Контрол и управление на достъпа

биометрични системи

Системите за контрол и управление на достъпа са станали част от ежедневието ни. Те регламентират правата на достъп на дадена територия на определена категория лица и ограничават достъпа на лица без такива права. Биометрията намира все по-голямо приложение в тях, при което стойността на решенията намалява, а надеждността, удобството, бързината и точността на разпознаване се увеличават. Биометричните системи използват за идентификация биометрични параметри като пръстови отпечатъци, форма на лицето, особености на ириса и други, които са уникални за всеки човек. Това позволява да се обезпечи по-високо ниво на безопасност в сравнение с използване на традиционните магнитни карти, пароли и електронни ключове. Предимствата на наличната биометрична персонална идентификация са много, а освен това се търсят и по-усъвършенствани, нови методи.

В повечето сфери на човешката дейност се налага използване на различни видове ограничения и контрол на достъпа, било то на територията на производство, жилищна сграда, офис или платен паркинг. Сред системите за контрол и управление на достъпа биометричните имат най-висок хай-тек имидж. Въпреки че се считат за продукт на съвременните технологии, те имат своите корени много назад в годините. Още преди десетилетия е установено, че биологичните обекти имат редица индивидуални физиологични особености, които не се изменят през целия жизнен цикъл. При човека към тези особености се отнасят преди всичко пръстовите отпечатъци, геометрията на лицето и моделът на ретината. Това прави възможно използването на специални биометрични методи с висока степен на надеждност при персонална идентификация.

Понятието “биометрия” се е появило в края на19-ти век и представлява раздел от науката, занимаваща се с количествени биологични експерименти с прилагане методите на математическата статистика. В края на двадесети век интересът към биометрията значително нараства благодарение на това, че този отрасъл на науката намира своето приложение в разработките на нови технологии за безопасност, същността на които се свежда до използването на компютърни системи за разпознаване на личността по уникалния генетически код на човека.

Как работят биометричните системи?
Да разпознаваме хора по чертите на лицето, гласа и походката можем всички. Как обаче правят това биометричните системи? С развитието на съвременните технологии става възможно много бързо и точно да се разпознаят уникални физиологични данни на човека. Всички биометрични системи работят по един модел. Те се състоят от две части: хардуер и специализиран софтуер. Хардуерът включва биометрични скенери и терминали. Те разчитат едни или други биометрични параметри (пръстови отпечатъци, ирисов модел и други) и преобразуват получената информация в цифров модел, достъпен за компютри. А софтуерът обработва тези данни, съпоставя ги с налична база данни и извежда решение кой стои пред скенера.

За да е възможно биометричната система в бъдеще да разпознава ползвателя, е необходимо първоначално в нея да се регистрира информация за неговите идентификаторни параметри. За тази цел системата прави образец на биометричната характеристика, който ще бъде записан. По време на записа някои системи могат да правят по няколко образци, с цел съставяне на най-точно изображение. Много хора смятат, че в компютърната памет се съхраняват моделите на пръстови отпечатъци, глас или схема на ириса. В действителност обаче в повечето системи това не е така.

Системите във всички сфери (с изключение на правоприлагащите органи) съхраняват не реалните изображения на идентификаторите, а техните цифрови модели (всеки до 1000 бита), които се асоциират с конкретни хора, имащи право на достъп. Когато ползвателят иска достъп от системата, четецът прочита данните му и се създава нов цифров модел на идентификатора му, който се сравнява с по-рано изработените и съхранени в базата данни образци. Ако има съвпадение, системата може да поиска да се направят и други стъпки, преди да припише образеца на определен човек. Например въвеждане на персонален идентификационен номер (PIN) може да се прикрепи към образеца или в четеца да се постави смарт-карта, съдържаща образеца.

Идентификацията при всяка биометрична система преминава през четири етапа. След преминаване през първия етап на запис, в който системата съхранява физически или поведенчески модел, следва етап на изолиране на уникална информация от образеца и съставяне на биометричен модел. В третия етап съхраненият образец се сравнява с представения и накрая се отчита съвпадение/несъвпадение – системата решава дали биометричните модели съвпадат и се взема решение.

Идентификация по пръстови отпечатъци
В областта на биометричните технологии доминират дактилоскопските, т.е. тези за идентификация по пръстови отпечатъци. Те заемат над 60% от общия отраслов пазар на индустрията. Дактилоскопският метод се основава на факта, че няма хора с еднакви отпечатъци на пръстите, дори при близнаците те са различни. Схемата на папиларните линии се формира още в ембрионалното развитие, не се променя с възрастта и се възстановява след кожни наранявания.

Идентификационната технология с пръстови отпечатъци събира всичко най-добро, което е присъщо за биометрията като цяло. С пръстовия отпечатък се идентифицира конкретен човек, а не ключ или карта. За разлика от паролата пръстовият отпечатък не трябва да се пази от надничане, не може да се забрави, да се даде на друг или да бъде откраднат.

Модерните скенери могат да определят принадлежността на пръстовия отпечатък само на жив човек и не могат да бъдат „измамени“, чрез сканиране на отпечатък върху хартия, стъкло или друг материал. Вероятността за погрешно идентифициране е 0.000000001%, а времето, необходимо за сканиране на пръстови отпечатъци, е не повече от част от секундата. За разлика от картите, в биометричната идентификация е възможна регистрация на резервни идентификатори. И тук пръстовите отпечатъци имат предимство, тъй като човек има десет пръста, а едно лице и две очи.

Съвременните терминали и скенери с четци за пръстови отпечатъци имат много висока производителност и оптичен сензор, който осигурява високо качество на изображенията. Висококачествени изображения на пръстови отпечатъци могат да бъдат получени, дори когато признаването е трудно, заради генетични характеристики, възраст, неправилно положение или мръсни пръсти. Благодарение на усъвършенстваните алгоритми, с които работят, те гарантират надеждност, точност и отлична скорост на разпознаване. Някои модели предлагат възможности и за отчитане на работното време, с автоматично регистриране на времето на влизане и излизане на служителите и изпращане на SMS. Сензорите се изработват така, че да са устойчиви на надраскване, удар, вибрации и статично електричество.

Способността за съхранение на системите варира, като напредналите решения могат да запазват над 2000 шаблона за над 1000 потребители (по 2 шаблона за пръст). Поддържа се опция за разпознаване на човешки пръсти, т.е. отчита като грешка опитите за достъп посредством пръст направен от силикон, гума и т.н. В системата за пропускане може да се направи комбинация между пръстов отпечатък, лицево разпознаване, парола и/или безконтактна карта, а наличните данни могат да са над 20 000 записа. Вградена батерия осигурява надеждно съхранение на данните. Има и много варианти за обмен на информацията, включващи RS232/485, TCP/IP, USB, WI-FI, GPRS.

Идентификация по лицеви черти
Разпознаването на хора по черти на лицето е един от най-бързо развиващите се сектори в биометричната индустрия. Привлекателността на този метод се основава на факта, че е най-близък до начина, по който хората обикновено се разпознават взаимно. Развитието на това направление се обяснява с ръста на мултимедийните технологии, благодарение на който виждаме все повече камери в магазини, банки, летища и гари. Технологията за разпознаване по изображението на лицето се основава на алгоритми за идентификация и сравняване на изображения. В основата на тези алгоритми е модифициран метод за анализ на основните компоненти, характеризиращи входните изображения за разпознаване на човешкото лице. Иновативни технологии за разпознаване на лица осигуряват висока (не по-малко от 80%) вероятност за идентифициране, независимо от изменения във физическите характеристики, причинени от стареене и промяна в прическата или окосмяването. Липсата на физически контакт със системата, разпознаването на всички хора попадащи в полезрението на камерата и работата с външни бази данни са аргумент за използване на тези системи в много обекти.

Основа на всяка система за разпознаване на образите се явява методът на кодирането. Използва се анализ на локалните характеристики за представяне на образа във вид на статистически обосновани стандартни блокове от данни. Даденият математически модел се основавана това, че всички лица могат да бъдат получени от представителна извадка от изображения на лица с използване на съвременни статистически прийоми. Те обхващат пикселите на образа и универсално представят лицевите форми. В действителност елементите за построяване на образа са малко повече, отколкото самите му части.

Оказва се обаче, че синтезирането на дадено изображение с висока точност изисква малък брой (12-40) характерни елемента от пълния достъпен набор. Идентичността на лицето се определя не само от характерните елементи, но и от начина на тяхното геометрично обединение (т.е. отчитат се техните относителните позиции). Полученият сложен математически код за индивидуална идентичност съдържа информация, която отличава лицето от милиони други и може да бъде сравнявано с другите с феноменална точност. Шаблонът не зависи от изменение в осветлението, тена на кожата, наличие/липса на очила, изражение на лицето, окосмяване по лицето и главата, устойчив е към изменение на ракурса до 350 във всяко направление.

Съвременните биометрични терминали за разпознаване по лицето имат възможности за отчитане на работното време. Могат да съхраняват над 400 шаблона, над 10 000 карти и над 100 000 събития, благодарение на големия капацитет на паметта си. Имат възможност за комуникация с протоколи RS-232/485, Wi-Fi, Ethernet, USB и GPRS. Инфрачервени камери с висока разделителна способност позволяват на потребителя да се идентифицира, когато няма достатъчно светлина. Идентификация по лицето в комбинация с пръстови отпечатъци дава възможност да се разшири обхвата на системата и да се увеличи сигурността. С използването на батерия се избягват проблеми със захранването.

Идентификация по ириса или ретината на окото
Ирисът се формира преди раждането и не се променя през целия живот, за разлика от ретината. Не е възможно да се намерят два напълно идентични модела на ирис на различни хора. Текстурата на ириса прилича на мрежа с голям брой кръгове с много сложна схема. Разстоянието между кръговете може да бъде измерено компютърно и да се направи модел с над 200 точки, който да гарантира висока степен на надеждност на идентификацията. За сравнение, най-добрите системи за идентификация по пръстови отпечатъци използват модели с 60-70 точки.

За получаване на индивидуален запис на ирис черно-бяла камера прави 30 записа в секунда. Върху ириса се насочва слаба светлина, която позволява камерата да се фокусира върху него. Записите се дигитализират и се съхраняват в базата данни за регистрираните потребители. Камерата може да се разположи на разстояние от 10cm до 1m в зависимост от сканиращото оборудването. Всъщност терминът „сканиране“ тук не е най-точен, защото се извършва просто снимане на ириса, което е абсолютно безвредно. Носенето на очила и контактни лещи, дори цветни, не влияе на качеството на идентификация.

Идентифицирането по ретината се прави със сканиране с инфрачервена светлина с ниска интензивност, насочена през ретината към кръвоносните съдове на очното дъно. Установено е, че при всеки човек тези кръвоносни съдове са разположени в уникален модел. При сканиране от този модел се отделят няколкостотин специфични точки, информацията за които се съхранява с шаблон. Недостатък на тези системи е психологическият фактор – не на всеки ще му е приятно да гледа в тъмна дупка, откъдето нещо ще свети в окото му. Този метод обаче осигурява много ниска вероятност за грешки.

Идентификация по гласа
Биометричните методи за идентификация по гласа се характеризират с лекотата на използване. Този метод не изисква скъпо оборудване, достатъчни са микрофон и аудио карта. В момента тази технология се развива бързо и се използва широко в модерни бизнес центрове. Има много начини за изграждане на гласови модели. Обикновено се използват различни комбинации от честотни и статистически характеристики на гласа.

Основен недостатък на гласовото удостоверяване е ниската точност на метода. Например, човек с настинка може да не се разпознае от система. Важен проблем е и разнообразието от прояви на гласа на един човек не само според здравословното му състояние, а и според възрастта и настроението. Това разнообразие поражда сериозни трудности при разграничаване на отличителните качества на човешкия глас. Въпреки това, методът е достатъчно надежден да се използва за контрол на достъп до помещения със средно ниво на сигурност, като например компютърни зали, лаборатории, промишлени предприятия и други.

Предимства на биометричните системи
Биометричните системи за контрол и управление на достъпа дават голяма надеждност. Те изключват вероятността от нежелателно използване на ключове. Имат висока степен на защита от имитации. При тях отпада необходимостта задължително да носите ключове. Изключва се влиянието на човешкия фактор – загубване, забравяне, кражба и предаване на други лица на ключове. Избягват се и загуби за направа на нови ключове и замяна на ключалки и ключове. Системите лесно могат да се интегрират във всеки обект. Благодарение на гъвкавите си възможности за импорт и експорт на данни, те се оказват максимално ефективни и съвременни решения на задачите на контрола и управление на достъпа, а също и на много функции на административното управление.