Биометрия

Биоме́трия (биометрическое распознавание) (от др.-греч. βίος «жизнь» и μετρέω — измеряю) — это раз­дел при­клад­ной ма­те­ма­ти­ки, осу­ще­ст­в­ляю­щий ко­ли­че­ст­вен­ный ана­лиз био­ло­гических дан­ных.

Физиологические данные человека уникальны и не могут быть утрачены или подделаны, поэтому биометрия чаще всего применяется в системах контроля доступа в индустриях, где безопасность играет особенно важную роль. Это обеспечивает защиту от мошенников, поскольку нельзя подделать отпечаток пальца, в отличие от цифрового ПИН-кода, и упрощает многие операции.

История

Отпечаток пальца человека

В 1859 году Уильям Гершель, служащий в британской колониальной компании, впервые начал использовать биометрические данные для подписания документов и договоров. Он считал, что все индийские рабочие выглядят одинаково и ему трудно запомнить их имена. Чтобы хотя бы документально различать рабочих, Гершель решил использовать метод идентификации по отпечаткам пальцев и ладоней. Сначала он определял владельца по размеру и форме отпечатка, а затем заметил, что у разных людей отпечатки отличаются, и даже через время линии не меняются.

Следующий этап в развитии биометрии был сделан криминалистом из Франции по имени Альфонс Бертильон. Он взял за основу своей системы учёта и каталогизации преступников существующий тогда реестр с устными описаниями людей и добавил к нему точные измерения тела преступников, отпечатки пальцев и ладоней. Постепенно количество биометрических данных увеличивалось. К ним относятся не только отпечатки пальцев, но и рисунок вен на ладонях, геометрия кисти, сетчатка и радужная оболочка глаз, форма ушей и голос. Также есть уникальные для каждого человека поведенческие характеристики: походка, подпись, ритм набора текста на клавиатуре, движения рукой при использовании компьютерной мыши.

Процесс сбора

Структурная схема анализа биометрии

Сбор биометрических данных осуществляется с помощью различных типов сканеров, сенсоров и считывателей. В зависимости от используемой технологии, устройства бывают активными и пассивными ёмкостными сканерами, оптическими, ультразвуковыми, термическими, чувствительными к давлению и мультиспектральными. Наиболее распространёнными из-за высокой точности и безопасности являются активные ёмкостные сканеры. На практике чаще используются полноконтактные сканеры, так как они работают быстрее и имеют меньше ошибок. Биометрические данные пользователя записываются в специальную базу данных. Система запоминает эту информацию, например, отпечаток пальца, и преобразует её в цифровой код. При последующем сканировании система сравнивает новый код с уже сохранённым. Если коды совпадают, система подтверждает, что это действительно данный пользователь.

Таким образом, биометрическая идентификация основана на уникальных физических характеристиках человека, которые преобразуются в цифровые коды и сравниваются с ранее сохранёнными данными для подтверждения личности. Работоспособность биометрических систем обеспечивается алгоритмами шифрования, хранения данных и ограничения доступа к ним. Использование специализированных сканеров длины костей представляет собой важный этап в развитии науки, поскольку это уникальный и надёжный метод идентификации сотрудников и посетителей. Эта технология отличается от других видов биометрических сканеров тем, что способна работать в темноте и не зависит от условий освещения. Такие сканеры гораздо более точные, поскольку измеряют уникальные длины костей, что является индивидуальным параметром человека. Однако длина костей может изменяться в результате травм или хирургических вмешательств.

Виды биометрии

Статические

Эти типы биометрии основаны на постоянных характеристиках человека, неизменных на протяжении жизни. К ним относятся:

• Отпечаток пальца. Является самым популярным, простым и надёжным способом биометрической идентификации.
• Радужка глаза. Для сканирования рисунка радужки не требуется фокусироваться на объекте, а сканирование может быть выполнено с расстояния менее одного метра.
• Сетчатка глаза. Измеряет углы распределения кровеносных сосудов, и даже у близнецов сетчатка будет различаться.
• Черты лица. Основаны на распознавании двумерных изображений из фотографий и видеозаписей.
• Термограмма лица. Фиксирует тепловые узоры движения крови под кожей, что делает этот метод очень точным.
• Рисунок вен. Основан на сканировании кровеносных сосудов инфракрасными лучами.
• Идентификация личности по ДНК, оставшейся на месте преступления в виде волоса, слюны, капли крови или частицы кожи, является распространённым методом в судебной практике.
• Трёхмерная модель лица. Считывает форму и структуру черепа.
• Сердечный ритм.

Динамические

Динамические характеристики приобретаются и изменяются во время жизни человека, в момент выполнения им определённых действий. Среди таких характеристик можно выделить следующие:

• Голос. Для идентификации по голосу используются различные комбинации частоты и статистических характеристик. Этот метод чаще всего применяется в банковской сфере и в здравоохранении.
• Походка. Одним из преимуществ является возможность распознавания с больших расстояний.
• Жесты, такие как распознавание движений пальцев по силе нажатия на экране и манере листания страниц в интернете.
• Почерк, который состоит в распознавании подписи. При использовании пера и планшета компьютер распознаёт скорость, давление и другие характеристики при написании текста.
• Характеристики набора текста на клавиатуре. Этот метод оценивает динамику нажатия клавиш, подобно распознаванию почерка, но более современный. Система отслеживает ритм ввода пароля.

Методы распознавания

Верификация — это процесс сопоставления с биометрическим шаблоном. «Положительное распознавание личности» — это частый способ проверки личности, который направлен на предотвращение возможности использования документов одним человеком другими людьми.

Идентификация — это процесс сравнения «один ко многим»: после получения биометрических данных происходит сопоставление с биометрической базой данных для определения личности. Идентификация успешна, если биометрический образец уже присутствует в базе данных. Режим идентификации может быть использован как для «положительного распознавания личности», так и для «отрицательного распознавания личности».

Биометрия в России

Единая биометрическая система (ЕБС) была создана Министерством цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации в 2009 году. Её основная задача — упростить процесс удалённой аутентификации для граждан. ЕБС собирает и хранит биометрические данные, поступающие из банков, государственных учреждений, страховых компаний и других организаций.

Биометрия открывает широкие возможности для пользователей:

• Банковские операции — с помощью биометрии можно открыть счёт, управлять им, оформить кредит, пройти авторизацию в российских банках.
• Покупки — оплата может быть подтверждена сканированием отпечатка пальца или лица.
• Оплата проезда — в московском общественном транспорте возможна оплата по распознаванию лица.
• Инвестиции — биометрические данные активно используются для операций на биржевых рынках и заключения страховых договоров.

Единая биометрическая система (ЕБС) интегрирована с порталом государственных услуг, что открывает новые возможности для граждан с использованием биометрических данных:

• Оформление загранпаспорта нового образца в удалённом режиме.
• Запись на приём к врачу в медицинские учреждения
• Оплата штрафов и административных взысканий.
• Подача заявлений и получение различных видов пособий и социальной помощи.