Обеспечение информационной безопасности объекта информатизации при использовании аппаратных средств


Качественные характеристики биометрических систем



страница6/12
Дата14.02.2020
Размер0.68 Mb.
Название файлакурс.docx
ТипКурсовая
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
1.3.1 Качественные характеристики биометрических систем

Статистические методы

Данные оценки являются одними из самых важных, как правило их указывает производитель среди ключевых характеристик биометрического оборудования. 

FAR — Коэффициент ложного пропуска (англ. False Acceptance Rate) – вероятность ложной идентификации пользователя, отсутствующего в базе данных.


FRR — Коэффициент ложного отказа (англ. False Rejection Rate) – вероятность
отказа в идентификации пользователю, находящемуся в базе данных. 



Метод биометрической идентификации

Коэффициент пропуска, FAR

Коэффициент ложного отказа, FRR

 Отпечаток пальца

 0,001%

 0,6%

 Распознавание лица 2D

 0,1%

 2,5%

 Распознавание лица 3D

 0,0005%

 0,1%

 Радужная оболочка глаза

 0,00001%

 0,016%

 Сетчатка глаза

 0,0001%

 0,4%

 Рисунок вен

 0,0008%

 0,01%


1.3.2 Идентификация по отпечатку пальцев / дактилоскопия.

Несмотря на давнюю историю использования дактилоскопии в криминалистике, детальные принципы формирования папиллярного узора стали известны не так давно. На формирование папиллярного узора влияет ДНК и условия формирования плода.

Конструктивно различают два вида сканеров:


  • Протяжные

  • Полноконтактные сенсоры. 

В протяжных сканерах происходит одномоментное сканирование лишь небольшого узкого участка отпечатка.

При проведении (протягивании) пальцем по сканеру создается несколько кадров что позволяет собрать полное изображение отпечатка пальца. Наиболее часто такие сканеры можно встретить встроенные в ноутбуки или подключающиеся к компьютеру через USB. Меньшие размеры датчика протяжного сканера снижают его стоимость, но с другой стороны, захват отпечатка пальца усложняется, за счет множества переменных, таких как  — скорость проведения по сканеру, угол наклона пальца, все это будет приводить к более высокому количеству ложных отказов в доступе (FRR). 



Полноконтактный сканер часто его еще называют контактным, захватывают сразу всю сканируемую поверхность прикладываемую к сканеру. Соответственно как правило выполнены либо в форме круга, овала или прямоугольника.

Преимуществом контактного сканера является то, что он сразу захватывает всю сканируемую область, что значительно ускоряет сканирование и уменьшает количество ошибок. В настоящее время контактные сканеры являются самыми распространенными считывателями отпечатков пальцев.

1.3.2.1 Емкостные сканеры.

Емкость - это способность проводника накапливать электрический заряд. Емкостный датчик отпечатка пальца генерирует изображение отпечатка пальца, используя массив, содержащий много тысяч маленьких пластин конденсатора. Пластины матрицы составляют «пиксели» изображения: каждая из них действует как одна пластина конденсатора с параллельными пластинами, в то время как дермальный слой пальца, который является электропроводящим, действует как другая пластина и непроводящий. Эпидермальный слой как диэлектрик между ними. 

Когда палец помещается на датчик, образуются слабые электрические заряды, образующие рисунок между гребнями или впадинами пальца и пластинами датчика. Используя эти заряды, датчик измеряет емкость емкости на измеряемой поверхности. Измеренные значения оцифровываются логикой датчика и затем отправляются в соседний микропроцессор для анализа. 

Технология емкостного сканирования, позволяет получать изображение отпечатка за счет разности электрических потенциалов на отдельных участках кожи. Данные устройства несколько дешевле, но более уязвимы по сравнению с оптическими: достаточно простого пробоя (вызванного, например, разрядом статического электричества), чтобы элементы сканирующей матрицы вышли из строя и качество распознавания ухудшилось. 

1.3.2.2 Пассивные емкостные сканеры

Именно пассивные емкостные сенсоры отпечатков пальцев чувствительны к статическим разрядам, а также к сухой или поврежденной коже пальца. Но довольно хорошо справляются с различными условиями освещения.



Основное ограничение пассивных емкостных сенсоров — требования к минимальной толщине  защитного покрытия, так как они основаны на анализе статических зарядов между пальцем и датчиком.

Емкостные сенсоры невозможно обмануть, просто распечатав изображение папиломного рисунка на бумаге. Более значимое преимущество емкостных сканеров заключается в том, что они более компактны и поэтому легко интегрируются в портативные устройства. Именно за счет этого  они и получили в данный момент самое широкое распространение в смартфонах.

Несмотря на сложности, взлом емкостного сканера вполне возможен, достаточно распечатать отпечаток пальца в высоком разрешении на токопроводящей бумаге, также потребуется специальный принтер и токопроводящие чернила.

1.3.2.3 Активные емкостные сканеры.

Активный метод имеет следующие преимущества: позволяет использовать дополнительные функции обработки образа отпечатка, более высокую устойчивость к внешним воздействиям, имеет более высокое отношение сигнал – шум.

Активные емкостные сканеры менее требовательны к чистоте кожи, к повреждением эпидермиса и к загрязнениям поверхности сенсора. Несмотря на это активные сканеры позволяют получать превосходное качество изображения, даже позволяя выполнять 3D-рендеринг отпечатка пальца, который обеспечивает превосходную безопасность и устойчивость к подделке. 

Все это делает активные емкостные сканеры наиболее часто используемым типом емкостных технологий сегодня.



Другим важным преимуществом активных емкостных сенсоров является то, что усиленная передача сигналов между поверхностью отпечатка пальца и сенсором позволяет размещать сенсор за толстым слоем защитного покрытия или даже за стеклом с минимальным снижением производительности. 

Кроме этого активные сенсоры позволяют регистрировать электрические импульсы, возникающие при сокращении сердца, что сильно снижает риск использования муляжа. Активные емкостные сенсоры являются одной из самых распространенных технологий считывания отпечатка пальца в настоящий момент. 

1.3.2.4 Оптические сканеры

Совершенное, надёжное и удобное решение – оптическое сканирование. Именно оптические сканеры формируют качественное, полномасштабное и целостное изображение отпечатка; к тому же эти средства комфортны в применении: единственное, что требуется от пользователя, – коснуться поверхности сканера. 

Оптические сканеры отпечатков пальцев в настоящее время используют CCD или CMOS матрицы, такие же, как и IP-камеры. Исторически CCD матрицы были намного лучше, чем CMOS, но так как технология CMOS за последние десять лет  претерпела значительные изменения, возможности технологии CMOS догнали CCD. И наиболее используемым детектором является все-таки CMOS.



Сейчас уже появились оптические сканеры, способные обрабатывать данные об отпечатке не одного, а нескольких пальцев. Современные оптические сканеры устойчивы к попыткам обмана.

оптические сканеры эффективно распознают муляжи, основываясь на анализе биометрического идентификатора как живого биологического объекта. Выделяются, в частности, показатели, характеризующие температуру пальца, его влажность, цвет отпечатка и т.д. 

Единственный в мире считыватель отпечатков пальцев MorphoWave Tower позволяет считывать отпечаток пальца без контакта с поверхностью сенсора, на лету.

К плюсам оптических сенсоров можно отнести низкую цену. В первую очередь это касается оптических датчиков, использующих CMOS.

К недостаткам можно отнести:
Размер. Оптические датчики с использованием обычной конструкции, включая систему линз и призмы, громоздким и не подходит для использования в мобильных устройствах.

Чувствительность к загрязнению поверхности призмы. Оптические датчики чувствительны к большому количеству загрязнителей, которые обычно присутствуют в окружающей среде, включая масло, грязь, конденсат, лед и даже отпечатки пальцев, оставленные предыдущими пользователями. Также разные световые условия могут влиять на точность сканирования. 

Износ покрытия призмы. Покрытие призмы и может износиться с возрастом, уменьшая точность сканирования. 

Возможность подделки. Классические оптические сканеры отпечатков пальцев можно относительно легко обмануть используя муляж пальца. Более продвинутые оптические сканеры менее чувствительными к спуфингу.

Как и во все технологии, технология оптического сканирования развивается, существуют эффективные методы борьбы с подделками, внедряются методы борьбы с проблемами загрязнения пальцев. Однако предлагаемые решения часто являются более дорогостоящими.

1.3.2.5 Ультразвуковые сканеры



Ультразвуковые сенсоры отпечатков пальцев используют для создания визуального изображения отпечатка пальца, те же принципы что и медицинское УЗИ.  Звуковые волны генерируются с помощью пьезоэлектрических преобразователей, а отраженная энергия улавливается с помощью пьезоэлектрических материалов. 

В отличие от оптических сканеров фотографирующих поверхность пальца, ультразвуковые сенсоры используют высокочастотные звуковые волны.

Это позволяет ультразвуковым сенсорам получать качественные изображения при считывании влажных и поврежденных пальцев, а также этот способ сканирования позволяет помимо отпечатка получать и некоторые дополнительные характеристики (например, пульс внутри пальца). Что затрудняет использование муляжей. 

Однако часто сухие пальцы могут быть проблемой, вспомните о геле, который врачи наносят на живот, прежде чем делать ультразвуковое сканирование.

Ультразвуковые сканеры отпечатков пальцев имеют преимущество в том, что они предоставляют больше биометрической информации, чем большинство других. Проблемы с ультразвуковой технологией были и в значительной степени все еще заключаются в том, что она медленная, дорогая, требует много энергии, и требует много времени на обработку результатов сканирования. 

Все это приводит к тому что данный вид сенсоров не получил сколь либо широкого распространения.
1.3.2.6 Термосканеры

В термосканерах используются сенсоры, состоящие из пироелектрическых элементов,того же типа, что и в тепловизорах, они фиксируют разницу температуры и превращать ее в напряжение.



При приложении пальца к термосенсору сенсору пассивного типа по температуре гребней папиллярного узора, прикасающихся к пироелектронным элементам, и температуре воздуха, находящегося во впадинах, строится температурная карта поверхности пальца, которая преобразуется в цифровое изображение. 

Существуют некоторые серьезные проблемы с термосканерами:



  • Изменение температуры является динамическим, следовательно, изображение отпечатка пальца является кратковременным и стирается примерно через одну десятую секунды, когда поверхность сенсора достигла той же температуры, что и палец

  • Они чувствительны к износу поверхности сенсора, и к загрязнению

  • Когда температура окружающей среды близка к температуре поверхности пальца датчик требует нагревания, чтобы разница температур составляла, по меньшей мере, один градус Цельсия.

Некоторые из вышеуказанных проблем могут быть решены с помощью активного термоскнера. Однако активные термосканеры также имеют свои недостатки:

  • Требование к высокой мощности

  • Нет возможности улавливать мелкие детали, такие как потовые поры

  • Нет возможности создавать 3D изображения 




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12


База данных защищена авторским правом ©genew.ru 2020
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Лабораторная работа
Рабочая программа
Методические указания
Практическая работа
Методические рекомендации
Теоретические основы
Пояснительная записка
Общая характеристика
Учебное пособие
История развития
Общие сведения
Физическая культура
Теоретические аспекты
Практическое задание
Федеральное государственное
Техническое задание
Теоретическая часть
Направление подготовки
Самостоятельная работа
Дипломная работа
Общие положения
государственное бюджетное
Методическая разработка
Образовательная программа
квалификационная работа
Техническое обслуживание
Технологическая карта
Выпускная квалификационная
учебная программа
Решение задач
История возникновения
Методическое пособие
Краткая характеристика
Исследовательская работа
Рабочая учебная
Общие требования
Общая часть
Основная часть
История создания
Рабочая тетрадь
Метрология стандартизация
Техническая эксплуатация
Название дисциплины
Математическое моделирование
Организация работы
Современное состояние
Экономическая теория
Информационная безопасность
Государственное регулирование