Системы контроля доступа: Учебно-методическое пособие к курсу ''Методы и средства защиты информации''

М И Н И СТ Е РСТ В О О БРА ЗО В А Н И Я И Н А У К И РО ССИ Й СК О Й Ф Е Д Е РА Ц И И В О РО Н Е Ж СК И Й ГО СУ Д А РСТ В Е Н Н Ы Й У Н И В Е РСИ Т Е Т

С ист ем ы кон т р оля доступа

У чебно-метод и ческоепособи еккурсу“М етод ы и сред ствазащи ты и нфорац и и ” Спец и альность “М атемати ческоеи программноеобеспечени езащи ты и нформац и и ” (010213)

В О РО Н Е Ж 2004

2

У тверж д ено научно-метод и чески м советом факультета при клад ной математи ки , и нформати ки и механи ки 20 мая 2004 г., протокол № 7.

Состави тель

Голуб В .А .

У чебно-метод и ческое пособи епод готовлено накафед ре техни ческой ки бернети ки и автомати ческого рег ули ровани я В оронеж ского госуд арственног о уни верси тета. Рекоменд уется д ля студ ентов 5 курса д невного отд елени я спец и альности “М атемати ческоеи программноеобеспечени езащи ты и нформац и и ” (010213)

3

С истем ы кон т р оля дост упа Современныеси стемы контроля д оступа позволяю тобеспечи ть сохранность и нформац и и и матери альных ц енностей, безопасность персонала и посети телей, круглосуточно контроли руя си туац и ю . Рассмотри м разли чные си стемы контроля д оступа.

1. М ех ан ическиесистем ы М ехани чески е замки остаю тся наи более при емлемыми д ля небольш и х пред при яти й, несмотря на появлени е новейш и х сред ств контроля д оступа [2]. М ехани чески е замки повыш енной секретности мож но рассматри вать в качестве ги бкого, э ффекти вног о и нед орог ого сред ства обеспечени я защи ты. М ехани чески й клю чявляется простейш и м и д енти фи кац и онным при знаком при контроле д оступа. М ехани чески е сред ства защи ты сравни тельно ш и роко при меняю тся д ля защи ты компью теров и хранящейся в ни х и нформац и и . К наи более распространенным относятся си стемы фи ксац и и блоковкомпью терапутем и х креплени я к громозд ки м и тяж еловесным пред метам с помощью спец и альных кабелейтросов сзамками , а такж е охранных си стем сд атчи ками , реаги рую щи ми на перемещени я и ли уд ары. Д ля блоки ровки д и сковод ов и CD-, DVD-при вод ов сц елью пред отвращени я несанкц и они рованного д оступа ки нформац и и мог ут и спользоваться спец и альные замыкаю щи е устройства, устанавли ваемые на CD-, DVD-при вод ы и ли выполненные в ви д е“д и скеты” с замковым механи змом на ее торц евой части , которая вставляется в д и сковод закрывается на клю ч. Д ля пред отвращени я вскрыти я корпуса компью тера вместо обычных болтов в гнезд а креплени я кож уха ккорпусу компью тера могут устанавли ваться спец и альныезамки -ц и ли нд ры, непозволяю щи ебезклю часнять корпус[8].

2. У достовер ен ия и ж етон ы У д остоверени я с наклеенной фотографи ей влад ельц а и ж етоны относятся к сред ствам контроля д оступа без при менени я э лектронного оборуд овани я [2]. У д остоверени я обычно выд аю тся служ ащи м орг ани зац и и и ли ц ам, рег улярно ее посещаю щи м. Ж етоны, как прави ло, и спользую тся д ля контроля д оступа э пи зод и чески х посети телей в течени е од ного д ня и ли нед ели . У д остоверени я ли чности и ж етоны могут при меняться вместе со сред ствами контроля д оступа по карточкам, превращаясь тем самым в маш и ночи таемые пропуска на защи щаемую терри тори ю . Д ля уси лени я защи ты карточки с фотографи ей мог утд ополняться устройствами и х счи тывани я и набором персонального код а на клави атуре[2].

3. Ком п ью тер изир ован н ы есист ем ы с пр им ен ен ием видео- и фотоизобр аж ен ий Т аки еси стемы операти вны и просты вэ ксплуатац и и и уд обны преж д е всего д ля созд ани я базд анных д ля органовобеспечени я безопасности и д ля и зготов-

4

лени я карточек уд остоверени й ли чности . П ри нц и п д ействи я си стем основан напреобразовани и и зображ ени я в ц и фровую форму и ег о пересылки с телекамеры на э кран компью тера. П олученное и зображ ени е мож ет быть совмещено с фами ли ей служ ащего, номером пропуска, ли чной под пи сью , уровнем д оступа(формой д оступа) и лю бой д ругой и нформац и ей. В ремя обработки фотографи и и текста составляет 2… 2,5 ми н., после чег о сформи рованная карти на поступает на хранени е в запоми наю щее устройство д ля хранени я и и спользовани я при необход и мости [2].Д остои нством таки х си стем является возмож ность быстрого опознавани я влад ельц а и проверки ж етона (утерян, похи щен и ли незаконно и спользован) путем простого вызова фотои зображ ени я и з запоми наю щего устройствакомпью теранаэ кран.

4. Электр он н ы еср едства кон тр оля доступа Э лектронные сред ства контроля д оступа с при менени ем ми кропроц ессоров и персональных компью теров обеспечи ваю т возмож ность анали за си туац и и и вед ени я отчета. К э лектронным си стемам контроля д оступа относятся си стемы с ц и фровой клави атурой (кнопочные), карточками , э лектронными клю чами . Д ля отпи рани я д вери с кнопочными замками (клави атурой) требуется набрать прави льный буквенно-ц и фровой код . К лави атура совместно с э лектрозамком в си стемах повыш енной защи щенности д ополнена комплексом счи тывани я карточек[2]. 4.1. Кн опочн ы еклавиат ур н ы есист ем ы кон т р оля дост упа К нопочные клави атурные си стемы контроля д оступа пред полаг аю т знани е субъектом опред еленной (секретной) и нформац и и , которой мож етбыть пароль и ли PIN-код - ц и фровая комби нац и я, и спользуемая д ля контроля д оступа уполномоченных ли ц ккред и тным картам, SIM-картам в моби льных телефонах, код овым замкам с кнопочной клави атурой и т.д . [2]. П ри наборе на клави атуре прави льног о ли чного код ад оступразреш ается. П р еим ущ ест ва клави атурных си стем контроля д оступа заклю чаю тся в и х простоте, невозмож ности утери и ли похи щени я клю ча, а такж е существенном улучш ени и характери сти кпри совместном и спользовани и с д руг и ми сред ствами и д енти фи кац и я. Недост ат ки связаны с тем, что пароль и ли ц и фровой код мож етбыть забыт, под смотрен, скопи рован; д ли нный код слож но запомни ть. 4.2. С ист ем ы кон т р оля дост упа по кар т очкам В си стемах контроля д оступа по карточкам клю чом является спец и альным образом закод и рованная карта, которая выполняет функц и ю уд остоверени я ли чности служ ащего и обеспечи вает ему проход в помещени е, куд а он и меет д опусккруг лосуточно и ли вопред еленныечасы. 4.2.1. Кар т ы со шт р их -кодом печатаю тся напри нтереи ли и зготавли ваю тся вручную наосновеи звестной технолог и и BAR-код а, при меняемой, вчастности , вторг овле. Ш три х-код счи тывается спец и альным сканером.

5

П р еим ущ ест ва карт со ш три х- код ом опред еляю тся простотой и д еш еви зной технологи и и х и зготовлени я (э то самыед еш евыекарты). Недост ат ки картсо ш три х-код ом - пред ельная простотапод д елки , д ля под д елки карточки д остаточно снять еекопи ю практи чески налю бом копи ре. 4.2.2. М агн ит н ы екар т ы сод ерж ат и д енти фи ц и рую щи й код , запи санный на маг ни тную полосу (ленту), помещенную на пласти ковый и ли бумаж ный носи тель, обычно на станд артную пласти ковую карту. П ри счи тывани и карта плавно протяг и вается рукой через щель соответствую щего устройства, при чем необход и мо соблю д ать опред еленную скорость протяги вани я [2]. П р еим ущ ест ва маг ни тных карт обусловлены простотой и д еш еви зной и х и зготовлени я. М агни тныекарты очень ш и роко распространены. Недост ат ки маг ни тных карт: необход и мость выд ерж и вать скорость протяги вани я карты; си льный механи чески й и знос и и сти рани е карт и счи тываю щи х головок, засорени е щели счи тывателя; простота под д елки карты д аж е без и спользовани я спец и али зи рованного оборуд овани я. 4.2.3. Кар т ы Виган да и спользую т фи зи чески й э ффект В и г анд а, состоящи й втом, что при нали чи и маг ни тного поля сверхкоротки епровод ни ки опред еленног о состава вызываю т и нд укц и онный токв катуш ке-при емни ке. К арты и зготавли ваю тся станд артного размера и з пласти ка с запрессованными в нег о провод ни ками . Счи тывани е и нформац и и прои сход и тпри помещени и карты вщель счи тываю щего устройства[2]. П р еим ущ ест вам и карт В и ганд а являю тся высокая над еж ность и устойчи вость квнеш ни м возд ействи ям; под д елкакартВ и г анд а практи чески невозмож на. Недост ат ки: карты В и ганд ад остаточно хрупки , и х необход и мо оберегать от уд аров, д оступ ккартенезащи щен, и , след овательно, похи ти вш и й карту мож ет ею воспользоваться (что, впрочем, относи тся и кд руг и м картам). 4.2.4. П р оксим ит и-кар т ы (proximity-карты) - являю тся бесконтактными рад и окартами и сод ерж атпри емни ки перед атчи кна ми кросхемах и антенну. Э то позволяети спользовать прокси ми ти -карты нарасстояни и отсчи тывателя, и збегая механи ческого контакта и повыш ая пропускную способность си стемы. П ри пи тани и карты отвстроенной батареи д альность счи тывани я д ости гает5 м, при пи тани и карты засчетэ нерг и и и злучени я счи тывателя д альность составляет от 5… 25 см д о 70 см. П р еим ущ ест ва прокси ми ти -карт опред еляю тся отсутстви ем механи ческого и зносаи высокой пропускной способностью . Недост ат ки прокси ми ти -картобусловлены и х сравни тельно высокой ц еной, отсутстви ем защи ты д оступа ккарте, возмож ностью под д елки при и спользовани и соответствую щего оборуд овани я. 4.2.5. Кон т ак т н ы екар т ы - карты с памятью (memory card), java-карты (со встроенным java-д ви ж ком), и нтеллектуальные смарт-карты сми крочи пом, реали зую щи м вычи слени я (ми кропроц ессорные и ли проц есси нговые) [7], и э лектронныеклю чи Touch Memory (Т М ), сод ерж ащи еи нтегральную схему вметалли ческом корпусе с контактами [2]. (Смарт-карты могут быть и бесконтактны-

6

ми , в которых счи тывани е и запи сь осуществляю тся с помощью рад и оси гнала, перед аваемого и при ни маемого и нд уктором смарт-карты). П р еим ущ ест ва контактных смарт-карт - высокая над еж ность и д енти фи кац и и (за счет и спользовани я ми кропроц ессора) при существенно меньш ей по сравнени ю сбесконтактными картами стои мости . Недост ат ки контактных смарт-карт связаны со слож ностью получени я над еж ного контакта; необход и мостью э лектростати ческой защи ты; возмож ностью и зноса контактов ри д ера и контактных площад ок карты; д оступностью контактов контроллера, что облегчает несанкц и они рованное возд ействи е на си стему [2]. 4.3. Элек т р он н ы еклю чи Э лектронные клю чи пред ставляю т собой и нтегральную схему в металли ческом корпусе с контактами и мог ут рассматри ваться как разнови д ность контактных карт. Н апри мер, клю чeToken компани и “А лад д и н” относи тся ктакназываемым USB-клю чам - компактным носи телям и нформац и и сUSB-портом, и аналоги чен смарт-картесзащи щенной памятью и проц ессором. USB-клю чeToken — э то полнофункц и ональный аналог смарт-карты, выполненный в ви д е брелока. О н напрямую под клю чается к компью теру через порт USB (Universal Serial Bus) и не требует нали чи я д орог остоящи х счи тывателей и ли д руги х д ополни тельных устройств. eToken и меет д о 64 К байтзащи щенной э нергонезави си мой памяти (EEPROM) и мож ет и спользоваться как портати вный контейнер д ля хранени я секретных д анных (клю чей ш и фровани я, код овд оступа, паролей, учетных запи сей, серти фи катов и пр.) [1]. И спользовани е клю чей eToken позволяет вместо запоми нани я множ ества паролей просто под клю чи ть э лектронный клю ч eToken к USBпорту и ввести PIN-код д ля д оступа кзащи щенной памяти eToken, в которой храни тся од на и ли несколько учетных запи сей, вкл ю чаю щ и х и мя пользователя, названи е д омена и слож ный пароль д ли ной д о 128 байт, состоящи й и знабора разли чных си мволов. П ри э том воспользоваться потерянным и ли украд енным клю чом eToken и ли получи ть д оступ кего памяти беззнани я PIN-код а невозмож но. П р еим ущ ест вам и э лектронных клю чей являю тся отсутстви е необход и мости в спец и альных счи тываю щи х устройствах и высокая над еж ность аутенти фи кац и и при простотеи спользовани я. Недост ат ки э лектронных клю чей обусловлены возмож ностью и х потери и ли хи щени я.

5. Биом етр ическиесистем ы кон тр оля доступ а Б и ометри чески й контроль д оступа основывается на проверке уни кальных фи зи ологи чески х особенностей и ли повед енчески х характери сти кчеловека. Ф и зи олог и чески е особенности , напри мер, таки е как папи ллярный узор пальц а, геометри я лад они и ли ри сунокрад уж ной оболочки и ли сетчатки г лаза, форма уха, г олос и д р. являю тся постоянными фи зи чески ми характери сти ками человека, поэ тому и би ометри чески е технологи и , основанные на фи зи ологи чески х характери сти ках облад аю тхорош ей стаби льностью .

7

П овед енчески е ж е характери сти ки , таки е как под пи сь, г олос и ли клави атурный почерк, зави сят какуправляемых д ействи й, так и менее управляемых пси хологи чески х факторов. П оскольку повед енчески е характери сти ки мог ут и зменяться с течени ем времени , зареги стри рованный би ометри чески й образец д олж ен обновляться при каж д ом его и спользовани и . Х отя би ометри я, основанная на повед енчески х характери сти ках, менее д орога и пред ставляет меньш ую угрозу д ля пользователей, фи зи олог и чески е черты позволяю тосуществи ть больш ую точность распознавани я [3]. Распознавани е ли чности мож ет реализовываться каквери фи кац и я и ли и д енти фи кац и я. Вер ификация, и ли , какеееще называю т, аутен т ификация, — э то проц есс при знани я и ли непри знани я под ли нности опред еленной ли чности , основанный на том, что си стема заранее знает ли чность, под ли нность которой она д олж на под тверд и ть. Зад ачей иден т ификации является установлени е ли чности . О чеви д но, что зад ачаи д енти фи кац и и горазд о слож неевреш ени и , при чем ее слож ность возрастает нели нейно по мере роста коли чества пользователей в си стеме распознавани я [4]. Б и ометри чески еси стемы контроля д оступареали зую тся, какправи ло, наоснове прог раммно реали зованных алгори тмов распознавани я образов с при менени ем высокопрои звод и тельных проц ессоров. П р еим ущ ест вам и биом ет р ических сист ем является наи более над еж ное распознавани е сред и всех си стем контроля д оступа. Би ометри чески е и д енти фи ц и рую щи е при знаки , в отли чи е от уд остоверени й, карточек, клю чей, ж етонов, паролей и ли персональног о и д енти фи кац и онного PIN-код а, не могут быть забыты, потеряны, перед аны и ли украд ены, и х труд но и ли практи чески невозмож но под д елать. Э ти характери сти ки практи чески не под верж ены и зменени ям и ли и зносу и не требую т замены и ли восстановлени я, что обусловли вает при менени еби ометри чески х си стем д ля контроля д оступакособо важ ным объектам, ког д атребуется наи болеевысоки й уровень безопасности [4]. Недост ат кам и биом ет р ических сист ем контроля д оступа являю тся высокая ц ена, сравни тельно малое быстрод ействи е и ни зкая пропускная способность. Слабостью би ометри и является и то, что би ометри чески е д анные мож но похи ти ть уж е после тог о, как они получены, что требует обеспечени я и х над еж ного хранени я и защи ты от перехвата. П ри проверке би ометри чески х характери сти кд олж набыть уверенность, во-первых, что би ометри чески е д анные получены отконкретного ли ц аи менно во время проверки , а во-вторых, что э ти д анныесовпад аю тсобразц ом, хранящи мся вбазед анных [6]. Б и ометри чески е си стемы ог рани чени я д оступа, каки лю бые д руг и е, не могутбыть абсолю тно над еж ными . О ш и бки си стем контроля д оступа мож но охарактери зовать вероятностями ош и бокпервого и второг о род а, которые мож но рассматри вать какхарактери сти ки над еж ности си стемы. Вер оят н ост ь от казов в дост упе зар егист р ир ован н ы м пользоват елям (уровень лож ных отказов) характери зует ош и бку первого род а (false rejection rate - FRR).

8

Вер оят н ост ь ошибочн ы х дост упов н езар егист р ир ован н ы х или н еавт ор изован н ы х пользоват елей (уровень лож ных при емов) характери зует ош и бку второго род а (false acception rate - FAR) и д ля обеспечени я необход и мой безопасности д олж набыть д остаточно ни зкой. В аж ной характери сти кой би ометри ческой си стемы является пр опускн ая способн ост ь, опред еляемая временем, необход и мым д ля прохож д ени я проц ед уры проверки . 5. 1. Биом ет р ическиесист ем ы р аспозн аван ия по от печат кам пальцев О тпечатки пальц ев в би ометри чески х си стемах рег истри рую т, как прави ло, од ни м и з д вух способов: с помощью черни л с послед ую щей оц и фровкой и зображ ени й и ли спомощью спец и ального сканера[4]. Самый распространенный способ получени я отпечатка пальц а строи тся на и спользовани и опти чески х устройств, вклю чаю щи х при змы и несколько ли нз со встроенным и сточни ком света[7]. Н ед остатками таки х си стем обусловлены си льной зави стью отраж ени я отпараметровкож и - сухости , при сутстви я масла, бензи на, д руги х веществ. Н апри мер, у лю д ей с сухой кож ей наблю д ается э ффект размывани я и зображ ени я, в результате высока д оля лож ных срабатывани й. Д ругая метод и ка основана на и змерени и э лектри ческого поля, когд а установленный всенсор палец пользователя выступаетвкачестве од ной и зпласти н конд енсатора, а д ругой пласти ной является поверхность сенсора, состоящая и з полупровод ни ковой кремни евой под лож ки , сод ерж ащей 90 тыс. конд енсаторных пласти н с ш агом счи тывани я 500 dpi. В результате форми руется 8-би товое растровое и зображ ени е гребней и впад и н кож ного ри сунка. В д анном случае ж и рность кож и и ли степень чи стоты рукпользователя не существенны. К роме того, такая си стема более компактна. Н ед остатком метод а является необход и мость г ермети чной оболочки д ля кремни евого кри сталла, уменьш аю щей чувстви тельность си стемы. К роме того, некоторое вли яни е на и зображ ени е мож ет оказать си льноевнеш нееэ лектромаг ни тноеи злучени е[7]. В си стеме TactileSense, разработанной компани ей Who? Vision Systems, и спользуется э лектроопти чески й поли мер, чувстви тельный кразности э лектри ческого поля меж д у гребнями и впад и нами кож и . Град и ент э лектри ческого поля конверти руется в опти ческое и зображ ени е высокого разреш ени я, которое оц и фровывается, после чего мож ет быть перед ано в компью тер. Э та си стема такж енечувстви тельнаксостояни ю кож и и степени еезагрязнени я, втом чи сле и хи ми ческого [7]. Т ехнологи я контроля д оступа состои т в след ую щем. Д ля каж д ог о пользователя форми руется спец и альный ц и фровой код опред еленной д ли ны, какправи ло, непревыш аю щей 1000 би т(такназываемая д ли на клю ча). Сначала выд еляю тся характерные зоны на и зображ ени и отпечатка пальц а. В каж д ой и з зон узор отпечатка класси фи ц и руется в соответстви и с класси чески ми метод ами , и спользуемыми вкри ми нали сти ке, класси фи ц и рую щей отпечатки пальц ев по пяти ти пам, а и менно: зави ток, правая петля, левая петля, арка и д уга. А лг о-

9

ри тм способен разд елять папи ллярные ли ни и по четырем направлени ям: 0°, 45°, 90° и 135° — посред ством фи льтровани я ц ентральной части отпечатка пальц а с помощью банка Gabor-фи льтров (осевых фи льтров).. Затем под счи тывается коли чество сли яни й и разветвлени й ли ни й ри сунка, отнош ени е ш и ри ны ли ни й кпромеж утку меж д у ни ми и т.д . [7], что позволяетсформи ровать так называемый код отпечатка, которы й и спользуется д ля класси фи кац и и [4]. И зображ ени е отпечатка пальц а и спользуется только на э тапе форми ровани я клю ча, поэ тому восстанови ть папи ллярный узорпо код уневозмож но. Д ля распознавани я по отпечатку пальц а и спользуется сравнени е полученного код а с и мею щи мся в базе э талоном ли бо по характерным точкам, ли бо по рельефу всей поверхности пальц а. В первом случае выявляю тся характерные участки и запоми нается и х взаи морасполож ени е, т. е. алгори тм обработки позволяет храни ть не само и зображ ени е, а набор характерных д анных, на основе которых и форми руется и нд и ви д уальный ц и фровой код , взаи мноод нозначно соответствую щи й папи ллярному узору. В о втором случае запоми нается все и зображ ени е в ц елом. Д ля повыш ени я уровня над еж ности си стемы мож ет и спользоваться комби нац и я обои х алгори тмов[6]. Н ад еж ность современных коммерчески х си стем распознавани я ли чности по отпечаткам пальц евмож но охарактери зовать сред нестати сти чески ми характери сти ками вероятностей ош и бок первого и второго род а, составляю щи ми , соответственно, FRR (вероятность непропусказареги стрированного пользователя) — около 0,01%, FAR(вероятность пропуска незарег и стри рованного пользователя) — 0,001% [4]. П овреж д ени е поверх ности пальц аменеечем на30% наи д енти фи кац и ю не повли яет, а в случае серьезног о повреж д ени я рекоменд уется зареги стри ровать д ругой палец . П р еим ущ ест ва метод а и д енти фи кац и и по отпечатку пальц а - простота, уд обство, над еж ность компактность устройстви д енти фи кац и и . Э то од и н и зсамых над еж ных, отработанных и д еш евых би ометри чески х метод ов(внастоящее время ц енатаки х устройствсоставляет100 д о 1000 д олл.). Недост ат кам и метод а являю тся необход и мость пери од и ческой д ези нфекц и я оборуд овани я [7], чувстви тельность кзагрязнени ям, плохое распознавани е отпечатков при сухой кож е, а такж е у опред еленной категори и ли ц со слабо выраж енными папи ллярными ри сунками , нед остаточная защи щенность от под д елки отпечатковпальц ев[4]. 5.2. Биом ет р ическиесист ем ы р аспозн аван ия по фор м екист и р уки М етод распознавани я по геометри и ки сти руки основан на сравнени и с э талоном введ енного в компью тер оц и фрованного ри сункаформы ки сти руки . П о своей технологи ческой структуреи уровню над еж ности э тот метод сопостави м с метод ом и д енти фи кац и и ли чности по отпечатку пальц а. М атемати ческая мод ель и д енти фи кац и и по формеки сти руки требуетмалог о объемаи нформац и и всего 9 байт, что позволяет храни ть больш ой объем запи сей и , след овательно, быстро осуществлять пои ск. В некоторых си стемах скани руется как внутренняя, таки боковая стороны лад они , и спользуя д ля э тог о встроенную ви д еокамеруи алгори тмы сж ати я [2].

10

П р еим ущ ест ва и д енти фи кац и и по г еометри и лад они - простота, уд обство, и спользовани емалого чи слапараметров. Недост ат ки и д енти фи кац и и по геометри и лад они - относи тельно высокая вероятность ош и бок. К роме того, устройство д ля счи тывани я отпечатков лад оней зани маетбольш е места, чем устройство и д енти фи кац и и по отпечатку пальц а. 5.3. Биом ет р ическиесист ем ы р аспозн аван ия по р адуж н ой оболочкеглаза П ри нц и п д ействи я би ометри чески х си стем распознавани я по рад уж ной оболочкег лаза основан наоц и фровывани и спец и альным сканером ри сункарад уж ки , ввод а э той и нформац и и в компью тер и сравнени и ее с э талоном. У ни кальность ри сункарад уж ной оболочки глазапозволяетсозд авать высоконад еж ные си стемы д ля би ометри ческой и д енти фи кац и и ли чности . О сновным и сточни ком и нформац и и д ля и д енти фи кац и и э ти м способом служ и тспец и фи ческая ткань г лаза, которая окончательно форми руется у плод а к8-му месяц у беременности и д елает ви д и мым д елени е рад уж ной оболочки на рад и альные сектора. Д руги е ви зуальные характери сти ки вклю чаю т таки е при знаки , каккольц а, борозд ы, веснуш ки и область короны. И зрад уж ной оболочки 11-ми лли метрового д и аметра современные алгори тмы обработки и анали за и нформац и и позволяю тполучи ть всред нем 3,4 би ти нформац и и на1 мм2 площад и . П лотность и звлекаемой и нформац и и такова, что рад уж ная оболочка и меет 266 уни кальны х точеки д енти фи кац и и по сравнени ю с10… 60 точками д ля д руг и х би ометри чески х метод ов. Д ля уменьш ени я вли яни я на результат распознавани я пи г ментных пятен, возни каю щи х на рад уж ной оболочке при некоторых заболевани ях, би ометрически е си стемы распознавани я по рад уж ной оболочке глаза и спользую тчерно-белыеполутоновыеи зображ ени я [4]. Захват ви д еои зображ ени я глаза осуществляется реги стри рую щей аппаратурой на расстояни и д о од ного метра. Д алее обработку и анали з и нформац и и мож но условно разд ели ть на след ую щи еэ лементы: под си стему захватарад уж ной оболочки , под си стему выд елени я зрачка, под си стему сбора и под счетапри знаков рад уж ной оболочки и под си стему при няти я реш ени я. П ервые д ве под си стемы всвоей работе опи раю тся над ва фактора: круг лую форму рад уж ки и зрачкаи хорош и й уровень контрастарад уж ки нафонебелкаг лаза[4]. О сновной проблемой при распознавани и по рад уж ной оболочке глазаявляется загораж и ваю щи й э ффект верхнего века, которое мож ет закрывать часть глаза, что при вод и т кчасти чной потере и нформац и и . Д ля при няти я реш ени я в таки х си стемах и спользую тпред вари тельно построенныеэ талоны автори зованных пользователей, скоторыми полученные д анные сравни ваю тся в соответствую щем при знаковом пространстве в зависи мости от поставленной зад ачи вери фи кац и и и ли и д енти фи кац и и . Существую щи е алг ори тми чески е реш ени я мог ут и д енти фи ц и ровать пользователя д аж е при услови и затенени я (и ли повреж д ени я) рад уж ной оболочки , но не более, чем на 2/3, то есть по оставш ейся 1/3 и зображ ени я возмож наи д енти фи кац и я сош и бкой 1 к100 тыс. [4].

11

Си стемы, построенные на распознавани и рад уж ной оболочки глаза, являю тся од ни ми и з самых над еж ных. Равная норма ош и бки (ERR) — точка, в которой вероятность пропуска незарег и стри рованног о пользователя равна вероятности лож ного отказа в д опуске зарег и стри рованному пользователю , — д ля си стем э тог о классасоставляет1 к1,2 млн. [4]. П р еим ущ ест ва си стем и д енти фи кац и и по рад уж ной оболочке глаза состоят в том, что копи ю ри сунка рад уж ной оболочки г лаза сд елать практи чески невозмож но (в отли чи е, напри мер от отпечатка пальц а). К роме тог о, сканеры рад уж ной оболочки не требую т от пользователя сконц ентри ровать взгляд на опред еленной ц ели , потому что образец пятен на рад уж ной оболочке наход и тся на поверхности глаза, при э том ви д еои зображ ени е рад уж ной оболочки мож ет быть отскани ровано срасстояни я д о 1… 1,5 м, что д елаетвозмож ным и спользовани етаки х сканеров, напри мер, вбанкоматах. О слабленноезрени е не препятствуетскани ровани ю и код и ровани ю и д енти фи ц и рую щи х параметров, г лавное, чтобы рад уж ка была не повреж д ена. Д аж е катаракта - помутнени е хрустали ка, не меш ает скани ровани ю [3, 7]. Т ехнолог и я скани ровани я рад уж ной оболочки и меет повыш енную над еж ность, так как позволяет обнаруж и вать и зменени я зрачка, обнаруж ени е контактных ли нз на рогови ц е и мож ет и спользовать и нфракрасноеосвещени е, чтобы опред ели ть состояни еткани г лаза[4]. Недост ат кам и си стем и д енти фи кац и и по рад уж ной оболочкег лаза являю тся высокая стои мость и ни зкая пропускная способность и з-за больш ого времени анали заи при няти я реш ени я. 5.4. Биом ет р ическиесист ем ы р аспозн аван ия р исун ку сет чат ки глаза В би ометри чески х си стемах контроля, и спользую щи х в качестве и д енти фи кац и онного при знака узор сетчатки глаза, глазное д но скани руется опти ческой си стемой с и спользовани ем и нфракрасного света ни зкой и нтенси вности , направленног о через зрачоккзад ней стенке г лаза. П ри э том опред еляется ри сунокрасполож ени я кровеносных сосуд овг лазного д на, и змеряю тся отраж аю щи е и поглощаю щи е характери сти ки сетчатки . Ри суноккровеносных сосуд ов сетчатки , какд оказано в1935 год уСаймоном и Голд ш тейном, уни кален д ля каж д ого человека, при чем, д аж е у близнец ов узоры сосуд овотличаю тся. За и склю чени ем некоторых ти пов д ег енерати вных болезней г лаза и ли случаев серьезной травмы головы, ри сунокраспред елени я кровеносных сосуд овд остаточно устойчи в в течениевсей ж и зни человека[4]. П ри нц и п реги страц и и глазного д на д остаточно слож ен, что является од ни м и знед остатков, ограни чи ваю щи х при менени еэ того метод а. Л и ш ь 80-90% пользователей могут с первог о раза пройти проц ед уру скани ровани я сетчатки [4]. Д ля э того пользователь д олж ен при бли зи ть г лазкреги стри рую щему устройству нарасстояни енеболеечем 1 … 1 ,5 см. Ри суноксетчатки и змеряется вболее чем 400 точках (д ля сравнени я: в и д енти фи кац и и по отпечатку пальц а и спользуется не более 30-40 точек), что д остаточно д ля реги страц и и , созд ани я ш аблона и проц есса проверки [4]. Э то объясняет высокую над еж ность технологи и скани ровани я сетчатки по сравнени ю сд руг и ми би ометри чески ми метод ами -наряд ус

12

технолог и ей распознавани я по рад уж ной оболочке, просмотр сетчатки глаза такж е является наи более точной и над еж ной би ометри ческой технологи ей. П ри скани ровани и сетчатки г лазавероятность пропусканезарег и стрированного пользователя (вероятность ош и бки второго род а) составляет0,0001%, вероятность ош и бки первого род ад остаточно высока— поряд ка0,1%. Э то связано стем, что первоначально такиеси стемы были разработаны по военному заказу, гд е кош ибкам первого род а пред ъявляю т самые ж естки еограни чени я [4]. П ри э том под разумевается, что пользователи мог ут повторить проц ед уру аутенти фи кац и и несколько раз. П р еим ущ ест ва би ометри чески х си стем контроля по ри сунку сетчатки глаза заклю чаю тся втом, что у таки х си стем од и н и зсамых ни зки х проц ентовотказа в д оступе зареги стри рованных пользователей и практи чески не бывает ош и бочного разреш ени я д оступа. Т акж е практи чески невозмож но сд елать копи ю ри сункасетчатки глаза(вотли чи е, напри мер ототпечаткапальц а). Недост ат кам и таки х си стем являю тся относи тельно больш ое время анали за и при няти я реш ени я и , какслед стви е, ни зкая пропускная способность, высокая стои мость, крупные габари ты устройства скани ровани я, слож наая проц ед ура автори зац и и . К роме того, катаракта мож етотри ц ательно возд ействовать на качество и д енти фи кац и и ли чности по и зображ ени ю рад уж ной оболочки г лаза, таккаки зображ ени есетчатки г лазад олж но быть четки м [6]. 5.5. Биом ет р ическиесист ем ы р аспозн аван ия по голосу Б и ометри чески й метод и д енти фи кац и и по г олосу реали зуется след ую щи м образом: пользователь повторяет пред лаг аемые ему случайным образом слова, речь ввод и тся в компью тер и обрабатывается. П ри соответстви и введ енных д анных образц у выноси тся реш ени е о д опуске пользователя. М етод уд обен в при менени и , но необеспечи ваетд остаточно высокую точность и д енти фи кац и и . П ростуд а и ли заболевани я горла и связок могут при вод и ть к неправи льной и д енти фи кац и и и отказувд оступе. Т акж еотказвд оступемож етпослед овать и если человеквзволнован, таккакголос форми руется и з комби нац и и фи зи ологи чески х и повед енчески х факторови зави си т какотфи зи ологи чески х особенностей, таки от пси холог и ческого состояни я. В настоящее время, и д енти фи кац и я по голосу и спользуется д ля управлени я д оступом в помещени е сред ней степени безопасности . П р еим ущ ест ва и д енти фи кац и и по голосу опред еляю тся простотой и уд обством и спользовани я, атакж евозмож ностью при менени я вси стемах вси стемах автори зац и и уд аленного д оступаккомпью терным сетям [6]. Недост ат ки си стемы обусловлены более ни зкой по сравнени ю с д руги ми би ометри чески ми метод ами над еж ностью и д енти фи кац и и - си стема не пропускаетпростуж енных и ли взволнованных ли ц . 5.6. Биом ет р ическиесист ем ы р аспозн аван ия по геом ет р ии лица М етод распознавани я человека по чертам ли ц а пред полаг аетввод вкомпью тер и зображ ени я ли ц а, д ля чего пользователь нанесколько секунд располагается

13

перед ви д еокамерой д ля скани ровани я ли ц а. Затем д анные обрабатываю тся с и спользовани ем алгори тмов теори и распознавани я образов, и выд ается разреш ени е и ли отказна д оступ. Э тот метод наи более бли зоккобычному проц ессу и д енти фи кац и и лю д ьми д руг д руга. Т ехнологи я основананатом, что некоторые части ли ц а, таки е какверхни е края глазни ц , скулы и уголки рта, менее д руг и х и зменяю тся со временем, при э том и зменяю щи еся части , какприческаи ли бород а нерассматри ваю тся. П роц ед ураскани ровани я ли ц а зави си т от и спользуемой си стемы. О д ни би ометри чески е си стемы требую т пред ъявлени я ли ц а с разных сторон д ля под робного его изучени я, д ля чего пользователю пред лагается покрутить головой в полезрени я камеры. Д руги е биометри чески е си стемы пред лаг аю т пользователю помести ть ли ц о внутрь спец и альной полупрозрачной маски . Т ретьи и спользую т различные спец и альные устройствати пасистемы зеркал д ля обеспечени я строгой ори ентац и и ли ц а. В результате скани ровани я ли ц а форми руется послед овательность изображ ени й, после чего прои сход и т и звлечени е при знаковой и нформац и и о реги стри руемом ли ц е, т.е. и нд и ви д уальные особенности каж д ого ли ц а опи сываю тся на языке ш аблонов. Э то позволяет значи тельно сни зи ть размерность пространства при знаков, уменьш и ть размеры базы д анных и тем самым значи тельно ускори ть пои ск[4]. А ппаратная реализац и я си стем распознавани я по геометри и ли ц а мож ет бази роваться на си стемах монокулярного и ли би нокулярного зрени я. П ервый более д еш евый ти п си стем работает с д вухмерной ц и фровой и нформац и ей, рег и стри руемой од ной нед орогой камерой, какправи ло, Web-камерой. Н а базе д анных камер мож но успеш но построи ть си стему, которая при формате вход ного и зображ ени я 320x240 буд ет д остаточно над еж но распознавать от 10 д о 100 человекв зад ачах и д енти фи кац и и (с FAR = 0,01% и FRR = 0,2%). П оми мо относи тельной д еш еви зны, преи муществом д анного ти паустройствввод аявляется нали чи е ц вета, который зачастую и спользуется разработчи ками как при знак д ля быстрого пои скали ц анаи зображ ени и [4]. П рограммы биометрической и д ентифи кац и и , построенные с использованием профессиональных ви д еокамер горазд о над еж неепо при чи не болеевысокого качества опти ки и разреш аю щей способности аппаратуры реги страц и и . О д нако стои мость таки х си стем д остаточно высока. В си стемах би нокулярного зрени я и спользую тся д ве высококачественные ви д еокамеры, что позволяет восстанавли вать пространственную форму объектов, в частности поверхности ли ц а, и реш ать зад ачи и змерени й в трехмерном пространстве. Си стемы би нокулярного зрени я хотя и д ороги , но обеспечи ваю т значи тельно более высокое качество по сравнени ю с си стемами монокулярного зрени я. Си стемы д анног о ти па, согласно опубли кованным результатам научных и сслед овани й , мог ут обеспечи ть вероятность отказовв д оступе зареги стри рованным пользователям (ош и бку первог о род а FRR) поряд ка 0,01% и вероятность ош и бочных д оступов незареги стри рованных пользователей (ош и бку второг о род аFAR) поряд ка0,001% [4].

14

П р еим ущ ест ва би ометри чески х си стем распознавани я по г еометри и ли ц а: относи тельная простота реали зац и и , уд обство в э ксплуатац и и , д и станц и онноефункц и они ровани е (не требуется фи зи чески й контактпользователя с си стемой), естественность пред ъявлени я ли ц а, г и г и ени чность (напри мер, по сравнени ю со сняти ем отпечатковпальц ев), скрытность (при необход и мости) [4]. Недост ат кам и таки х си стем являю тся ни зкая пропускная способность и слабая защи щенность от обмана, ког д а си стема мож ет среаги ровать на фотографи ю и ли трехмерную мод ель зарег и стри рованног о пользователя, ли бо буд етобманутас и спользовани ем гри ма. 5.7. Биом ет р ическиесист ем ы р аспозн аван ия по подписи В си стемах распознавани я по под пи си в основном и спользую тся спец и альныеручки , чувстви тельныекд авлени ю столы и ли комби нац и я таки х устройств. Си стемы, и спользую щи еспец и альныеручки , д еш евлеи зани маю тменьш еместа, но и мею т меньш и й срок служ бы [7]. П оми мо наж и ма, в при нц и пе, мог ут и спользоваться и д руг и е при знаки , напри мер, д и нами чески е характери сти ки почерка. Д о настоящег о времени автомати зи рованные метод ы и д енти фи кац и и под пи си д ля кред и тных карточек, проверки заявлени й и в д руг и х ответственных случаях не и спользую тся в си лу сравни тельной простоты под д елки под пи си . 5.8. Биом ет р ическиесист ем ы р аспозн аван ия по клавиат ур н ом у почер ку К лави атурный почерк, называемый такж е ри тмом печатани я, анали зи рует способ набора пользователем той и ли и ной фразы, рег и стри руя д ли тельность наж ати я клави ш , временныеи нтервалы меж д у наж ати ями и д руг и е параметры. Э тот метод особенно уд обен при автори зац и и пользователей компью теров и компью терных сетей, од нако д анной тех нологи и пока появи ли сь сери йных устройства, реали зую щи е д анную технолог и ю . К роме того, над еж ность метод а распознавани я по клави атурному почерку пока нед остаточно высока - при опред еленной трени ровкевозмож напод д елкад и нами ки печатани я [7]. 5.9. П ер спек т ивн ы ебиом ет р ическиет ех н ологии р аспозн аван ия О д на и з перспекти вных би ометри чески х технологи й распознавани я, разрабатываемых в настоящее время, рассматри вает “тепловой портрет” - термальный ри сунок, созд аваемый структурой кровеносных сосуд ов ли ц а. Д ругая технологи я, такж еосновываю щаяся на рег и страц и и особенностей си стемы ц и ркуляц и и крови , и сслед ует ри суноквен и артери й на тыльной стороне руки человека. К роме э тог о, разрабатываю тся си стемы, позволяю щи е и д енти фи ц и ровать пользователя по отпечатку лад они , а такж е си стемы, способные разли чать лю д ей по поход кеи ли по запаху.

15

Л и тература 1. Бабенков М . e To ken Net wor k Lo gon - новый уровень аппаратной безопасности сети / М . Бабенков // К омпью тер-пресс. – 2002. - № 8. - С. 156-158. 2. Барсуков В .С. Сравни тельные особенности сред ств и д енти фи кац и и д ля си стем контроля д оступа / В .С. Барсуков // Си стемы безопасности , связи и телекоммуни кац и й. - 1998. - № 22. 3. Би ометри чески й контроль д оступа. http://www.ruscard.org/articleprint.php?typeid=PRESS&articleid=&id=19, http://www.economy.kz/solution_bio.html. 4. К и ви Берд . Би ометри я какона есть / Берд К и ви // К омпью тера. -2003. № 20 (445). - http://computerra.ru. 5. М орзеев Ю . Зачем компью теру зрени е. Ч асть 3. Б и ометри чески е технологи и и си стемы безопасности / Ю . М орзеев // К омпью тер-пресс. – 2002. - № 8. - С.133-138. 6. П оповМ . Б Д И . –2002. - № 1 (41). - http:// sec.ru. 7. Степаненко Н ., Т рофи мова Е . М аска, я тебя знаю / Н . Степаненко, Е .Т рофи мова// М и р П К . - 2003. - № 6. - http://www.smartcard.ru. 8. Ш епелев А . За семью замками / А . Ш епелев // Chip CD. – 2002. - № 10. С.18-22.

Состави тель В лад и ми р А лександ рови чГолуб Ред актор О .А . Т и хоми рова