Какие существуют биометрические методы защиты информации?

Биометрические системы защиты

С наступлением эпохи информационных технологий у человечества появилась целая масса новых, неведомых ему ранее проблем. Теперь, когда у каждого в кармане есть свой собственный телефон, кажется безрассудным и даже глупым не установить на него хотя бы пароль.

В наше время каждый заботится о том, как же все-таки максимально эффективно защитить свои данные. Стремясь обезопасить личную информацию, человечество долгие годы разрабатывало все новые и новые системы защиты. Одной из наиболее эффективных подобных систем оказалась биометрическая защита.

1. История
2. Виды систем
3. Статические
4. Динамические
5. Как обмануть систему?
6. Применение
7. Система аутентификации в банкоматах Сбербанк

История

Биометрия и в наше время относится к числу передовых и сложных технологий, что уж говорить о периоде времени до 2001 года, когда подобные технологии обеспечения безопасности применялись лишь в целях обеспечения защиты военной тайны и наиболее важной коммерческой информации.

Однако, после страшной трагедии 11 сентября 2001 года, когда во время теракта во Всемирном Торговом Центре погибло около трех тысяч человек, многое изменилось. Биометрическая защита информации с тех пор постоянно получала все большее распространение и была внедрена в разнообразные места повышенного скопления людей, в том числе в крупные торговые центры, здания аэропортов и вокзалов.

Резкое увеличение спроса на подобные технологии привело к росту предложения на рынке, к увеличению количества конкурирующих производителей, и, как следствие, к снижению цены на средства защиты информации и к приобретению этой технологией массовости.

Резкое увеличение спроса на подобные технологии привело к росту предложения на рынке, к увеличению количества конкурирующих производителей, и, как следствие, к снижению цены на средства защиты информации и к приобретению этой технологией массовости.

Виды систем

В современном мире биометрическая защита информации является одним из наиболее действенных методов ее сохранения. Благодаря процессу аутентификации человека, то есть сравнения его характеристик с характеристиками, заранее внесенными в систему, удается с максимальной точностью определить, имеет данный человек доступ к запрашиваемой информации или же все-таки нет.

В целом, все средства информационной защиты, основанные на биометрии, можно разделить по средству идентификации на два вида: статические и динамические.

Статические

К статическим относятся методы аутентификации по неповторимым чертам физиологии конкретного человека, которые сохраняются в организме в течение всей его жизни. Наиболее популярными примерами являются:

• Дактилоскопия – способ, когда для распознавания личности используются отпечатки уникального рисунка линий на подушке пальца руки. Этот метод до удивления удобен в использовании, потому крайне часто используется в различных бытовых биометрических системах, таких как мобильные телефоны с функцией распознавания отпечатков пальцев и биометрические дверные замки.
• Сканирование радужной оболочки глаза – один из наиболее точных способов аутентификации. Рисунок “радужки” формируется задолго до рождения человека и имеет крайне сложный и очень четкий рисунок. На качество распознавания оболочки глаза не влияют очки и контактные линзы, что делает такой способ еще и одним из самых удобных.
  В 2015 году этот метод также был внедрен в мобильные технологии, что несомненно дало большой толчок его популяризации и массовому распространению.
• Распознавание по геометрии руки– ширина и длина пальцев, изгиб их фаланг, расстояние между их суставами – все это, и еще многое другое, позволяет вполне надежно и достоверно выяснить, принадлежит исследуемая рука владельцу данных, или же кто-то пытается получить несанкционированный доступ. Хотя по отдельности эти показатели у разных людей могут сходиться, в совокупности шансы на подобное ничтожно малы.
  Достоинства данного метода заключаются в относительной простоте требуемого оборудования, что способствует его сравнительной дешевизне и доступности.
  Однако, у него имеется также и один существенный недостаток: любые травмы и повреждения руки, в том числе порезы, шишки и ушибы, а именно на этой части тела их появление очень даже вероятно, способны сильно снизить эффективность работы распознающего оборудования.
• Считывание геометрии лица– способ, в последние годы получивший все большее и большее распространение. Он основывается на выделении основных контуров человеческого лица (глаза, нос, губы брови и т.д.) и выстраивании на их основе объемного изображения. Данный метод получил широкое внедрение в многокамерных системах идентификации человека по чертам лица и используется в работе полиции и спецслужб по всему миру.

Динамические

К динамическим методам биометрической идентификации относятся те, которые основаны на анализе подсознательных поведенческих процессов, выражаемых в постоянно повторяющихся действиях, привычках и т.д. Среди них можно выделить:

• Распознавание голоса– довольно простой, но не самый надежный метод. Несмотря на то, что для повышения точности аутентификации комбинируют показатели интонации речи, звуковой высоты и модуляции голоса, для получения доступа преступник может, например, использовать запись с диктофона, что значительно снижает степень защищенности.
  Другой недостаток заключается в том, что голос имеет свойство изменяться в течение жизни человека, а также в связи с состоянием его здоровья. Таким образом, вариативность идентификации резко снижается.

• Графологическое распознавание основано на считывании уникального графического почерка человека, появляющегося за счет рефлекторно совершаемых кистью руки движений при письме. Для считывания данных используют специальные приборы-стилусы, фиксирующие информацию о силе давления на поверхность.

Как обмануть систему?

Прежде всего, ни одна, даже самая надежная биометрическая система защиты не способна дать стопроцентную гарантию того, что ее никто не сумеет обойти. Например, биометрический сканер лица на подавляющем большинстве смартфонов можно обойти, изготовив гипсовую копию головы, как в 2018 году и поступил журналист издания Forbes, разблокировав 4 из 5 инспектируемых им смартфонов при помощи гипсовой копии себя.

И все же, не получится обмануть биометрию в смартфоне, сделав макет по одной фотографии, ведь для изготовления качественного бюста необходимо несколько фото, сделанных с разных ракурсов и при хорошем уровне освещения.

Как оказалось, дактилоскопическая биометрия тоже имеет все шансы быть обманутой. Японский криптограф Цутому Мацумото в своем руководстве от 2002 года подробно описал, как вполне не сложно в домашней обстановке можно обработать отпечаток пальца жертвы и изготовить из желатина выпуклую маску.

Сложнее всего для злоумышленника − сделать качественную копию настоящего отпечатка пальца, ведь самые четкие образцы отпечатков приходится искать на стеклянных поверхностях или дверных ручках. Однако, сейчас становится все легче и легче воспроизвести рисунок линий на подушечке непосредственно с фотографии.

Однако, часто получение доступа к смартфону обыкновенного пользователя отнюдь не стоит средств, которые придется на него затратить, так что злоумышленнику это будет попросту невыгодно. Отсюда следует, что гипсовый бюст обойдется ему примерно в $400, а значит взлом телефона должен будет принести ему больше этой суммы.

Применение

Биометрические технологии обеспечения безопасности все чаще и чаще становятся повседневными атрибутами жизни обычного человека. Как уже было сказано ранее, в последние годы они получили крайне широкое распространение в сфере производства мобильной техники: в смартфоны встраивают сканеры отпечатков пальцев, сканеры геометрии лица, распознаватели голоса. Все это делает жизнь обыкновенного пользователя намного удобнее, спокойнее и безопаснее.
Точно такими же устройствами теперь очень часто оборудуют персональные компьютеры, умные дома и многую другую компьютеризованную технику.

В настоящем самым распространенным из этих методов является дактилоскопический, будучи наиболее надежным, доступным и подходящим для личного пользования вариантом.

Биометрические системы также довольно популярны среди предприятий, где вход на территорию или доступ к информации открыт для большого, но ограниченного круга лиц. На пропускных пунктах таких предприятий обычно установлено специализированное оборудование, позволяющее идентифицировать “своего” человека через радужную оболочку глаза, геометрию руки, лица или через рисунок папиллярных линий на подушечках пальцев рук, а иногда и все вместе.

Внедрение биометрии открывает море разных возможностей еще и в банковском деле, сильно облегчая жизнь не только банку, но и его клиентам. С помощью внедрения биометрических технологий руководства банков хотят снизить количество краж данных, случаев мошенничества и намного упростить процедуру работы клиента с банкоматом.
Так, биометрическая система была впервые внедрена в Сбербанке России в 2017 году в банкомате в Москве на Кутузовском проспекте.

Система аутентификации в банкоматах Сбербанк

В июне 2017 года Сбербанком был запущен пилотный проект банкомата, способного аутентифицировать клиента по его лицу, без надобности для него иметь при себе банковскую карточку. Чтобы внести в базу биометрическую модель своего лица, клиенту необходимо обратиться в отделение банка.

В банке утверждают, что сканирование лица будет самым надежным способом биометрической идентификации, поскольку папиллярный узор отпечатков пальцев может легко повредиться, что повышает количество ошибок оборудования во время работы с ним людей с сухой кожей и пенсионеров.

Подобные системы распознавания распространяются также и за рубежом. Например, в Макао, районе Китая, где легализованы азартные игры, наличие системы распознавания лиц в банкоматах стало обязательным.

Эксперты считают, что физические носители, в том числе и банковские карты, стремительно устаревают, и что на смену им в ближайшем будущем должна прийти биометрическая система, что позволит в разы повысить степень безопасности и удобства банковских учреждений.

Методы и средства обеспечения информационной безопасности

К методам и средствам защиты информации относят правовые, организационно-технические и экономические мероприятия информационной защиты и меры защиты информации (правовая защита информации, техническая защита информации, защита экономической информации и т.д.).

Они могут представлять отдельные файлы с различной информацией, коллекции файлов, программы и базы данных. В зависимости от этого к ним применяются различные меры, способствующие обеспечению безопасности информационных ресурсов. К основным программно-техническим мерам, применение которых позволяет решать проблемы обеспечения безопасности информационных ресурсов, относят: аутентификацию пользователя и установление его идентичности; управление доступом к базе данных; поддержание целостности данных; протоколирование и аудит; защиту коммуникаций между клиентом и сервером; отражение угроз, специфичных для СУБД и др.

В целях защиты информации в базах данных важнейшими являются следующие аспекты информационной безопасности:

• доступность — возможность получить некоторую требуемую информационную услугу;
• целостность — непротиворечивость информации, ее защищённость от разрушения и несанкционированного изменения;
• конфиденциальность — защита от несанкционированного прочтения.

Эти аспекты являются основополагающими для любого программно-технического обеспечения, предназначенного для создания условий безопасного функционирования данных в компьютерах и компьютерных информационных сетях.

Контроль доступа представляет собой процесс защиты данных и программ от их использования объектами, не имеющими на это права.

Одним из наиболее известных способов защиты информации является ее кодирование (шифрование, криптография).

Криптография — это система изменения информации (кодирования, шифрования) с целью ее защиты от несанкционированных воздействий, а также обеспечения достоверности передаваемых данных.

Код характеризуется: длиной — числом знаков, используемых при кодировании, и структурой — порядком расположения символов, обозначающих классификационный признак.

Средством кодирования служит таблица соответствия. Примером такой таблицы для перевода алфавитно-цифровой информации в компьютерные коды является кодовая таблица ASCII .

Для шифрования информации все чаще используют криптографические методы ее защиты.

Криптографические методы защиты информации содержат комплекс (совокупность) алгоритмов и процедур шифрования и кодирования информации, используемых для преобразования смыслового содержания передаваемых в информационных сетях данных. Они подразумевают создание и применение специальных секретных ключей пользователей.

Общие методы криптографии существуют давно. Она считается мощным средством обеспечения конфиденциальности и контроля целостности информации. Пока альтернативы методам криптографии нет. И хотя криптография не спасает от физических воздействий, в остальных случаях она служит надежным средством защиты данных.

Стойкость криптоалгоритма зависит от сложности методов преобразования. Главным критерием стойкости любого шифра или кода являются имеющиеся вычислительные мощности и время, в течение которого можно их расшифровать. Если это время равняется нескольким годам, то стойкость таких алгоритмов является вполне приемлемой и более чем достаточной для большинства организаций и личностей. Если использовать 256- и более разрядные ключи, то уровень надежности защиты данных составит десятки и сотни лет работы суперкомпьютера. При этом для коммерческого применения достаточно 40-, 44-разрядных ключей.

Для кодирования ЭИР, с целью удовлетворения требованиям обеспечения безопасности данных от несанкционированных воздействий на них, используется электронная цифровая подпись (ЭЦП).

Цифровая подпись для сообщения представляет последовательность символов, зависящих от самого сообщения и от некоторого секретного, известного только подписывающему субъекту, ключа.

Она должна легко проверяться и позволять решать три следующие задачи:

• осуществлять аутентификацию источника сообщения,
• устанавливать целостность сообщения,
• обеспечивать невозможность отказа от факта подписи конкретного сообщения.

Первый отечественный стандарт ЭЦП появился в 1994 году. Вопросами использования ЭЦП в России занимается Федеральное агентство по информационным технологиям (ФАИТ).

Существующий в мире опыт свидетельствует, что строить системы безопасности из отдельных продуктов неэффективно. Поэтому отмечается общая потребность в комплексных решениях информационной безопасности и их сопровождения. При этом специалисты отмечают, что наиболее эффективные меры защиты кроются не в технических средствах, а в применении различных организационных и административных мер, регламентов, инструкций и в обучении персонала.

Технические мероприятия базируются на применении следующих средств и систем: охранной и пожарной сигнализации; контроля и управления доступом; видеонаблюдения и защиты периметров объектов; защиты информации; контроля состояния окружающей среды и технологического оборудования, систем безопасности, перемещения людей, транспорта и грузов; учета рабочего времени персонала и времени присутствия на объектах различных посетителей.

Для комплексного обеспечения безопасности объекты оборудуются системами связи, диспетчеризации, оповещения, контроля и управления доступом; охранными, пожарными, телевизионными и инженерными устройствами и системами; охранной, пожарной сигнализацией, противопожарной автоматикой и др.

Биометрические методы защиты информации. Понятие «биометрия» определяет раздел биологии, занимающийся количественными биологическими экспериментами с привлечением методов математической статистики.

Биометрия представляет собой совокупность автоматизированных методов и средств идентификации человека, основанных на его физиологических или поведенческих характеристик. Биометрическая идентификация позволяет идентифицировать индивида по присущим ему специфическим биометрическим признакам, то есть его статическими (отпечаткам пальца, роговице глаза, генетическому коду, запаху и др.) и динамическими (голосу, почерку, поведению и др.) характеристиками.

Биометрическая идентификация считается одним из наиболее надежных способов. Уникальные биологические, физиологические и поведенческие характеристики, индивидуальные для каждого человека, называют биологическим кодом человека.

Первые биометрические системы использовали рисунок (отпечаток) пальца. Примерно одну тысячу лет до н.э. в Китае и Вавилоне знали об уникальности отпечатков пальцев. Их ставили под юридическими документами. Однако дактилоскопию стали применять в Англии с 1897 года, а в США — с 1903 года.

Считыватели обеспечивают считывание идентификационного кода и передачу его в контроллер. Они преобразуют уникальный код пользователя в код стандартного формата, передаваемый контроллеру для принятия управленческого решения. Считыватели бывают контактные и бесконтактные. Они могут фиксировать время прохода или открывания дверей и др. К ним относят устройства: дактилоскопии (по отпечаткам пальцев); идентификация глаз человека (идентификация рисунка радужной оболочки глаза или сканирование глазного дна); фотоидентификация (сравнение создаваемых ими цветных фотографий (банк данных) с изображением лица индивида на экране компьютера); идентификация по форме руки, генетическому коду, запаху, голосу, почерку, поведению и др.

В различных странах (в том числе в России) включают биометрические признаки в загранпаспорта и другие идентифицирующие личности документы. Преимущество биологических систем идентификации, по сравнению с традиционными (например, PI №-кодовыми, доступом по паролю), заключается в идентификации не внешних предметов, принадлежащих человеку, а самого человека. Анализируемые характеристики человека невозможно утерять, передать, забыть и крайне сложно подделать. Они практически не подвержены износу и не требуют замены или восстановления.

С помощью биометрических систем осуществляются:

• ограничение доступа к информации и обеспечение персональной ответственности за ее сохранность;
• обеспечение допуска сертифицированных специалистов;
• предотвращение проникновения злоумышленников на охраняемые территории и в помещения вследствие подделки и (или) кражи документов (карт, паролей);
• организация учета доступа и посещаемости сотрудников, а также решается ряд других проблем.

Самой популярной считается аутентификация по отпечаткам пальцев, которые, в отличие от пароля, нельзя забыть, потерять, и заменить. Однако в целях повышения надежности аутентификации и защиты ценной информации лучше использовать комбинацию биометрических признаков. Удачным считается одновременное использование двухфакторной аутентификации пользователя, включающее оптический сканер отпечатков пальцев и картридер для смарт-карты, в которой в защищенном виде хранятся те же отпечатки пальцев.

К новым биометрическим технологиям следует отнести трехмерную идентификацию личности, использующую трехмерные сканеры идентификации личности с параллаксным методом регистрации образов объектов и телевизионные системы регистрации изображений со сверхбольшим угловым полем зрения. Предполагается, что подобные системы будут применяться для идентификации личностей, трехмерные образы которых войдут в состав удостоверений личности и других документов. Сканирование с помощью миллиметровых волн — быстрый метод, позволяющий за две-четыре секунды сформировать трехмерное топографическое изображение, которое можно поворачивать на экране монитора для досмотра предметов, находящихся в одежде и на теле человека. С этой же целью используют и рентгеновские аппараты. Дополнительным преимуществом миллиметровых волн в сравнении с рентгеном является отсутствие радиации — этот вид просвечивания безвреден, а создаваемое им изображение генерируется энергией, отраженной от тела человека. Энергия, излучаемая миллиметровыми волнами, в 10 000 раз слабее излучения от сотового телефона.

Защита информации в информационных компьютерных сетях осуществляется с помощью специальных программных, технических и программно-технических средств.

С целью защиты сетей и контроля доступа в них используют:

• фильтры пакетов, запрещающие установление соединений,
  пересекающих границы защищаемой сети;
• фильтрующие маршрутизаторы, реализующие алгоритмы
  анализа адресов отправления и назначения пакетов в сети;
• шлюзы прикладных программ, проверяющие права доступа к
  программам.

В качестве устройства, препятствующего получению злоумышленником доступа к информации, используют Firewalls (рус. «огненная стена» или «защитный барьер» — брандмауэр). Такое устройство располагают между внутренней локальной сетью организации и Интернетом. Оно ограничивает трафик, пресекает попытки несанкционированного доступа к внутренним ресурсам организации. Это внешняя защита. Современные брандмауэры могут «отсекать» от пользователей корпоративных сетей незаконную и нежелательную для них корреспонденцию, передаваемую по электронной почте. При этом ограничивается возможность получении избыточной информации и так называемого «мусора» (спама).

Считается, что спам появился в 1978 г., а значительный его рост наблюдается в 2003 г. Сложно сказать, какой почты приходит больше: полезной или бестолковой. Выпускается много ПО, предназначенного для борьбы с ним, но единого эффективного средства пока нет.

Техническим устройством, способным эффективно осуществлять защиту в компьютерных сетях, является маршрутизатор. Он осуществляет фильтрацию пакетов передаваемых данных. В результате появляется возможность запретить доступ некоторым пользователям к определенному «хосту», программно осуществлять детальный контроль адресов отправителей и получателей. Также можно ограничить доступ всем или определенным категориям пользователей к различным серверам, например ведущим распространение противоправной или антисоциальной информации (пропаганда секса, насилия и т.п.).

Защита может осуществляться не только в глобальной сети или локальной сети организации, но и отдельных компьютеров. Для этой цели создаются специальные программно-аппаратные комплексы.

Защита информации вызывает необходимость системного подхода, т.е. здесь нельзя ограничиваться отдельными мероприятиями. Системный подход к защите информации требует, чтобы средства и действия, используемые для обеспечения информационной безопасности — организационные, физические и программно-технические — рассматривались как единый комплекс взаимосвязанных взаимодополняющих и взаимодействующих мер. Один из основных принципов системного подхода к защите информации — принцип «разумной достаточности», суть которого: стопроцентной защиты не существует ни при каких обстоятельствах, поэтому стремиться стоит не к теоретически максимально достижимому уровню защиты, а к минимально необходимому в данных конкретных условиях и при данном уровне возможной угрозы.

Биометрические системы — надежная защита информации

Проблема идентификации личности при допуске к закрытой информации или объекту всегда была ключевой. Магнитные карты, электронные пропуска, кодированные радиосообщения можно подделать, ключи можно потерять, при особом желании даже внешность можно изменить. Но целый ряд биометрических параметров является абсолютно уникальным для человека.

Где применяется биометрическая защита

Современные биометрические системы дают высокую надежность аутентификации объекта. Обеспечивают контроль доступа в следующих сферах:

• Передача и получение конфиденциальной информации личного или коммерческого характера;
• Регистрация и вход на электронное рабочее место;
• Осуществление удаленных банковских операций;
• Защита баз данных и любой конфиденциальной информации на электронных носителях;
• Пропускные системы в помещения с ограниченным доступом.

Уровень угрозы безопасности со стороны террористов и криминальных элементов привел к широкому использованию биометрических систем защиты и управления контролем доступа не только в государственных организациях или больших корпорациях, но и у частных лиц. В быту наиболее широко такое оборудование применяется в системах доступа и технологиях управления типа «умный дом».

К биометрической системе защиты относятся

Биометрические характеристики являются очень удобным способом аутентификации человека, так как обладают высокой степенью защиты (сложно подделать) и их невозможно украсть, забыть или потерять. Все современные метолы биометрической аутентификации можно разделить на две категории:

Дактилоскопический отпечаток

1. Статистические, к ним относят уникальные физиологические характеристики, которые неизменно присутствуют с человеком всю его жизнь. Наиболее распространенный параметр – дактилоскопический отпечаток;
2. Динамические – основаны на приобретенных поведенческих особенностях. Как правило, выражаются в подсознательных повторяемых движениях при воспроизведении какого либо процесса. Наиболее распространенные – графологические параметры (индивидуальность почерка).

Схема классификатор биометрических средств идентификации

Статистические методы

• Дактилоскопический анализ. Для аутентификации используется уникальный рисунок папиллярных линий на подушечках пальцев. Для снятия и оцифровки отпечатков используются сканеры высокого разрешения и специальные способы обработки изображения. Основная трудность заключается в том, что необходимо различить и оцифровать рисунок небольшого размера. Главные преимущества: высокая надежность метода и удобство использования. Используется до 60-70 индивидуальных точек.

Аутентификация по сетчатке глаза

Аутентификация по сетчатке. Начало использования такого метода, 50-е годя прошлого столетия. Анализировался рисунок кровеносных сосудов глазного дна. Сканирование производилось при помощи инфракрасного излучения. Недостатками такого метода были дороговизна и сложность аппаратуры и значительный дискомфорт, который испытывал человек при сканировании. В данный момент метод практически не применяется.

ВАЖНО! На основании установлено, что в отличии от радужной оболочки глаза сетчатка на протяжении жизни человека может существенно изменяться.

Сканер сетчатки глаза, производство компании LG

• Радужная оболочка глаза. Формирование радужной оболочки происходи еще до рождения человека и ее рисунок неизменен на протяжении всей жизни. Сложность и отчетливость рисунка позволяет регистрировать для распознания до 200 ключевых точек, что обеспечивает высокий уровень аутентификации объекта.
• Геометрия руки. При аутентификации используется совокупность таких параметров как длина, толщина и изгиб фаланг пальцев, расстояние между суставами и т.п. чем больше параметров учитывается, тем надежнее система распознания, так как каждый показатель по отдельности не является уникальным для человека. Преимущества метода в довольно простой сканирующей аппаратуре и программном обеспечении, которые, тем не менее, дают результат сопоставимый по надежности с дактилоскопией. Недостаток в том, что руки больше всего подвержены механическим повреждениям: ушибам, распуханиям, артритам и т.п.

Геометрия руки при аутентификации

Геометрия лица. В последнее время довольно распространенный метод. Основан на построении трехмерного изображения с выделением основных контуров носа, губ, глаз, бровей и расстояний между ними. Уникальный шаблон для человека начинается от 12 параметров, большинство систем оперируют 30 — 40 показателями. Основная сложность в вариативности считываемых данных в случае изменения положения сканируемого объекта или смены интенсивности освещенности. Преимуществом аппаратуры является широкое внедрение бесконтактного способа сканирования лица несколькими камерами.

Динамические методы

Система имеет ряд существенных недостатков, которые делают ее широкое применение нецелесообразным. К основным недостаткам относится:

• Возможность записи голосового пароля при помощи направленного микрофона злоумышленниками;
• Низкая вариативность идентификации. У каждого человека голос изменяется не только с возрастом, но и по состоянию здоровья, под воздействием настроения и т.п.

В системах умный дом голосовую идентификацию целесообразно использовать для контроля доступа в помещения со средним уровнем секретности или управления различными приборами: климатическая техника, освещение, система отопления, управление шторами и жалюзями и т.п.

• Графологическая аутентификация. Основана на анализе рукописного почерка. Ключевым параметром является рефлекторное движение кисти руки при подписании документа. Для снятия информации используются специальные стилусы имеющие чувствительные сенсоры регистрирующие давление на поверхность. В зависимости от требуемого уровня защиты могут сравниваться следующие параметры:
• Шаблон подписи — сама картинка сверяется с той, что находится в памяти устройства;
• Динамические параметры – сравнивается скорость подписи с имеющейся статистической информацией.

ВАЖНО! Как правило, в современных системах безопасности и СКУР для идентификации используются сразу несколько методов. К примеру, дактилоскопия с одновременным измерением параметров руки. Такой метод существенно повышает надежность системы и предотвращает возможность подделки.

Видео — Как обезопасить биометрические системы идентификации?

Производители систем защиты информации

На данный момент на рынке биометрических систем, которые может себе позволить рядовой пользователь лидируют несколько компаний.

ZK7500 биометрический USB считыватель отпечатков пальцев используется для контроля доступа в ПК

ZKTeco – китайская компания производит бюджетные устройства для контроля доступа с одновременным учетом рабочего времени, которые сканируют отпечатки пальцев и геометрию лица. Такое оборудование востребовано в финансовых и государственных организациях, на заводах и т.д.

Модель ekey homе адаптирована для бытового использования
Ekey biometric systems – австрийская компания, лидер по разработке и внедрению биометрических систем в Европе. Наиболее известная продукция – сканеры отпечатков пальцев на основании радиочастотного и теплового анализа объекта.

BioLink U-Match 5.0 сканер отпечатка пальцев с интегрированным считывателем карт

BioLink – российская компания создающая комплексные системы биологической аутентификации. Среди наиболее перспективных разработок IDenium – программно-аппаратный комплекс, использующий многофакторную аутентификацию для предоставления доступа к программным ресурсам организации с одновременным администрированием прав доступа на аппаратном уровне. Для этого используются устройства BioLink U-Match 5.0 – дактилоскопический сканер с интегрированным считывателем магнитных и/или чипоавных карт.т

Использование биометрических систем в бизнесе и не только существенно поднимет уровень безопасности, но и способствует укреплению трудовой дисциплины на предприятии или в офисе. В быту биометрические сканеры применяются гораздо реже из-за их высокой стоимости, но с увеличением предложения большинство этих устройств вскоре станет доступно рядовому пользователю.

Биометрические системы защиты в жизни современного человека

Сканирование радужной оболочки глаза либо распознавание голоса при входе на секретный объект уже давно перестало быть только элементом шпионских фильмов. Биометрические системы защиты со временем становятся всё надежнее и доступнее, что дает повод обратить внимание на этот спектр технологий.

1. Методы биометрической аутентификации
2. Статические методы
3. Динамические методы
4. Системы биометрической защиты
5. Применение в повседневной жизни
6. Производители оборудования для биометрической защиты

Методы биометрической аутентификации

Для начала немного терминологии. Аутентификация – это процедура проверки подлинности с помощью считывания определенных параметров (как пароль или подпись) и сравнения их со значением в некой базе данных (пароль, введенный при регистрации, образцы подписи и т.д.). Биометрическая аутентификация происходит с использованием в качестве ключа биологических свойств, которые обладают уникальностью и поддаются измерению.

Достоинства этой группы методов лежат на поверхности: потерять, похитить или подделать параметр-ключ сложнее, чем пароль или карточку, ведь это свойство человека, которые всегда при нём.

Биометрическая аутентификация разделяется на два типа:

1. Статическая, где используются постоянные в течение жизни свойства (рисунок отпечатка пальца, узор сетчатки или радужной оболочки глаза и т.д.).
2. Динамическая, где используются приобретённые свойства человека (особенности выполнения привычных действий: движения, речь, подчерк).

Можно выделить и третий тип – комбинированная аутентификация, который является сочетанием первых двух и не имеет собственных отличительных черт.

Статические методы

На основании распознавания стабильных (относительно) и уникальных параметров человеческого тела создано большое разнообразие методов аутентификации с разными характеристиками.

Название метода аутентификации

Принцип работы

Достоинства

Недостатки

Дактилоскопическая

Считывание отпечатков пальцев, распознавание в них определённых элементов (точки, окончания и разветвления линий и тд) и переведение их в код

Высокая достоверность (низкий процент ошибок), сравнительно низкая стоимость устройств считывания, простота процедуры.

Уязвимость метода к подделке рисунка пальца и проблемы с распознаванием слишком сухой либо повреждённой кожи.

По радужной оболочке глаза

Производится снимок радужной оболочки, перерабатывается и сравнивается алгоритмом со значениями в базе данных.

Высокая достоверность, бесконтактное считывание, удобство объекта (повреждается или изменяется реже в сравнении с другими частями тела), возможность эффективной защиты от подделки.

Высокая стоимость, небольшое количество вариантов в продаже.

По чертам лица (двухмерная)

Распознавание лица на изображении с измерением расстояния между определенными точками

Не требует дорогого оборудования, допускает распознавание на большом расстоянии.

Низкая достоверность, искажающие воздействия освещения, мимики, ракурса.

По чертам лица (трехмерная)

Создание трёхмерной модели лица путём проецирования и считывания специальной сетки с последующей возможностью распознавания снимков с нескольких камер.

Высокая достоверность, бесконтактное считывание, отсутствие чувствительности к световым помехам, наличию очков, усов и т.д.

Высокая стоимость оборудования, искажающие воздействия мимики.

По венам руки

Делается снимок ладони инфракрасной камерой, на котором четко отображается и распознаётся уникальный рисунок вен.

Высокая достоверность, бесконтактное считывание, «невидимость» параметра в обычных условиях.

Уязвимость к засветке сканера и искажению картины некоторыми заболеваниями, слабая изученность метода.

По сетчатке глаза

Считывание инфракрасным сканером рисунка сосудов с поверхности сетчатки.

Высокая достоверность, сложность фальсификаций.

Сравнительно большое время обработки и дискомфорт при сканировании, высокая стоимость, слабое распространение на рынке.

По геометрии рук

Производится снимок кисти и считываются её геометрические характеристики (длина и ширина пальцев, ладони и т.д.)

Низкая стоимость, бесконтактное считывание.

Низкая достоверность, устаревший метод.

По термограмме лица

Инфракрасная камера считывает «тепловой портрет»

Низкая достоверность, слабое распространение.

Динамические методы

Способов аутентификации на основании приобретённых черт разработано меньше, и по надёжности и достоверности они уступают большинству статических. В то же время, ценовая характеристика динамических методов и простота в применении добавляют им привлекательности.

Название метода аутентификации

Принцип работы

Достоинства

Недостатки

По голосу

Микрофон записывает голос, который сравнивается с образцом.

Простое и доступное оборудование, легкость в применении, технология продолжает развиваться.

Низкая точность, уязвимость к звуковым помехам и искажению голоса при простуде, сложности с вариациями интонации и тембра для каждого человека.

По почерку

Делается подпись при помощи специальной ручки или поверхности, может анализироваться как сама подпись, так и движения руки.

Относительная доступность и простота применения.

Системы биометрической защиты

Независимо от того, какой метод аутентификации используется, все они служат одной цели: отличить человека или группу людей с разрешенным доступом от всех остальных.

Применение в повседневной жизни

В быту биометрические технологии встречаются все чаще. В первую очередь в смартфоне, пожизненном спутнике современного человека, выполнима реализация сразу нескольких методов подтвердить личность владельца:

• по отпечатку пальца (при помощи специальной сканерной области);
• по чертам лица (с использованием камеры);
• по голосу (через микрофон).

Постоянно улучшаются не только технологии считывания, но и алгоритмы распознавания.

Уже выпущены модели со сканерами сетчатки и радужной оболочки глаза, но пока эти технологии нельзя назвать совершенными, т.к. есть информация, что их относительно просто обмануть.

Те же способы можно использовать для защиты доступа к информации на других гаджетах и ПК, к приборам в «умном доме». В продаже уже можно найти дверные замки, где вместо ключа служит палец, и рынок биометрических технологий для быта продолжает активно развиваться. Не смотря на постоянные инновации и усовершенствования других направлений, на данный момент, дактилоскопический метод является самым проработанным, распространённым и подходящим для персонального использования.

Применение в системах управления и контроля доступом (СКУД)

Существует множество предприятий, вход на территорию которых разрешен только определенному кругу лиц. Обычно они имеют ограждение, охрану и пропускные пункты. На пропускных пунктах находятся:

• котроллер (управляющий элемент, принимающий решение разрешить ли доступ);
• считыватель (сенсорный элемент, который воспринимает идентификаторы);
• идентификаторы (ключи для получения доступа) у всех, кто должен пройти внутрь.

С точки зрения организации защитной системы, значение имеет количество проходящих контроль людей, допустимый уровень ошибок и устойчивость к обману.

Основанные на биометрических признаках (в качестве идентификаторов) системы в этом смысле хорошо себя зарекомендовали. При необходимости максимально строгого контроля используют наиболее надёжные методы (аутентификация по сетчатке, радужной оболочке, отпечатку пальца), иногда их комбинацию. Для рядовых предприятий (где основная цель – определить, присутствует ли рабочий на месте и сколько времени) подходят менее надежные, но более простые в исполнении решения (голосовая аутентификация и прочие).

Производители оборудования для биометрической защиты

Крупнейшие компании на рынке:

• BioLink (Россия) выпускает системы с использованием комбинированных методов аутентификации, например BioLink U-Match 5.0 – сканер отпечатков пальцев со встроенным считывателем магнитных и/или чиповых карт.

• ZKTeco (Китай) распространяет недорогие устройства, которые производят управление доступом и учет времени работы для заводов, финансовых и государственных учреждений. Используются отпечатки пальцев и геометрия лица.

• Ekey biometric systems (Австрия) – европейский лидер, производит дактилоскопические сканеры, которые для большей точности применяют тепловой и радиочастотный анализ.

Как защитить биометрические данные пользователей от криминального использования

директор по развитию Iris Devices — резидента «Сколково»

Биометрия — единственный метод идентификации, который «привязывает» цифровые учетные записи к конкретному человеку. Из-за этих уникальных свойств биометрические данные стали ценным товаром для мошенников.

О том, что могут сделать компании, чтобы защитить биометрические данные своих клиентов и в целом повысить доверие к биометрической идентификации, рассказывает Александр Горшков, директор по развитию Iris Devices (резидента «Сколково»).

Кража биометрических данных

Когда злоумышленники копируют электронный пропуск, подбирают пароль или применяют скимминг пластиковой карты, все эти вещи можно заменить и таким образом предотвратить возможное мошенничество.

С появлением биометрических технологий процесс идентификации упростился. Но проблема в том, что, в случае кражи, изменить биометрические признаки не получится.

Первые существенные хищения были выявлены три-четыре года назад:
2016	В Гане похищены биометрические данные избирателей.
2017	Украдены биометрические данные филиппинских избирателей. У американской компании Avanti Markets, похищены отпечатки пальцев покупателей. Утечка данных из индийской биометрической системы Aadhaar.
2018	В Зимбабве похитили отпечатки пальцев и фотографии избирателей. Компрометация биометрических данных миллиарда граждан Индии.
2019	В открытый доступ попала многомиллионная база отпечатков пальцев из южнокорейской компании Suprema. Похищены записи голоса клиентов Сбербанка.

К сожалению, даже самая лучшая многоуровневая защита от взлома имеет уязвимости, и возникновение подобных инцидентов неизбежно.

Как сделать биометрическую идентификацию безопасной

Чтобы исключить или минимизировать возможный ущерб, нужно своевременно выявлять попытки имитации чужой биометрии — обнаруживать подделку в реальном времени и подтверждать или опровергать, что данные представлены истинным обладателем.

Проверка на живой/неживой с использованием многофакторной идентификации значительно повышает безопасность и делает кражу любого элемента персональных данных несущественной.

Уже есть концепции, которые объединяют биометрические данные с другими элементами безопасности. Такие решения создают более надежные цифровые учетные записи, и самих по себе украденных биометрических признаков становится недостаточно для совершения противоправных действий.

Последние новости, актуальные события и нетворкинг в AgroTech-комьюнити — AgroCode Hub. Присоединяйся!

Мультиспектральная проверка на живой/неживой

В основе одного из эффективных подходов к обнаружению подделки биометрических признаков лежит мультиспектральная регистрация, что значительно усложняет применение поддельных биометрических данных для идентификации.

При этом методе сравниваются невидимые в обычных условиях оптические характеристики исследуемого материала с известными характеристиками живого объекта. Используются несколько источников света различных спектров для получения информации с поверхности и из глубины живой ткани, вплоть до капиллярных сосудов.

Для своевременного реагирования применяются нейросетевые алгоритмы машинного зрения, которые можно оперативно адаптировать при выявлении новых типов угроз и подделок.

Многофакторная идентификация

Обеспечить качественную и надежную идентификацию пользователей можно, реализовав многофакторное решение, когда регистрируются несколько биометрических и не биометрических признаков личности.

Строгая идентификация с помощью двух или более факторов принципиально безопасней.

Важно использовать сочетание нескольких надежных способов идентификации, чтобы пользователь сам мог выбрать наиболее приемлемые и удобные для него.

Отменяемая биометрия

Мы не можем изменить свои биометрические данные, но можем поменять алгоритм хранения и работы с ними. Для этого разрабатываются специальные решения под общим названием «отменяемая биометрия».

Эта технология основана на преднамеренном повторяемом искажении биометрических данных на основе предварительно выбранного преобразования. Биометрический сигнал одинаково искажается как при регистрации, так и при каждой идентификации.

Такой подход позволяет использовать для каждой записи свой метод, что препятствует перекрестному сопоставлению.

Кроме того, если экземпляр преобразованной биометрии скомпрометирован, достаточно изменить алгоритм конвертации, чтобы сгенерировать новый вариант для повторной регистрации.

Для обеспечения безопасности используются необратимые функции. Таким образом, даже если алгоритм конвертирования известен и имеются преобразованные биометрические данные, то восстановить по ним исходную (не искаженную) биометрию не получится.

Преобразования могут применяться как в области сигнала, так и в области признаков. То есть либо биометрический сигнал преобразуется непосредственно после его получения, либо обрабатывается обычным образом, после чего преобразуются извлеченные признаки.

Алгоритм преобразования допускает расширение шаблона, что позволяет увеличить надежность системы.

Примеры преобразований на уровне сигнала включают в себя морфизацию сетки или перестановку блоков. Измененное изображение не может быть успешно сопоставлено с исходным образом или с аналогичными изображениями, полученных с другими параметрами преобразования.

Преобразование изображения на основе морфинга изображения.

Источник: «Enhancing Security and Privacy in Biometrics-Based Authentication Systems» by N. K. Ratha, J. H. Connell, R. M. Bolle

На рисунке представлена оригинальная фотография с наложенной сеткой, выровненной по лицевым признакам. Рядом с ней — фотография с измененной сеткой и результирующее искажение лица.

Источник: «Enhancing Security and Privacy in Biometrics-Based Authentication Systems» by N. K. Ratha, J. H. Connell, R. M. Bolle

На рисунке на модель нанесена блочная структура, выровненная по характерным точкам. Полученные блоки затем скремблируются случайным, но повторяемым образом.

Разработаны решения, генерирующие стабильный и повторяемый биометрический код для создания так называемого истинного биометрического хеширования. Алгоритм позволяет генерировать стабильный биометрический код при различных условиях окружающей среды и естественного шума датчиков во время биометрического сканирования. Это ограничивает ошибки регистрации. В результате система работает с высокой производительностью и надежностью.

Энтропия, генерируемая системой, ограничивает риски появления разных людей с некоторыми сходствами и создание одинаковых стабильных кодов.

Таким образом, использование только стабильных битов из биометрического сканирования создает стабильный код, который не требует сохраненный биометрический шаблон для аутентификации.

Процесс регистрации выглядит так:

• Биометрическое сканирование захватывает изображение;
• Алгоритм извлекает из изображения стабильные и воспроизводимые векторы;
• Генерируется открытый и закрытый код. Закрытый код хешируется;
• Симметричные или асимметричные криптографические ключи выдаются из сгенерированного биометрического хэш-кода;
• В случае асимметричных криптографических ключей — открытый ключ сохраняется, закрытый ключ стирается из системы. Никаких биометрических данных не хранится ни в одном случае.

Верификация осуществляется следующим образом:

• Биометрическое сканирование захватывает изображение;
• Алгоритм извлекает те же стабильные функции, что и при регистрации;
• Публичный код сообщит системе «где находятся функции» для поиска частного кода;
• Создается один и тот же закрытый код, для аутентификации выдаются одни и те же хэш и криптографические ключи.

Блок-схема с симметричными криптографическими ключами

Блок-схема с асимметричными криптографическими ключами

Чтобы преобразование было повторяемым, перед его началом биометрический сигнал должен быть надлежащим образом зарегистрирован. Эта проблема частично решена с помощью ряда методов, описанных в научной литературе.

Как достичь максимума и обеспечить доверие к биометрической идентификации

К сожалению, необходимо принять тот факт, что любые персональные данные, в том числе и биометрические, не могут быть полностью защищены от хищения.

Максимум, что можно сделать — это проектировать системы, которые обесценивают украденные данные.

Ряд биометрических характеристик являются публичными. Например, наше лицо можно сфотографировать, а голос — записать на диктофон. Для обеспечения доверия пользователей к биометрической идентификации необходимо обеспечить надежность и безопасность используемых систем за счет:

• Шифрования данных на биометрических терминалах для защиты от взлома;
• Биометрической идентификации в режиме реального времени с проверкой на живой/неживой;
• Использования мультиспектральных и мультимодальных решений;
• Быстрой адаптации алгоритмов к появлению новых уязвимостей;
• Применения алгоритмов, которые обесценивают украденные биометрические данные.

Чтобы отношение пользователей к системам биометрической идентификации стало доверительным, лучше предлагать решения, в которых для подтверждения личности надо, например, посмотреть непосредственно в объектив камеры или на определенную метку. Это устранит опасения на счет скрытой слежки и несанкционированного контроля.

Фото на обложке: Shutterstock / NicoElNino