Термин «биометрия» происходит от «био», что означает жизнь, и «метрия», составная часть сложных слов, обозначающая измерение.
Биометрия развивается для использования в различных технологиях, включая уникальную идентификацию и распознавание людей. В настоящее время технология широко используется в системах безопасности и наблюдения.
Биометрия может объединиться с другими технологиями и научными исследованиями. Например, поведенческая биометрия может помочь улучшить компьютерно-человеческие интерфейсы, такие как голосовое управление, жесты и управление мозговыми волнами для компьютерных устройств.
Точно так же морфологическая и биологическая биометрия может быть полезной при изучении эволюции человека. Биологическая биометрия, такая как распознавание ДНК, в сочетании с различными наборами медицинских и биомедицинских данных может помочь в изучении генетических заболеваний и даже в выявлении конкретных расовых характеристик.
Поведенческая биометрия помогает в изучении физического (телесно-кинестетического) интеллекта для улучшения и продвижения спортивной и военной подготовки.
Биометрические наборы данных могут быть особенно полезны при обучении системы образования правого полушария всем восьми типам человеческого интеллекта. К ним относятся следующие: вербально-лингвистический, логико-математический, пространственный, музыкальный, телесно-кинестетический, межличностный, внутриличностный и натуралистический.
Наборы биометрических данных могут быть полезны для раннего выявления природных талантов и улучшения обучения в определенных областях человеческого интеллекта.
Биометрические данные уже используются правоохранительными, оборонными и спецслужбами.
В то время как приложения безопасности и наблюдения ограничиваются биометрической идентификацией и распознаванием, биометрические данные могут иметь множество приложений в сочетании с большими данными (различными общедоступными и частными наборами данных), искусственным интеллектом, машинным обучением, Интернетом вещей и компьютерно-человеческими интерфейсами.
Самый первый шаг в биометрии - это сбор биометрических данных. Для этого существуют разные типы биометрических датчиков. Эти датчики обычно проектируются как отдельные локальные устройства, а более сложные датчики управляются облаком и требуют высокого уровня шифрования. Давайте узнаем о биометрических системах, различных биометрических датчиках и их типах.
Что такое биометрический датчик?
Биометрические датчики - это преобразователи, которые преобразуют биометрические характеристики в электрические сигналы. Эти черты включают отпечатки пальцев, радужную оболочку, рисунок вен, голос, лицо, ДНК и т. д., которые распознаются и оцифровываются в соответствии с программно определяемым шаблоном. Этот же шаблон позже используется для сравнения и уникальной идентификации и распознавания людей.
Работа датчика может быть по сути основана на измерении одной или нескольких физических величин, таких как интенсивность света, емкость, температура, изображение и т. д.
В системе безопасности и наблюдения биометрический датчик используется в качестве технологии идентификации. Наряду с другими традиционными системами доступа, такими как PIN-коды или пароли, он обеспечивает точность, делая систему более надежной. Новые системы безопасности полагаются исключительно на биометрическую аутентификацию.
Типы биометрических датчиков
Биометрия в общих чертах делится на следующие три категории.
- Биологическая биометрия: включает биологические измерения на генетическом или молекулярном уровне, а секвенирование ДНК - это биологическая биометрическая система. Биологическая биометрия требует взятия пробы ДНК из крови или биологических жидкостей. Это не может использоваться для систем безопасности или аутентификации, но имеет другие практические приложения, такие как сопоставление ДНК, генетические заболевания и микробиологические исследования.
- Морфологическая биометрия: это измерение физических характеристик и структур тела. Системы безопасности и аутентификации обычно основаны на той или иной морфологической биометрии. Это включает в себя сканирование отпечатков пальцев, сканирование радужной оболочки глаза, распознавание лица, распознавание геометрии пальцев, распознавание вен, геометрию руки, распознавание ушей и распознавание запаха.
- Поведенческая биометрия: это измерение поведенческих идентификаторов, уникальных для человека. Эти системы не распространены, но предназначены для специальных приложений. Это включает в себя распознавание подписи, голосовую биометрию, биометрию походки, распознавание нажатия клавиш и распознавание жестов.
Биометрия для систем безопасности и наблюдения
Системы безопасности используют биометрию для аутентификации, а системы наблюдения используют биометрию для идентификации. В системах безопасности обычно хранятся справочные биометрические данные локально, т. е. на устройстве, которое может быть не подключено к какой-либо интернет-сети.
В данных могут быть сохраненные шаблоны для идентификации нескольких лиц. Когда человек запрашивает доступ, сканер собирает новый образец биометрических данных и сравнивает его с сохраненными шаблонами, чтобы определить, авторизовано это лицо или нет.
Оптические сканеры отпечатков пальцев - наиболее широко используемые биометрические системы безопасности. Они недорогие и имеют самые разные приложения - от автономных встраиваемых устройств до смартфонов и компьютеров.
Мультиспектральные сканеры отпечатков пальцев лучше, чем оптические сканеры, но стоят дороже.
Более сложные биометрические системы безопасности могут включать дополнительные измерения, такие как сканирование радужной оболочки глаза, распознавание лиц, геометрию пальцев, геометрию руки или распознавание рисунка вен. Сканирование радужной оболочки глаза наряду с геометрией руки являются наиболее предпочтительными системами с высоким уровнем защиты.
Системы наблюдения предназначены для идентификации. Распознавание лиц - наиболее жизнеспособная система наблюдения, и эти системы обычно не имеют прямого взаимодействия или интерфейса с лицами, подлежащими идентификации. Биометрические системы наблюдения всегда основаны на облаке, а биометрические данные передаются криптографически по сети.
Как работают биометрические датчики безопасности?
Биометрическая система безопасности предназначена для аутентификации. Он включает три основных этапа - регистрацию, хранение и сравнение. При регистрации биометрические данные действительных пользователей вводятся в устройство вместе с идентификационным ключом или номером.
Например, датчик отпечатков пальцев может собирать шаблон отпечатка пальца действительного пользователя и назначать ему уникальный идентификационный номер. Эти биометрические данные хранятся в памяти в соответствии с программно определяемым шаблоном локально или в централизованной базе данных.
Поскольку биометрические данные действительных пользователей хранятся в устройстве, всякий раз, когда пользователь пытается получить доступ к системе, биометрический сканер собирает новый биометрический образец и сравнивает его с сохраненными шаблонами. Сопоставление с сохраненными шаблонами определяет, будет ли идентификация пользователя отклонена или подтверждена.
Биометрические измерения
Существует три типа биометрических измерений - биологические, морфологические и поведенческие. Ниже рассматриваются различные биометрические измерения.
Биологические идентификаторы:
- Распознавание ДНК: это включает в себя сбор образцов ДНК в виде крови или биологических жидкостей. ДНК секвенирована и хранится в аналогичном формате. ДНК человека на 99,7% совпадает с ДНК его биологических родителей, а остальные 0,3% - это изменчивый повторяющийся код. Избыточный код уникален для человека и используется для генетического снятия отпечатков пальцев.
Морфологические идентификаторы:
- Распознавание лиц: это включает в себя получение цифрового изображения лица с помощью изображений, видео или потоков в реальном времени. Цифровое изображение сравнивается с шаблоном распознавания лиц, который представляет собой отображение различных черт лица.
- Отображение отпечатков пальцев: отпечатки пальцев - это уникальные идентификаторы. Отпечатки пальцев сканируются с помощью оптических, ультразвуковых или емкостных сканеров и сохраняются в заранее определенном шаблоне. Новые отсканированные изображения сравниваются с уже сохраненными идентификационными данными по отпечатку пальца, чтобы соответствовать личности.
- Распознавание геометрии пальца: в этой системе длина, ширина, площадь и толщина пальца используются в качестве уникальных идентификаторов.
- Распознование геометрии руки: используются физические характеристики всей ладони, включая особенности пальцев, для идентификации человека.
- Распознавание сетчатки: кровеносные сосуды сетчатки уникальны для человека. Ирис сканируется с использованием видимого или инфракрасного света, а рисунки сетчатки сохраняются в соответствии с программно определяемыми маркерами. Затем новые отсканированные изображения сравниваются с сохраненным шаблоном сетчатки для биометрической аутентификации или идентификации.
- Распознавание уха: в качестве идентификатора используется структура уха. Форма и строение ушей остаются неизменными в течение многих лет и снова являются уникальной особенностью тела.
- Распознавание вен: вены ладони, пальцев или глаз сканируются с помощью оптических сканеров, и рисунок вен сохраняется как уникальный идентификатор.
- Распознавание запаха: это включает распознавание запаха с использованием уникальных химических образцов.
- Заднее распознавание: это развивающаяся технология, которая измеряет контур человека и точку давления на стуле для уникальной идентификации. Разрабатывается как противоугонная технология для автомобилей.
Идентификаторы поведения:
- Распознавание подписи: включает идентификацию почерка в подписях. Эта технология широко используется для аутентификации в банковских и финансовых транзакциях.
- Распознавание голоса: в качестве уникального идентификатора используется образец голоса человека.
- Распознавание походки: это включает в себя извлечение характеристик походки для идентификации.
- Распознавание жестов: это включает идентификацию шаблонов жестов для идентификации личности.
- Распознавание нажатия клавиш: это включает в себя измерение шаблонов нажатия и подъема клавиш на клавиатуре и их использование для идентификации.
- Распознавание участия в социальных сетях: эта система кибербезопасности пытается идентифицировать зарегистрированного онлайн-пользователя на основе его прошлого взаимодействия и взаимодействия с веб-сайтом.
Преимущества и недостатки биометрии
Системы биометрической идентификации имеют несколько преимуществ. Они уникальны для человека и не меняются в течение всей жизни. Они не подлежат передаче другим лицам, их практически невозможно подделать или выдать за другое лицо. Украсть биометрические данные тоже непросто. Поэтому биометрические системы безопасности наиболее надежны и эффективны.
Есть и минусы. Биометрические системы безопасности часто требуют более дорогостоящей инфраструктуры. Биометрические данные, хранящиеся локально или на централизованном сервере, могут быть взломаны, даже если их нелегко выдать за другое лицо или подделать. Биометрические системы не работают, если им не предоставлено достаточно данных.
Приложения биометрии
В настоящее время биометрия широко используется в криминалистике, правоохранительных органах, безопасности аэропортов, здравоохранении, вооруженных силах и разведке, гражданской идентификации, гражданской безопасности, иммиграционном контроле, доступе и аутентификации, банковском деле, аутентификации финансовых транзакций, точка-точка. продажи и противоугонные технологии. Биометрические данные имеют еще больший объем в сочетании с другими полезными наборами данных.
Проблемы биометрии
Биометрические сканеры интегрированы во встроенные устройства, а также в смартфоны и многие потребительские устройства.
Многие системы биометрической идентификации, такие как распознавание лиц, голоса и жестов, могут быть легко реализованы онлайн без какой-либо специальной инфраструктуры. Растущее присутствие биометрических сканеров, камер наблюдения и их возможность подключения к онлайн-сетям вызвали озабоченность по поводу безопасности данных, нарушения конфиденциальности, защиты личных данных и безопасности устройств.
Заключение
Биометрические датчики получают все большее распространение, особенно в системах безопасности и наблюдения. Они, по крайней мере, более надежны и эффективны, чем традиционные системы безопасности на основе паролей или PIN-кодов. Помимо приложений безопасности, биометрические данные имеют свою область применения в сочетании с наборами демографических, географических, медицинских, научных, финансовых и экономических данных.