Poděkování. Poděkování

Transkript

1

2

3

4 BIOMETRIE A IDENTITA ČLOVĚKA 3 Poděkování Tak jak to bývá, na samém začátku byla tma. Silné přání přivést světlo nového poznání zrodilo tuto publikaci. Kniha vznikala pět předlouhých let v malém autorském kolektivu. Po celé toto období stála při nás mnohem, mnohem početnější skupina kriminalistů, bezpečnostních specialistů, soudních znalců, vědců, akademických pracovníků z prostředí vysokých škol, počítačových specialistů, studentů i doktorandů, zástupců i představitelů firem, produkujících biometrické technologie či služby. Jsme vděčni za jejich podkladové materiály, informace a věnovaný čas, který jsme strávili v diskuzích i přemýšlení. Mnohé kapitoly byly i několikráte přepracovány, jiné zase doplněny. Mnohokráte jsme stáli na rozcestí a přemýšleli, kterou cestou se dát. Zde nám nakonec vždy pomohly moudré a uvážlivé odborné rady a citlivé podněty profesionálů a našich učitelů. Často nám docházel i dech, odvaha a zejména síla započaté dílo dokončit. Zde nám pomohla srdce a víra našich blízkých, jež nám bezmezně věřili a vkládali do nás své naděje. I přesto, že jsme jim svým způsobem v podstatě odcizili spoustu krásných společných chvil, které se nikdy nestaly, abychom je obětovali poznání a znalostem stěsnaných do několika mála set stran. Za pět let se změnily naše osudy, stejně tak jako se časem dále velmi rychle změní obsah této knihy. Ten se rozvine a prohloubí, z původního zde popsaného prvního dne stvoření biometrického světa zůstanou jen opravdové základy. Obrovské poděkování proto patří všem těm, kteří po celou dobu stáli věrně a neohroženě při nás na cestě zrodu našeho světla. Nechť tyto řádky vždy připomenou našim blízkým v jakém obětavém a neohroženém zázemí se nakonec světlo rozzářilo. Autoři Poděkování

5 BIOMETRIE A IDENTITA ČLOVĚKA 5 Autoři a recenzenti Autoři Ondřej Bitto kapitola 17 John Daughman kapitola 15 Jean Hennebert kapitola Václav Matyáš, vedoucí autorského kolektivu kapitola 4, 5, 17, 20 Viktor Porada kapitola 7, 12, 19 Roman Rak, vedoucí autorského kolektivu kapitola 1 12, , 19 Autoři a recenzenti

6 6 BIOMETRIE A IDENTITA ČLOVĚKA Zdeněk Říha kapitola 4, 5, 16, 20 Danka Seigová kapitola 12 Vlastimil Stenzl kapitola 18 Jiří Straus kapitola 6, , Marie Svobodová kapitola Halina Šimková kapitola 18 Recenzenti Doc. Ing. Jaroslav Dočkal, CSc., Univerzita obrany, Brno, ČR Prof. Ing. Gustáv Kasanický, CSc., Ústav soudního inženýrství, Žilinská univerzita, SR Prof. Ing. Marián Mesároš, CSc., Vysoká škola bezpečnostního managementu, Košice, SR Autoři a recenzenti

7 BIOMETRIE A IDENTITA ČLOVĚKA 7 Předmluva Použité zkratky Identifikace a její místo ve společnosti Stručná historie lidské mobility, komunikace a rozvoje identifikačních potřeb Identifikační potřeby v globalizovaném světě Obecná identita, identita a identifikace osoby Identita Identita osoby Identifikace a identifikace osoby Identifikace Základní kategorie aplikací systémů automatické identifikace Záznam informací...42 Identifikace a vyhledávání informací...42 Identifikace a vyhledávání předmětů...42 Řízení a kontrola stavů...42 Sledování a řízení pracovních procesů...43 Identifikace, sledování a kontrola osob Transakční procesy Identifikace osoby Vnější identifikace osoby Vnitřní identifikace (sebeidentifikace) osoby Literatura a další zdroje Základní pohled na identifikaci osoby Vlastnictví Jména a příjmení Historie vzniku a používání jmen a příjmení...49 Původ a tvorba příjmení...50 Nedostatky používání jmen a příjmení pro identifikaci osob...51

8 8 BIOMETRIE A IDENTITA ČLOVĚKA Osobní doklady Historie používání dokladů ová skladba dokladů Analýza nedostatků dokladů Rodný list primární doklad...57 Rodný list cizince...57 Rodný list a matriky...57 Řidičský průkaz...58 Problematika odvozených (druhotných) dokladů Identifikační čísla a kódy Personální identifikační čísla a kódy...59 Objektové identifikátory...60 Charakteristiky objektových identifikátorů...60 Kontrolní číslice objektových identifikátorů...63 Základní technologické principy pro označování objektů identifikačními kódy...66 Technologie OCR (Optical Character Recognition)...67 Nedostatky používání personálních identifikačních čísel a kódů Plastové identifikační karty a čipy Vznik a historie platebních karet...71 Průkazy totožnosti Biočipy Mikročipová identifikace zvířat...83 Mikročipová identifikace lidí...83 Nedostatky biočipových technologií Znalosti Hesla statická Hesla dynamická Nedostatky identifikace založené na znalostech Biometrické charakteristiky Základní myšlenka biometrické identifikace Stručná historie biometrické identifikace Místo biometrické identifikace v současném světě Základní filozofie vývoje zpravodajských a identifikačních technologií Úvodní pojednání Moderní technologie zpracování informací v bezpečnostním a zpravodajském sektoru Základní přístupy k získávání informací...95 Členění informací...95 Obrazové informace...96 Textové informace...97

9 BIOMETRIE A IDENTITA ČLOVĚKA 9 Akustické informace...98 Elektronické informace Počítačově podporované informační technologie Změna přístupu při vývoji technologií v globalizovaném světě...99 Počítačové technologie podporující identifikaci osob Literatura a další zdroje Biometrická identifikace a verifikace Základní definice a pojmy, členění biometrické identifikace a verifikace Biometrická identifikace policejně-soudní, bezpečnostně-komerční a ezotorická Policejně-soudní (forenzní) identifikace Bezpečnostně-komerční identifikace Ezotorická identifikace Stručný přehled základních biometrických identifikačních metod používaných v běžné praxi Kritéria pro biometrické technologie Operační kritéria Matematická, algoritmická a bezpečnostní kritéria Technická kritéria Finanční kritéria Výrobní kritéria Klasifikace biometrických aplikací ve vztahu k uživatelům a prostředí Obecné principy biometrických technologií Základní biometrické pojmy automatizovaného zpracování Sběr dat Přenos dat Zpracování signálu Extrakce šablony Kontrola kvality Porovnání šablon Identifikace Verifikace Porovnání jedna k několika Rozhodování Uložení dat Literatura a další zdroje...134

10 10 BIOMETRIE A IDENTITA ČLOVĚKA 5. Měření výkonnosti biometrických metod a zařízení Pravděpodobnost chybného odmítnutí (False Rejection Rate FRR) Pravděpodobnost chybného přijetí (False Acceptance Rate FAR) Přesnější výpočty chybovosti Vztah FRR a FAR Receiver operating characteristics (ROC) D-prime Krádeže identity a ochrana proti nim Literatura a další zdroje Identifikace osoby pomocí antropometrické metody Alphonse Bertillona Metody identifikace trestaných osob, používané v minulosti Život a dílo Alphonse Bertillona Podstata antropometrické metody A. Bertillona Praktické využití metody Využití a rozvoj antropometrické metody v Rusku Využití antropometrické metody v USA Využití antropometrické metody v Čechách Závěr Literatura a další zdroje Otisky prstů, daktyloskopie forenzní teorie a praxe Historie daktyloskopie Rozvoj daktyloskopie v Anglii a v Evropě Rozvoj daktyloskopie v USA Rozvoj daktyloskopie v Rusku Rozvoj daktyloskopie v českých zemích Podstata a význam daktyloskopie Daktyloskopické stopy, jejich vznik a vyvolávání...171

11 BIOMETRIE A IDENTITA ČLOVĚKA Zajišťování a vyhodnocování daktyloskopických stop Fyzikální metody Chemické metody Fyzikálně-chemické metody Časová stálost daktyloskopických stop Vliv teploty a vlhkosti Vliv atmosférických srážek Vliv prašnosti vzduchu Experimentální ověření trvanlivosti stop Závěr Kriminalistické způsoby zkoumání stop a možnosti identifikace člověka Klasifikace otisků prstů a daktyloskopické evidence Henryho klasifikační metoda Americká standardní klasifikace Československá klasifikace Dekadaktyloskopická klasifikace Monodaktyloskopická klasifikace Počítačově vedené daktyloskopické evidence Literatura a další zdroje Otisky prstů, daktyloskopie, jejich podpora a využití v prostředí informačních technologií Smysl automatizace daktyloskopie Technologie počítačového vyhodnocování otisků prstů Snímání otisku prstu Senzory kontaktní Senzory bezkontaktní Předpoklady pro celoplošné využití senzorů v praxi Komprimace digitalizovaného daktyloskopického otisku Počítačové zpracování otisku prstu Předzpracování obrazu otisku prstů Nalezení a extrakce markantů Závěrečné vyhodnocení Různé varianty a přístupy k počítačovému zpracování otisků prstů Daktyloskopické identifikační a verifikační aplikace pro policejně-soudní a vládní potřeby...235

12 12 BIOMETRIE A IDENTITA ČLOVĚKA Specifičtí uživatelé a specifické charakteristiky AFIS Společné řešení nelegální migrační a azylové politiky států Evropské unie prostřednictvím AFIS Technologické aspekty AFIS Historie platforem AFIS Klasická architektura AFIS Využití biometrické identifikace pomocí otisků prstů pro víceúčelové identifikační průkazy v administrativně-správní sféře Využití daktyloskopické identifikace pro komerční účely Autentizace osob pro přístup k výpočetním a komunikačním prostředkům Čipové identifikační, platební a další karty s biometrickým prvkem Autentizace vstupu osob do fyzických objektů Ochrana drahých nebo nebezpečných zařízení, technologií nebo majetku před jejich neoprávněným použitím nebo zneužitím Daktyloskopické pouzdro na pistoli Literatura a další zdroje Geometrie ruky Historie Základní princip snímání a vyhodnocování geometrie ruky Snímání referenční šablony Výkonové charakteristiky a obecné využití metody Konkrétní oblasti využití metody geometrie ruky Skenery geometrie dvou prstů Přednosti a nedostatky metody geometrie ruky Přednosti Nedostatky Literatura a další zdroje Krevní řečiště hřbetu ruky Základní princip metody Snímání a vyhodnocení biometrického vzorku Využití metody v bezpečnostní praxi Literatura a další zdroje...286

13 BIOMETRIE A IDENTITA ČLOVĚKA Tvář Úvod Fenomén tváří v policejní praxi Identifikace osob podle vnějších znaků Klasická portrétní identifikace používaná bezpečnostními složkami Způsoby sestavování portrétu osoby Zahraniční software pro vytvoření portrétu osoby Standardní subjektivní i exaktní analytické a grafické metody pro portrétní identifikaci používané bezpečnostními službami v minulosti i současnosti Subjektivní portrétní identifikace osoby jinou osobou Fotografická alba Rekognice Forenzní portrétní identifikace Analyticko-statistická metoda identifikace osoby na základě jejího fotografického portrétu Grafická metoda identifikace osoby na základě jejího fotografického portrétu Úvod do strojového rozpoznávání lidských tváří Základní přístupy ke strojové identifikaci/verifikaci lidské tváře Detekce a lokalizace tváře Rozpoznávání tváře Příklad parametrického popisu oka: Dvourozměrné versus třírozměrné zpracování obrazu tváří Rozpoznávání tváří v infračervené oblasti Praktické aplikace Biometrická autentizace spojená s kreditními kartami, pasy, řidičskými průkazy a ostatními doklady Biometrická autentizace přístupu k výpočetním a telekomunikačním systémům Bezpečnostní systémy pro kontrolu a regulaci přístupů osob do objektu,docházkové aplikace Hraniční, celní a imigrační kontroly Ochrana věznic a dalších objektů režimového charakteru Automatizovaná ochrana vládních objektů Ochrana bank, finančních institucí, hotelů a kasin, komerčních a společenských objektů, klubů Ochrana politických, zdravotních, sociálních zařízení, programů a podpor, jeslí a mateřských školek Ochrana domova...363

14 14 BIOMETRIE A IDENTITA ČLOVĚKA Policejně-forenzní a další bezpečnostní aplikace Zpracování statických tváří Dynamické monitorování scény Sledování osob, analýza scény Dynamické vyhodnocování návštěvníků Post-událostní analýzy Monitorování zdravotního a duševního stavu, tělesné kondice Sledování stresu, fyzické a duševní kondice Lháře prozrazují kruhy kolem jejich očí Antropologické modelování původního vzhledu tváře na základě lebky Superprojekce Rekonstrukce tváře Závěr Literatura a další zdroje Tvar ucha a jeho otisky Historický úvod Využití tvaru vnějšího ucha a jeho otisků pro forenzní účely Anatomie a morfologie ucha Kde nalézt otisky ucha Vliv tlaku na otisk ucha Pořizování referenčního otisku ucha Metoda daktyloskopická Metoda fotografická Metoda kombinovaná Porovnání otisků ucha Analýza latentního otisku Analýza referenčního otisku Příprava latentního otisku Příprava referenčního otisku Porovnání etapa Porovnání etapa Současnost a další rozvoj identifikace osob na základě uší a jejich otisků Počítačové vidění ucha...407

15 BIOMETRIE A IDENTITA ČLOVĚKA Technologie počítačového vyhodnocení obrazu ucha Základní postupy strojového zpracování Využití termovize Mezinárodní výzkum Literatura a další zdroje Ruční písmo a podpis Úvod Ruční písmo historie a podstata Individualizace písma Identifikace osob podle ručního písma Biomechanický obsahu ručního písma Možnost využití biomechanického obsahu při identifikaci osob podle ručního písma Verifikace osoby na základě ověřování jejího podpisu Off-line systémy pro verifikaci osob podle jejího podpisu On-line systémy pro verifikaci osob podle jejího podpisu Statické a dynamické systémy pro verifikaci osoby podle podpisu Základní etapy verifikace osoby Off-line systémy pro verifikaci osob podle jejího podpisu Předzpracování Extrakce biometrických charakteristik Vyhodnocování On-line systémy pro verifikaci osob podle jejího podpisu Předzpracování a extrakce charakteristik Verifikace Metody porovnání Práh citlivosti Pseudo-dynamická verifikace Snímací periférie Oblasti praktického využití Přijatelnost metody založené na podpisu osoby Ekonomičnost Literatura a další zdroje...452

16 16 BIOMETRIE A IDENTITA ČLOVĚKA 14. Hlas a řeč Úvod ke kriminalistické audioexpertize hlasu a řeči osob Historie fonetických forenzních expertiz Úkoly kriminalistické audioexpertizy Základní pojmy kriminalistické audioexpertizy Vybraná fonetická a technická terminologie Fonetické aspekty zkoumání řečového signálu pro forenzní účely identifikace mluvčích Metody kriminalistické audioexpertizy Dlouhodobé spektrum řeči Spektrální rozložení formantů Shrnutí poznatků forenzního zkoumání lidského hlasu a řeči Úvod do problematiky obecného rozpoznání mluvčího Úkoly rozpoznání mluvčího Výhody a nevýhody rozpoznání mluvčího Historie rozpoznávání mluvčího Hlasový signál Vytváření hlasu Specifické vlastnosti mluvčího Systémy rozpoznání mluvčího Textově závislé systémy Systémy s textovou výzvou Textově nezávislé systémy Výkon Typický výkon verifikačních systémů Ovlivňující faktory Potenciální aplikace Telefonní autorizace transakcí Řízení přístupu Správa řečových dat a personalizace Využití ve věznicích Forenzní rozpoznání mluvčího Základy algoritmů Extrakce charakteristik Klasifikace vzorů Prahování

17 BIOMETRIE A IDENTITA ČLOVĚKA Praktické využití Další zdroj Literatura a další zdroje Oční duhovka Úvod Nalezení duhovky v obraze Kódování znaků duhovky pomocí 2D waveletové demodulace Test statistické nezávislosti: kombinatorika fázových posloupností Rozpoznávání duhovek bez ohledu na velikost, umístění a orientaci Unikátnost selhání testu statistické nezávislosti Rozhodovací prostředí pro rozpoznávání duhovek Rychlost Příklady aplikací rozpoznávání na základě duhovky Literatura a další zdroje Oční sítnice Úvod Rozpoznávání sítnice a její využití pro identifikaci osob Historie Současnost Systém firmy EyeDentify Snímání Referenční záznam Zpracování Chybovost Nevýhody a výhody technologie Závěr Literatura a další zdroje...521

18 18 * BIOMETRIE A IDENTITA ČLOVĚKA 17. Dynamika stisku počítačových kláves Úvod Měřené vlastnosti Prvopočátky výzkumu dynamiky stisku kláves Kontinuální verifikace R hodnoty A hodnoty Klasifikace uživatele Statická verifikace BioPassword Závěr Literatura a další zdroje DNA DNA jako nosič informace DNA lineární informační biopolymer Překlad kódu Typy DNA v buňkách člověka Typy DNA z hlediska umístění v buňce Typy DNA z hlediska funkce Přenos genetické informace Dědičnost jaderné DNA Dědičnost mitochondriální DNA Identita jedince Individuum z pohledu genetiky Vnitřní variabilizace individua Mutace Lyonizace X chromozómu Alochtonní buněčné populace Identifikace osob prostřednictvím analýzy DNA Princip variability Sledování délkového polymorfismu Sledování sekvenčního polymorfismu Genetický profil Statistické parametry genetického profilování Paternitní testování

19 BIOMETRIE A IDENTITA ČLOVĚKA Databázové systémy Systém CODIS Technologie genetické analýzy Zdroje DNA Izolace DNA Kvantifikace DNA STR typing Polymerázová řetězová reakce Kapilární elektroforéza Sekvenační analýza Biočipové technologie Molekulárně genetická laboratoř Využití genetické identifikace jedinců Genetická analýza v kriminalistice Genetická analýza v občanském právu Identifikace obětí Verifikace osob Biomolekulární archeologie Literatura a další zdroje Chůze Historie, geneze a teoretické základy kriminalistických stop a identifikace podle funkčních a pohybových vlastností Úkoly a možnosti analýzy stop lokomoce z hlediska geometrie a kinematiky Možné přístupy k řešení Problémové okruhy zkoumání Úvod do biometrie chůze Historie Lékařské výzkumy Rozpoznávání chůze pomocí pohybu (trajektorie) těžiště Sagitální kinematika Principy automatizovaných technologií na rozpoznávání osoby dle její chůze Modelově orientované přístupy Přístupy orientované na vyhodnocování siluety pohybujícího se člověka Databáze záznamů chůze Závěry Literatura a další zdroje...580

20 20 BIOMETRIE A IDENTITA ČLOVĚKA 20. Závěr biometriky a jejich využití v počítačové bezpečnosti Nasazení biometrických systémů Varovné příklady Otisky prstů Systém rozpoznání oční duhovky Systém rozpoznání obličeje Vhodné příklady Přihlašování k serveru pomocí otisku prstu Verifikace hlasu Bezpečný hardware Odolnost vůči narušení Klasifikace odolnosti vůči narušení Typické útoky Bezpečnost biometrických systémů Vrstvový model Celý proces biometrické identifikace/verifikace začíná registrací uživatele Biometriky a kryptografie Kryptografie a biometriky Testování živosti Technologie otisku prstu Duhovka Sítnice Geometrie ruky Rozpoznání obličeje Infračervená identifikace Rozpoznání mluvčího Návrh klasifikace biometrických systémů Moduly biometrických systémů Parametry biometrických systémů Návrh klasifikace Úroveň 1 Velmi jednoduché systémy Úroveň 2 Jednoduché systémy Úroveň 3 Pokročilé systémy Úroveň 4 Velmi sofistikované systémy Biometrické standardy Formáty výměny dat Aplikační programové rozhraní (API) Testování biometrických systémů