Úvod do biometrie Vladimír Lieberzeit vladimir.lieberzeit@upek.com UPEK Inc.
Obsah Úvod do biometrie, základy Přehled biometrických metod Otisky prstů trochu podrobněji
Úvod do biometrie
Úvod do biometrie Autentizace a její faktory Něco, co znáte: PIN, heslo,... Něco, co máte: klíč, karta, token,... Něco, co jste: biometrie Otisky prstů Rozpoznávání tváře Rozpoznávání oka (duhovka, sítnice) Analýza DNA atd.
Úvod do biometrie Základní biometrické operace Registrace Verifikace/Identifikace
Úvod do biometrie Registrace (enrollment) Výsledek: Registrační model (enrollment template)
Úvod do biometrie Verifikace (1:1)
Úvod do biometrie Identifikace (1:N) Identifikace 1:Několik (one-to-few) Identifikace 1:Mnoho (one-to-many)
Úvod do biometrie Hodnocení výkonnosti biometrie FMR (False Match Rate) Relativní množství chybných pozitivních verifikací Např. u otisků prstů FMR < 0.001% ~ FAR (False Acceptance Rate) FMNR (False Non-Match Rate) Relativní množství chybných negativních verifikací Např. u otisků prstů FNMR < 1% ~ FRR (False Rejection Rate) FTE (Failure To Enroll): Relativní množství neúspěšných registrací (tj. jaké množství lidí nelze vůbec zaregistrovat)
Úvod do biometrie Hodnocení výkonnosti biometrie - Problémy Poměr FMR, FMNR a FTE je konfigurovatelný Výkonnost závisí na míře spolupráce uživatelů Výkonnost závisí na schopnostech a zkušenosti uživatelů Výkonnost záleží na testovací proceduře (např. použití více vzorků pro jedno měření) FMR a FNMR je dnes více marketingová než objektivní informace - Při výběru technologie je vhodné provést vlastní nezávislé porovnání
Poměr FMR a FNMR
Poměr FMR a FNMR Typický cíl pro otisky prstů: FNMR < 1%, FMR < 0.001%
Achillova pata: Falšování identity Prakticky každou biometrickou technologii lze oklamat Často je to ale obtížné (dostupnost znalostí, technologie, materiálů, biometrické informace od původního subjektu) Nepřátelský vs. kooperativní útok Většinu útoků lze eliminovat dozorem při snímání
Ochrana osobních údajů Obavy ze zneužití -> legislativa na ochranu osobních údajů Veřejnost má větší obavy u technologií, které lze použít v kriminalistice (otisky prstů, DNA) Větší obavy v EU než u zbytku světa Reakce: Odklon od centrálních databází -> ukládání dat lokálně, na čipových kartách, tokenech apod.
Přehled biometrických metod
Otisk prstu Dnes nejrozšířenější Vysoká spolehlivost (daktyloskopie) Dostupné snímače zabudované i v laptopech aj. Snadné použití Bezpečnost i pohodlí (sejmout prst je snazší než zadat heslo) Nejnovější technologie poměrně odolné proti falšování
Rozpoznávání obličeje Dostupné snímače stačí osobní PC kamera pro videokonferenci Očekává se značný rozvoj ve spojení s rozvojem videokonferencí Problém: Snadné falšování
Duhovka Vysoká spolehlivost (lepší než u otisků prstů) Vyžaduje speciální kamery (IR spektrum, vysoké rozlišení) Poměrně odolné proti falšování
Sítnice Mapa cév na očním pozadí Velmi speciální snímače. Užívané spíš ve stacionárních systémech (dveře) Nepříliš oblíbené u uživatelů Velmi odolné proti falšování
Hlas Dostupné snímače mikrofon v PC telefon Snadné použití Nízká spolehlivost Velmi málo odolné proti falšování Psychologický faktor uživatelům je nepříjemné veřejně odříkávat vstupní frázi
A další... DNA Geometrie dlaně Podpis Dynamika úhozů na klávesnici Spektrum kůže Rty Nehty a mnoho dalších...
Otisky prstů trochu podrobněji
Snímání Tradiční (off line): otisk načerněného prstu na papír
Snímání Optické sensory
Snímání Optické sensory Klady: velká snímaná plocha, dobrá kvalita Zápory: velikost snímačů, snadné falšování
Snímání Křemíkové sensory Kapacitní
Snímání Křemíkové sensory Kapacitní Elektrické pole
Snímání Křemíkové sensory Kapacitní Elektrické pole Termální
Snímání Křemíkové sensory Dobrá kvalita obrazu, malé snímače Cena úměrná velikosti
Snímání Křemíkové sensory Plošné Protahovací (swipe)
Model (template) Z obrazu otisku se vytvoří model (template) s daty potřebnými pro porovnávání Redukce velikosti: obraz otisku 50-100kB model 0.5-30 kb Ochrana osobních dat: Původní otisk není uložen a nelze jej reprodukovat
Metody porovnávání otisků Markanty (Minutiae) 2 základní typy markantů: ukončení, rozštěp (celkem 52 typů) Globální porovnání Lokální konstelace Vzor papilárních linií Geometrický Textura Korelace obrazů KOMBINACE!!!
Závěr
Závěrečné shrnutí Biometrie je jeden z autentizačních faktorů, stejně jako třeba PIN kód Jako každý autentizační faktor i biometrie má své klady i zápory, je jim třeba rozumět Autentizační faktory je třeba volit podle potřeb aplikace
Závěrečné shrnutí Biometrie se stále vyvíjí Nové metody a zdokonalení přinášejí Vyšší spolehlivost Nižší náklady -> lepší dostupnost Lepší odolnost proti falšování Z dřívější specializované a neobvyklé technologie se stává běžný konzumní produkt
Děkuji za pozornost! Kontakt: vladimir.lieberzeit@upek.com