ли тот в тюрьме до этого. Вест сказал, что не был. Тогда Маклафри решил прибегнуть к измерениям Бертильона, названным по имени французского полицейского Альфонса Бертильона. Эти измерения служили обычной процедурой для идентификации людей и являли собой записи о размерах ключевых частей тела. Маклафри всё ещё считал, что перед ним человек, ранее сидевший в его тюрьме. Он стал искать его имя в картотеке и нашёл Уильяма Веста, который на фотографиях выглядел копией Уилла Веста. У них даже были одинаковые данные измерений Бертильона. Но Уилл Вест продолжал стоять на своём. «Да, это моя фотография, но я понятия не имею, где вы её взяли. Я уверен, что не был здесь раньше». И он был совершенно прав. Это окончательно поразило Макклафри. Уильям Вест был другим человеком, осуждённым за убийство двумя годами ранее. Это дело выявило все недостатки системы Бертильона и вскоре власти США стали использовать дактилоскопию.

Пионером в этой области стал сержант Скотланд-Ярда Джон Ферриер. Он охранял Королевские драгоценности на международной ярмарке в Сент-Луисе, где и повстречался с Маклафри. Он рассказал американскому тюремщику, с каким успехом Скотланд-Ярд уже три года пользуется методикой снятия отпечатков пальцев и боготворил её точность. Маклафри заинтересовался. Получив все необходимые инструкции, он внедрил эту методику в тюрьму Ливенворта.

Применение дактилоскопии началось в 1858 году, когда глава магистрата в индийской провинции Джангипур, сэр Уильям Джеймс Гершель стал просить своих партнёров по бизнесу ставить подпись под контрактом отпечатком пальца. Он стал просить об этом, потому что считал, что это поможет определить кого - либо по подписи, хоть и не догадывался о природе этого явления.

Радужная оболочка глаза является уникальной характеристикой человека. Рисунок радужки формируется на восьмом месяце внутриутробного развития, окончательно стабилизируется в возрасте около двух лет и практически не изменяется в течение жизни, кроме как в результате сильных травм или резких патологий. Метод является одним из наиболее точных среди биометрических методов. Система идентификации личности по радужной оболочке логически делится на две части: устройство захвата изображения, его первичной обработки и передачи вычислителю и вычислитель, производящий сравнение изображения с изображениями в базе данных, передающий команду о допуске исполнительному устройству.

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.

Рисунок 5 - Радужная оболочка

Это новая технология в сфере биометрии, широкое применение её началось всего лет 5-10 назад. Инфракрасная камера делает снимки внешней или внутренней стороны руки. Рисунок вен формируется благодаря тому, что гемоглобин крови поглощает ИК излучение. В результате, степень отражения уменьшается, и вены видны на камере в виде черных линий. Специальная программа на основе полученных данных создает цифровую свертку. Не требуется контакта человека со сканирующим устройством.

Технология сравнима по надёжности с распознаванием по радужной оболочке глаза, в чём-то превосходя её, а в чём-то уступая.

Рисунок 6 - Распознавание по венам руки

До недавнего времени считалось, что самый надёжный метод биометрической идентификации и аутентификации личности — это метод, основанный на сканировании сетчатки глаза. Он содержит в себе лучшие черты идентификации по радужной оболочке и по венам руки. Сканер считывает рисунок капилляров на поверхности сетчатки глаза. Сетчатка имеет неподвижную структуру, неизменную по времени, кроме как в результате болезни, например, катаракты.

Сканирование сетчатки происходит с использованием инфракрасного света низкой интенсивности, направленного через зрачок к кровеносным сосудам на задней стенке глаза. Сканеры сетчатки глаза получили широкое распространение в системах контроля доступа на особо секретные объекты, так как у них один из самых низких процентов отказа в доступе зарегистрированных пользователей и практически не бывает ошибочного разрешения доступа.

К сожалению, целый ряд трудностей возникает при использовании этого метода биометрии. Сканером тут является весьма сложная оптическая система, а человек должен значительное время не двигаться, пока система наводится, что вызывает неприятные ощущения.

Рисунок 7 – Сетчатка глаза

Этот метод, достаточно распространён ещё лет 20 назад и произошедший из криминалистики в последние годы идёт на убыль. Он основан на получении геометрических характеристик рук: длин пальцев, ширины ладони и так далее. Этот метод, как и сетчатка глаза — умирающий, а так как у него куда более низкие характеристики, то даже не будем вводить его боле полного описания.

Иногда считается, что в системах распознавания по венам применяют геометрические методы распознавания. Но в продаже мы такого явно заявленного ни разу не видели. Да и к тому же часто при распознавании по венам делается снимок только ладони, тогда как при распознавании по геометрии делается снимок пальцев.

Рисунок 8 – Геометрия рук

ДНК издавна использовалась в качестве метода идентификации. Кроме того, это — единственная форма биометрии, которая может отслеживать семейные связи. Сопоставление ДНК особенно ценно при работе с пропавшими без вести, выявлении жертв катастроф и потенциальной торговли людьми. Кроме того, помимо отпечатков пальцев, ДНК — единственный биометрический объект, который невозможно непреднамеренно «забыть». ДНК, собранная из волос, слюны и т. д., содержит последовательности коротких тандемных повторов (англ. short tandem repeat sequences, STR). С их помощью можно однозначно подтвердить личность, сравнивая их с другими STR в базе данных. В настоящее время технология мало представлена на биометрическом рынке. ДНК считается идеальной биометрической характеристикой, но её недостаток заключается в том, что однояйцевые близнецы будут иметь одну и ту же ДНК.

Давайте рассмотрим наиболее распространённые области применения биометрических систем идентификации:

• Правоохранительные органы и общественная безопасность: выявление преступников / подозреваемых.

• Военная отрасль: идентификация противника / союзника.

• Финансовый сектор: идентификация и мониторинг пользователей банковского обслуживания / страхования.

• Государственный сектор: системы электронных документов, содержащие биометрические данные (электронные паспорта и удостоверения, водительские права и т. п.).

• Пограничный, туристический и миграционный контроль: идентификация путешественников, мигрантов, пассажиров.

• Здравоохранение и социальное обеспечение: идентификация пациентов и медицинских работников, получателей социальной помощи.

• Ритейл: идентификация и мониторинг потребителей / покупателей.

Конечно, область применения биометрических технологий не ограничивается вышеперечисленными пунктами. Однако стоит отметить, что на данный момент этот вид технологий больше всего используется в военной отрасли и банкинге. По данным специалистов Comparitech, во многих странах, в особенности в Китае, Пакистане, Малайзии, США и Индии, в последние годы очень активно ведётся сбор биометрических данных. К сожалению, говорить о контроле их безопасности со стороны правоохранительных органов можно далеко не везде. В Китае, как упоминалось ранее, уже был ряд случаев утечки биометрических данных. В Ирландии, Португалии, Великобритании, Румынии и на Кипре сбор такой информации ведётся не так активно и скорость распространения биометрических технологий не так высока. Однако благодаря действию «Общего регламента по защите данных» (GDPR) с безопасностью дела там обстоят лучше. Россия на данный момент вместе с Канадой, Японией и Аргентиной занимает позицию «середнячка».

Биометрические системы распознавания всё больше внедряются в нашу жизнь, во многом облегчая её и упрощая процессы получения доступа. Они также помогают крупному бизнесу автоматизировать процессы поведенческого анализа и обнаруживать потенциальных злоумышленников, оказываясь незаменимыми помощниками в дополнение к традиционным методам защиты. Однако, несмотря на все вышеописанные преимущества, стоит также упомянуть и о недостатках биометрических систем. К сожалению, биометрическая информация, как и любая другая, уязвима. Банки, больницы и любые другие учреждения то и дело подвергаются хакерским атакам, и часть информации попадает в руки злоумышленников. Но одно дело, если это — стандартные логин и пароль, а другое — если речь идёт о биометрических данных. Ведь пароль можно сменить, а палец или радужку глаза — нет. В последнем случае при компрометации данных злоумышленник получает доступ ко всем активам с биометрической верификацией. Также биометрические системы бывают технологически несовершенны. Например, сотрудникам «Vkansee» удалось обмануть систему «Touch ID» при помощи пластилина, а Цутому Мацумото, известный японский криптограф и эксперт по безопасности, проделал подобную операцию и вовсе при помощи мишки из мармелада. Вносят свой негативный вклад и штампы из популярных фильмов, где сканеры взламывают буквально посредством пудры и скотча. Неудивительно, что общество смотрит на биометрические системы с определённой степенью недоверия. Вследствие наличия уязвимостей вроде описанных выше, а также из-за отсутствия надёжных систем безопасности большинство компаний — потенциальных заказчиков пока ещё не готово к масштабному переходу на биометрию повсеместно. Очевидно, что широкое применение подобных систем сопряжено с высоким уровнем риска. Остаётся лишь ожидать от их разработчиков, что те усилят меры безопасности для повышения доверия к своим продуктам, и наблюдать за развитием рынка биометрии.

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D1%8B_%D0%B0%D1%83%D1%82%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B8%D1%84%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8

2. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%83%D1%82%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B8%D1%84%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F

3. https://yandex.ru/turbo?text=https%3A%2F%2Fhi-news.ru%2Feto-interesno%2Fkak-eto-rabotaet-skaner-otpechatkov-palcev.html&d=1

4. https://zen.yandex.ru/media/id/5a32863077d0e6afcba2b0e9/primenenie-skanera-setchatki-v-medicine-5a4b1e2aa815f1c0a5908127

5. https://worldvision.com.ua/articles/sistemi-raspoznavaniya-raduzhnoy-obolochki-glaza

6. http://www.bio-smart.ru/tech/veins

7. http://www.azone-it.ru/sovremennye-metody-biometricheskoy-identifikacii

8. http://www.techportal.ru/glossary/kontrol-dostupa-po-litsu.html

9. https://bio-metria.ru/blog/identifikatsiia-po-termogramme-litsa

10. http://www.cnews.ru/news/top/bank_tinkoff_vpervye_v_rossii_vnedril

11. https://vuzlit.ru/1017192/identifikatsiya_pocherku_dinamike_podpisi

12. https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=651255

13. https://ami.nstu.ru/~gultyaeva/my_article/master/1.pdf