Биометрическая аутентификация: проблемы будущего
Биометрическая аутентификация:
проблемы будущего
Максим Репин, Дмитрий Машков,
Анастасия Саккулина
В наше время
одним из самых перспективных направлений в системах контроля доступа становится
использование биометрических данных человека. Такой способ аутентификации очень
удобен. Однако биометрия находится в самом начале длинного пути, и существует
ряд проблем, связанных с относительной новизной данной технологии.
АУТЕНТИФИКАЦИЯ
ПО ОТПЕЧАТКАМ ПАЛЬЦЕВ
Технология
сканирования отпечатков пальцев - одна из самых распространенных. Отпечатки
индивидуальны для каждого человека и не меняются в течение всей жизни, поэтому
их относят к статическим методам распознавания.
На данный
момент существуют три типа сканеров отпечатков: оптические (FTIR,
оптоволоконные, оптические протяжные и др.), полупроводниковые (термосканеры,
протяжные термосканеры, емкостные и др.) и ультразвуковые. Все они работают по
разным принципам, но в итоге получают схожие изображения, которые в
соответствии с определенными математическими алгоритмами преобразуются в
контрольную сумму. Возможными уязвимостями данной технологии могут быть:
1. Создание
муляжа на основе латекса или желатина. Подобный муляж может сработать на
простых сканерах.
Решение:
установка многофакторного сканера, фиксирующего температуру и потливость.
2. Перехват
сигнала в случае, если сканер связан с основной системой проводным интерфейсом.
Решение:
использование методов криптографии при передаче сигналов.
3.
Конденсация (направление струи теплого воздуха на сканер и, как результат,
восстановление последнего отпечатка). Решение: проблема сохранилась только для
дешевых оптических сканеров, на полупроводниковых данный метод не работает.
Кроме того, существует проблема распознавания пальца с порезами,
"сморщиванием" кожи и другими дефектами, которую можно обойти за счет
снятия нескольких отпечатков. Однако важно избежать избыточности биометрической
информации в системе, так как это является нарушением ФЗ "О персональных
данных" и постановления "Об утверждении требований к материальным носителям
биометрических персональных данных и технологиям хранения таких данных вне
информационных систем персональных данных".
Аутентификация
по геометрии лица Системы по распознаванию геометрии лица работают на основе
физических и структурных признаков (формы лица, симметрии/асимметрии лица,
формы и размера губ, носа, глаз и др.). Получив изображение лица, система
создает на его основе уникальный шаблон, который сравнивается с образцом,
хранящимся в базе организации (математические алгоритмы, применяемые при этом,
зависят от производителя). Данные системы уже применяются на улицах и в
аэропортах многих городов мира. Минусы данной технологии:
1. Изменение
освещенности, мимики, волосяного покрова, наличие или отсутствие макияжа и др.
препятствуют распознаванию. Решение: на дорогих системах используется
возможность наблюдения в инфракрасном диапазоне (термография лица). Таким
образом качество прямо пропорционально зависит от цены.
2. Обман
системы с помощью фотографии лица зарегистрированного пользователя или перебор
фотографий с разными типами лиц срабатывает на биометрических системах,
установленных на ноутбуках нескольких крупных производителей.
Решение:
использование 3D-распознавания (что недешево).
3. Система
не может отличить близнецов.
Решение:
использование двойной схемы - геометрия лица + отпечаток
пальца/почерк/голос/пароль.
Аутентификация
человека по радужке Это одна из наиболее надежных систем, представленных на
рынке. Преимущество данной технологии - высокая информативность структуры
радужки глаза. Однако из-за своей молодости технология несовершенна. Основным
способом обхода системы является использование различных муляжей. Рассмотрим
несколько методов защиты от компрометации системы.
1.
Регистрация непроизвольных движений зрачка и глаза. Метод эффективный, но
существует проблема с физиологическими особенностями людей. У некоторых это
происходит редко, поэтому есть вероятность ошибки отказа аутентификации.
2. Проверка
спектра отражения глаза. Способ основан на различии спектра отражения живого
глаза и муляжей за счет влажности роговицы. Такую систему довольно легко
обмануть путем смачивания муляжа желатином или другой смазкой.
Для
большинства систем перечисленные методы довольно надежны, но есть одно
"но". Известно, что люди в линзах успешно проходят аутентификацию.
Учитывая это, можно изготовить линзы с рисунком сетчатки легального
пользователя.
Аутентификация
по голосу Ее внедрение вызвано постоянным ростом и распространением телефонных
линий различного типа. Данный вид биометрии основан на анализе характеристик
голоса: громкости, скорости, манере речи и др.
Основные
проблемы данного вида аутентификации:
- изменение
голоса (эмоции, состояние здоровья);
- помехи в
микрофоне и линиях связи;
- перехват
конфиденциальной информации нарушителем.
Решение:
использование ларингофона может дать звуковой сигнал, индивидуальный для
каждого человека и весьма трудно дискредитируемый. Значительное развитие
данного способа аутентификации может дать использование вейвлет-преобразования,
которое позволяет уменьшить количество ошибок первого рода при фиксированной
ошибке второго рода.
Аутентификация
по подписи В настоящее время данная технология распространена мало. По
сравнению с остальными биометрическими данными, подпись легко изменяется, что
является существенным преимуществом. Проблемы этого способа связаны с
человеческим фактором, так как почерк может значительно видоизмениться в
зависимости от окружающей обстановки и эмоционального состояния человека. В
связи с этим разработчики вынуждены допускать возможность довольно большой
погрешности, чем и могут воспользоваться злоумышленники. Использование
динамических характеристик, таких как сила нажатия на перо или скорость письма,
затрудняет подделку, но ведет к усложнению устройства аутентификации и
существенному росту его цены. Решением многих проблем может стать применение
вейвлет-преобразований.
Несмотря на
существующие проблемы и недостатки, биометрические устройства являются очень
перспективным направлением развития систем контроля доступа и аутентификации,
так как существенно упрощают процесс и позволяют легко выполнять самые сложные
задачи.
Максим
Репин, специалист ОАО "Концерн "ВЕГА" Дмитрий Машков, студент
МГТУ им. Н.Э. Баумана Анастасия Сакулина, специалист ОАО "Концерн
"ВЕГА"
Список литературы
Информационная
безопасность" № 6, октябрь-ноябрь 2009