Типы биометрии: полное руководство

В целом, биометрические идентификационные системы делятся по принципу их работы: физиологические и поведенческие.

Каковы же главные плюсы и минусы использования биометрии? Какие биометрические системы наиболее точны? В чём разница между поведенческими и статическими системами? Давайте попробуем разобраться в принципах работы биометрии и областях её применения.

Что такое биометрия?
Два главных типа биометрии
Физиологическая биометрия
Плюсы и минусы физиологической биометрии
Поведенческая биометрия
Плюсы и минусы поведенческой биометрии
Разница в использовании физиологической и поведенческой биометрии при аутентификации пользователей
Методы физиологической биометрии
ДНК-дактилоскопия
Распознавание на основе акустических характеристик уха
Распознавание по рисунку глазных вен
Распознавание лиц
Распознавание по рисунку вен на пальцах
Распознавание по отпечатку пальца
Распознавание по отпечатку и движению стопы
Геометрия руки
Распознавание по радужной оболочке глаза
Распознавание по запаху тела
Распознавание по отпечатку ладони
Распознавание по рисунку вен на ладони
Сканирование сетчатки глаза
Отражение света от кожи
Распознавание по термограмме
Показатели поведенческой биометрии
Динамика нажатия клавиш
Распознавание по подписи
Распознавание говорящего
Распознавание по голосу
Распознавание по походке
Движение губ
Заключение
Типы биометрии: FAQ
Какой тип биометрии самый точный?
Какой тип биометрии самый безопасный?
Где хранятся биометрические данные?
Какое биометрическое устройство наиболее распространено на сегодняшний день?
Какой вид биометрии более защищённый: распознавание по радужной оболочке глаза или по отпечатку пальца?
Что лучше: распознавание лица или отпечатка пальца?

Что такое биометрия?

В область биометрии входят знания и методы измерения личных физиологических и поведенческих характеристик и то, как их использовать для идентификации и аутентификации.

Биометрия использует научно обоснованные методы для описания и измерения характеристик тела живых существ. Применительно к автоматическим идентификационным системам, термин «биометрический» значит то, что эти системы и методы базируются на использовании уникальных качеств человеческого тела для идентификации и аутентификации. Наша жизнь наполнена ситуациями, в которых нам нужно доказывать, кто мы есть на самом деле.

Нетрудно перечислить широкий спектр отраслей, для эффективной работы которых требуется быстрая, надёжная и удобная аутентификация пользователей: доступ к ПК или смартфону, доступ к почте, банковские операции, открытие дверей и запуск двигателя автомобиля, контроль доступа к помещениям, пересечение границ между городами и странами, а также любое взаимодействие с государственными органами, требующее идентификации. Таким образом, более быстрые и защищённые механизмы аутентификации обязательны для предотвращения мошенничества и правонарушений.

Биометрическая идентификация зачастую зовётся реальной аутентификацией, поскольку она основана на личных характеристиках человека, а не на виртуальных ключах или паролях.
Особенностью биометрической идентификации является большой размер биометрических баз данных: каждый из образцов сравнивается со всеми доступными записями в базе. Для использования в реальной жизни такая система требует большую скорость сравнения биометрических характеристик.

С другой стороны, существуют верификационные системы; как правило, они осуществляют только одно сравнение в режиме 1:1. Таким образом, презентованная биометрическая характеристика сравнивается с другой биометрической частью из базы данных.
Следовательно, система отвечает на вопрос являешься ли ты тем, за кого себя выдаёшь.
В биометрии используются два метода аутентификации:

• Верификация: измеренные параметры сравниваются с одной записью, предложенной внешним идентификатором (никнейм, пароль или другой идентификатор) из базы зарегистрированных пользователей;
• Идентификация: измеренные параметры сравниваются со всеми записями в базе данных зарегистрированных пользователей, а не с одной из них, выбранной на основе идентификатора.

Если вы хотите узнать больше про определение биометрии, прочитайте нашу специальную статью.

Два главных типа биометрии

Биометрическое распознавание — это предоставление человеком своего уникального биометрического параметра и процесс его сравнения со всей базой доступных данных. Биометрические считыватели используются для получения такого типа личных данных.

Методы физиологической идентификации основаны на анализе неизменных физиологических характеристик человека.

Эти характеристики включают в себя:

• Форма и геометрия лица (с этими идентификаторами работают технологии распознавания двухмерных изображений лиц, извлечённых из фотографий и видео). Благодаря развитию мультимедийных технологий на городских улицах и площадях, в аэропортах, вокзалах и других местах массового скопления людей появляется все больше видеокамер, благодаря чему это направление биометрии ускоренно развивается.;
• Отпечатки пальцев (самая распространенная, удобная и эффективная биометрическая технология построена на основе использования этих идентификаторов). Преимущества доступа по отпечатку пальца — простота использования, удобство и надежность. Хотя показатель ложной идентификации составляет около 3%, вероятность несанкционированного доступа составляет менее 0,00001% (1 из 1000000);
• Форма и структура черепа (для большего благозвучия компании, работающие в этой сфере, предпочитают говорить о технологиях распознавания человека на основе трехмерной модели лица);
• Сетчатка глаза (редко используется в качестве идентификатора). При идентификации по сетчатке измеряется угловое распределение кровеносных сосудов на поверхности сетчатки относительно слепого пятна глаза и другие особенности. Капиллярный рисунок сетчатки различается даже у близнецов, поэтому по нему можно легко идентифицировать личность;
• Радужная оболочка глаза (патентные ограничения ограничивают распространение технологии, в которой используется этот идентификатор). Преимущество сканеров радужной оболочки заключается в том, что они не требуют от пользователя фокусировки на цели, поскольку рисунок радужной оболочки находится на поверхности глаза. Видеоизображение глаза можно сканировать только на расстоянии менее 1 м;
• Геометрия ладони, кисти или пальца (используется в нескольких узких сегментах рынка);
• Термография лица, термография рук (технологии, основанные на использовании этих идентификаторов, не получили широкого распространения);
• Рисунок вен ладони или пальцев (соответствующая технология становится популярной, но из-за дороговизны сканеров пока не получила широкого распространения);
• ДНК (в основном в области профильных экспертиз).

Методы поведенческой идентификации основаны на анализе поведенческих характеристик человека, присущих каждому человеку в процессе воспроизведения действия.

Поведенческие методы идентификации пользователя делятся на:

• Распознавание подписи (для идентификации используется степень совпадения двух изображений). По почерку и динамическим характеристикам письма (для идентификации строится свёртка, в которую входит информация о почерке, временные характеристики нанесения подписи, а также статистические характеристики динамики давления на поверхность);
• Динамика нажатия клавиш. Метод в целом аналогичен описанному выше. Вместо подписи используется определенное кодовое слово (когда для этого используется пароль пользователя, такая аутентификация называется двухфакторной). Динамика набора кодовых слов является основной характеристикой, используемой для построения свёртки для идентификации;
• Распознавание по голосу. Это одна из старейших биометрических технологий. Её развитие усиливается, прогнозируется широкое использование в строительстве «интеллектуальных зданий». Есть много способов создать голосовой идентификационный код; как правило, это различные комбинации частотных и статистических характеристик голоса;
• Распознавание по походке. Это следует отнести к категории экзотических. Кажется, что это направление тупиковое из-за плохой повторяемости признака и его слабой идентификации.

Физиологическая биометрия

Основная цель биометрии — создать систему регистрации, которая очень редко отказывает в доступе законным пользователям и в то же время полностью исключает возможность авторизации злоумышленников. По сравнению с паролями и картами, такая система обеспечивает гораздо более надежную защиту: в конце концов, ваше собственное тело нельзя ни украсть, ни потерять.

Физиологическая биометрия анализирует такие данные, как черты лица, структуру глаза (сетчатки или радужной оболочки), параметры пальцев (папиллярные линии, рельеф, длина суставов и т. д.), ладони (отпечаток или топография), форму руки, рисунок вен на запястьях и термограмму.

Физиологическая биометрия получила широкое распространение; например, для контроля доступа к смартфонам и ноутбукам. В некоторых крупных аэропортах радужная оболочка сканируется для обеспечения безопасности. Данные хранятся в международной базе данных, и при следующем прохождении контроля вам не придется стоять в очереди с паспортом, нужно будет всего лишь пройти процедуру сканирования глаза.

Для банков особенно важно то, что отказаться от подтвержденных предъявлением биометрических идентификаторов действий нельзя. В отличие от карт, у отпечатков пальцев нет ограничений по количеству «чтений» в биометрических системах. Можно регистрировать резервные идентификаторы, и здесь снова лидируют отпечатки пальцев: у обычного человека десять пальцев на руках и только одно лицо, два глаза и две руки.

Медицинские учреждения переходят на биометрические технологии, чтобы обезопасить своих пациентов, ускорить оказание помощи и уменьшить количество ошибок. Биометрические технологии активно интегрируются в системы электронных медицинских карт для защиты данных пациентов.

Важно отметить, что все биометрические средства аутентификации в той или иной форме используют статистические свойства некоторых качеств человека. Это означает, что результаты распознавания вероятностны и время от времени будут меняться. Кроме того, такие инструменты не защищены от ошибок аутентификации.

Плюсы и минусы физиологической биометрии

Плюсы:

• Идентификатор неотделим от человека; его нельзя забыть, потерять или передать. После проверки идентификатора, можно с большой долей уверенности сказать, что это конкретное лицо идентифицировано;
• Воссоздать (подделать) идентификатор довольно сложно;
• Процесс биометрической идентификации происходит быстро и полностью выполняется компьютерами;
• Идентификация может проводиться прозрачно (незаметно) для человека.

Минусы:

• Необходимость определенных условий окружающей среды для биометрической идентификации;
• Могут возникнуть ситуации, когда биометрические идентификаторы повреждены или недоступны для чтения;
• Биометрические сканеры многих систем довольно дороги;
• Необходимо соблюдать законы по защите персональных биометрических данных.

Поведенческая биометрия

Поведенческая биометрия предполагает сбор самых разнообразных данных. Например, смартфон, который собирает информацию о поведенческих характеристиках, может получить несколько точек измерения для оценки вероятности мошеннической активности, в то время как статическая биометрия предоставляет меньше сырых данных. Сочетание поведенческих характеристик в различных математических алгоритмах дает возможность получить более многогранный профиль пользователя, позволяющий отсеивать мошенников.

Поведенческую биометрию также называют пассивной, потому что пользователям не нужно предпринимать никаких дополнительных действий во время работы. Им не нужно нажимать на специальную кнопку или говорить в микрофон. Они просто ведут себя как обычно. Поведенческая биометрия также может обнаруживать мошенничество на раннем этапе, даже до атаки злоумышленника (например, кражи средств или совершения покупки).

Поведенческую биометрию можно адаптировать для различных устройств, включая операционные системы смартфонов целиком, а не только конкретные приложения, использующие эту технологию. Это означает, что вы можете полностью защитить свой телефон. У каждого человека есть уникальные особенности взаимодействия со своими цифровыми устройствами: скорость, с которой они набирают на клавиатуре, сила нажатия клавиш или угол, под которым они перемещают пальцы по экрану. Такое поведение практически невозможно воспроизвести другим человеком.

Сегодня промышленное применение поведенческой биометрии еще не получило широкого распространения. Эксперты предлагают использовать технологию в тех случаях, когда необходимы дополнительные уровни аутентификации — например, при проведении крупных транзакций или получении доступа к конфиденциальным данным.

Сейчас поведенческую биометрию чаще всего используют банки и финансовые учреждения. Эксперты также видят потенциал технологических приложений в электронной торговле, онлайн-сервисах, здравоохранении, правительстве и бытовой электронике.

Плюсы и минусы поведенческой биометрии

Плюсы:

• У каждого пользователя свой уникальный набор анализируемых поведенческих характеристик;
• Для выполнения идентификации не требуется изменение пользовательского сценария: метод бесшовной интеграции;
• Повышает точность распознавания в системах многофакторной идентификации.

Минусы:

• Неточности в идентификации могут возникнуть из-за того, что поведение пользователя не всегда является постоянным, поскольку он может вести себя по-разному в различных ситуациях из-за усталости, опьянения, плохого самочувствия или банальной спешки;
• Поведенческая биометрия еще не получила широкого распространения;
• Требуется много личных данных для определения стандартного поведения пользователя.

Разница в использовании физиологической и поведенческой биометрии при аутентификации пользователей

Использование физиологических характеристик человека как средства идентификации стало широко распространенным. Однако после определенных инцидентов статическая биометрия отошла на второй план — поведенческая биометрия стала более надежной и безопасной альтернативой.

Статическая биометрия заменила пароли личными идентификаторами — отпечатками пальцев, чертами лица, радужной оболочкой глаза, формой уха или рисунком вен ладони. Однако оказалось, что такие системы идентификации не всегда просты в использовании и не так безопасны, как ожидалось. Например, сканирование радужной оболочки глаза оказалось неэффективным при солнечном свете. А разблокировать телефон с помощью отпечатка пальца во время тренировки или работы в саду будет не так просто.

Потребители также хотят большего контроля над своей личной информацией. Проблема с физиологической биометрией заключается в том, что она требует от пользователей делиться своей личной информацией, чтобы гарантировать её безопасное хранение и содержание в тайне от третьих лиц.

Учитывая вышеуказанные проблемы, стоит рассмотреть многоуровневый подход к идентификации с использованием как физиологической, так и поведенческой биометрии. Такая комбинация создаст безопасный и удобный метод аутентификации. Достижения в области искусственного интеллекта и машинного обучения открыли новый метод идентификации, который анализирует как пользователи взаимодействуют с устройством, которое они используют в качестве инструмента аутентификации.

Поведение пользователя может применяться для идентификации кого-либо, и для этого требуется хранение больших объемов данных. Сохраненные данные используются для разработки среднего поведения человека, поэтому они повышают точность идентификации, когда пользователь устал, пьян, торопится или находится в другом состоянии.

После создания портрета нормального поведения все избыточные данные можно удалить, но большая их часть остается для целей идентификации. Проверка может выполняться только с одним набором данных (вместо использования базы данных из миллионов примеров), но, тем не менее, в процессе будет собираться и храниться много информации.

Комбинируя уникальные идентифицирующие маркеры — физиологические и поведенческие — компании создадут надежный многоуровневый процесс авторизации для систем контроля доступа. В зависимости от того, насколько важна защищаемая информация и насколько точной должна быть система распознавания, физиологическое и поведенческое распознавание могут дополнять друг друга.

Методы физиологической биометрии

Статические методы основаны на физиологических характеристиках человека, присутствующих на протяжении всей его жизни. Эти особенности включают в себя геометрию лица и руки, радужную оболочку глаза, рисунок вен и другие особенности. На мировом рынке биометрической безопасности в основном представлены статические методы. Системы динамической аутентификации и комбинированной защиты информации занимают всего 20% рынка. Однако в последние годы активно развиваются методы динамической защиты.

ДНК-дактилоскопия

Описание: биометрическая идентификация человека по коду ДНК человека — самый точный метод. Он основан на уникальной последовательности цепи дезоксирибонуклеиновой кислоты человека. Процесс начинается с подготовки контрольного образца ДНК (щёчный мазок, кровь, слюна, другие выделения организма или ткани). Образец анализируется, создается профиль ДНК, который сравнивается с другим образцом, и определяется их идентичность.

Категория: химические
Лидеры отрасли: Innocence Project, 23andMe, Family Tree, Ancestry
Примеры использования: судебная медицина, расчет родственных связей между людьми и определение их предрасположенности к различным заболеваниям на основе образцов их ДНК.
Уровень безопасности: очень высокий

Затраты на интеграцию:

Плюсы:

• ДНК — это единственная биометрическая технология, которая позволяет идентифицировать родственников по неопознанному образцу ДНК;
• Как и отпечатки пальцев, ДНК — одна из немногих биометрических характеристик человека, которую преступники оставляют на месте преступления;
• ДНК-тестирование — относительно зрелая и динамичная технология, которая широко используется и знакома широкой публике;
• Устройства быстрой идентификации ДНК делают возможным секвенирование ДНК всего за 90 минут;
• Многие результаты анализа ДНК можно легко сохранить в базах данных, что позволяет накапливать данные и быстро искать их с помощью автоматизированных средств.

Минусы:

• Низкая представленность на биометрическом рынке;
• Однояйцевые близнецы будут иметь одинаковую ДНК.

Уровень точности: очень высокий

Распознавание на основе акустических характеристик уха

Описание: в отличие от многих других биометрических методов, для которых требуются специальные камеры, эти биометрические системы измеряют акустику уха с помощью специальных наушников и неслышимых звуковых волн. Микрофон внутри каждого наушника измеряет, как звуковые волны отражаются от ушной раковины и распространяются в разных направлениях в зависимости от изгиба слухового прохода. Цифровая копия формы уха преобразуется в биометрический шаблон для дальнейшего использования.

Категория: аудио
Лидеры отрасли: NEC Corporation, Yahoo Labs
Примеры использования: аутентификация смартфона, защита телефонных звонков, личные голосовые сообщения, беспроводное радио и другая звуковая информация.
Уровень безопасности: очень высокий

Затраты на интеграцию:

Плюсы:

• Высокая скорость и точность распознавания
• Возможность широкого распространения через смартфоны

Минусы:

• Низкое распространение на биометрическом рынке;
• Технология находится в стадии разработки.

Уровень точности: очень высокий

Распознавание по рисунку глазных вен

Описание: система распознавания по склеральным венам относительно недавно появилась на рынке. Склера — это белая непрозрачная внешняя защитная часть глаза, на которой видны неравномерно расположенные кровеносные вены. Преимущество склеры в том, что ее можно снимать с помощью камеры с видимой длиной волны. Образцы склеры хранятся не в виде необработанных изображений, а в виде зашифрованного шаблона, содержащего около 100 измерений, которые вносят значительный вклад в процесс биометрического сопоставления.

Категория: визуальные
Лидеры отрасли: TechNavio, EyeLock, EyeVerify
Примеры использования: мобильные телефоны, аутентификация в приложениях онлайн-банкинга.
Уровень безопасности: очень высокий

Плюсы:

• Высокая точность распознавания;
• Изменения в глазном яблоке со временем мало влияют на склеру;
• Возможность широкого распространения через смартфоны.

Минусы:

• В настоящее время технология находится в стадии разработки;
• Низкое распространение технологии на рынке.

Уровень точности: очень высокий

Распознавание лиц

Описание: в процессе биометрической идентификации по форме лица строится трехмерное или двухмерное изображение лица с помощью видеокамеры высокого разрешения. Определяются контуры бровей, глаз, носа, губ, подбородка, ушей и расстояние между ними, а также есть ещё несколько вариантов изображения в зависимости от поворота или наклона лица, изменения мимики и т. д. Цифровая фотография лица хранится в базе данных и используется для сравнения изображений разных людей. Вы можете узнать больше о распознавании лиц здесь.

Категория: визуальные, пространственные
Лидеры отрасли: 20 основных производителей, а именно: NEC (Япония), Aware (США), Gemalto (Нидерланды), Ayonix (Япония), Idemia (Франция), Cognitec (Германия), nVviso SA (Швейцария), Daon (США), Stereovision Imaging ( США), Techno Brain (Кения), Neurotechnology (Литва), Innovatrics (Словакия), id3 Technologies (Франция), Herta Security (Испания), Animetrics (США), Megvii {Face ++} (Китай), FaceFirst (США), Sightcorp (Нидерланды), FacePhi (Испания) и SmilePass (Великобритания).
Примеры использования: управление доступом к объектам или системам, идентификация в видеосистемах управления, определение профиля клиента, идентификация в банковском секторе, системы учета рабочего времени, биометрическая аутентификация, оплата услуг
Уровень безопасности: высокий

Плюсы:

• Высокая точность распознавания;
• Широкий набор параметров (на алгоритм не влияют возрастные изменения, освещение, положение головы и т. д.);
• Производительность (результат в доли секунды в многомиллиардной базе данных);
• Масштабируемая архитектура (поиск по стране);
• Мобильность (результаты на местах).

Минусы:

• Трудности с хранением данных. Эффективность идентификации повышается с количеством идентифицированных лиц в доступных базах данных, которое все еще очень далеко от общемировых или даже общенациональных цифр;
• Эффективность может снизиться из-за низкого качества разрешения камеры и проблем с освещением;
• Выявление подделки. По-прежнему очень сложно заставить систему поверить в то, что вы кто-то другой, но есть относительно простые способы скрыть свою личность, например, с помощью специального макияжа.

Уровень точности: высокий

Распознавание по рисунку вен на пальцах

Описание: эта технология основана на распознавании рисунка вен, расположенных в подкожной части пальцев. Распознавание вен на пальцах — одна из многих форм биометрии, используемых для идентификации и проверки. Шаблоны вен нельзя подделать, так как они находятся под поверхностью кожи. Принцип распознавания вен пальцев заключается в использовании инфракрасных лучей для захвата образцов вен пальцев и сопоставления их с шаблонами.

Категория: визуальные, пространственные
Лидеры отрасли: Fujitsu, Hitachi, NEC Corporation, Safran, Agnitio
Примеры использования: идентификация в банковском секторе и в медицинских учреждениях.
Уровень безопасности: очень высокий

Плюсы:

• Высокая надежность;
• Практически невозможно подделать;
• Бесконтактное сканирование;
• Удобство интеграции;
• Доступная цена.

Минусы:

• Чувствительность к галогеновому свету или прямому солнечному свету;
• Некоторые формы анемии могут мешать работе ридера.

Уровень точности: очень высокий

Распознавание по отпечатку пальца

Описание: это самая распространенная технология, используемая сегодня в системах биометрического распознавания. Технология основана на уникальности папиллярных узоров на пальцах рук человека. Отпечаток пальца, полученный с помощью сканера, преобразуется в цифровой код, хранящийся в базе данных, а затем сравнивается с ранее введенными и преобразованными «кодами отпечатков пальцев». Технологии идентификации по отпечатку пальца вобрали в себя все лучшее, что присуще биометрии в целом.

Отпечаток пальца идентифицирует конкретного человека, а не жетон или карту; В отличие от пароля, отпечаток пальца нельзя забыть или каким-либо образом передать другому человеку. Современные сканеры могут установить отпечаток пальца, принадлежащий живому человеку, и их нельзя обмануть, предоставив отпечаток пальца на бумаге, желатине или стекле.

Категория: визуальные, пространственные
Лидеры отрасли: NEC Corporation, Idemia, ID R&D, Apple Inc, Samsung, IBM
Примеры использования: аутентификация устройств (смартфоны, ноутбуки, флешки и т. д.), идентификация преступников, идентификация в банковском секторе.
Уровень безопасности: высокий

Плюсы:

• Легко использовать;
• Удобство и надежность;
• Низкая стоимость устройств, сканирующих изображение отпечатка пальца.

Минусы:

• Невозможность прочитать отпечаток некоторыми сканерами с чрезмерно сухой кожей;
• Нарушение папиллярного рисунка небольшими царапинами, порезами, химическими реактивами может повлиять на распознавание.

Уровень точности: высокий

Распознавание по отпечатку и движению стопы

Описание: по отпечатку стопы можно идентифицировать человека и рассчитать такие параметры, как длина стопы, категория стопы, рост, вес и ИМТ. Особенности движения стопы 104 добровольцев были изучены с использованием методов обработки 3D-изображений и извлечения изображений. С точностью 99,6% мы определили, кому принадлежит какой отпечаток. Все 104 отпечатка оказались уникальными. Согласно исследованию, существует сильная корреляция между фактическим ростом и пальцами ног, фактическим ростом и длиной стопы, ростом и весом.

Категория: Визуальные и пространственные
Лидеры отрасли: UMANICK, Институт инженеров по электротехнике и электронике, ID R&D
Примеры использования: судебно-медицинские и судебно-медицинские цели.
Уровень безопасности: высокий

Плюсы:

• Высокая точность;
• Практически невозможно подделать;
• Бесконтактное сканирование.

Минусы:

• В настоящее время в разработке.

Уровень точности: высокий

Геометрия руки

Описание: определение геометрии руки относится к измерению таких характеристик, как длина и ширина пальцев, их изгибы и положение относительно друг друга. Этот метод устарел и используется редко, хотя когда-то был преобладающим видом биометрической идентификации. Современные достижения в области программного обеспечения для распознавания отпечатков пальцев и лиц затмили его актуальность.

Категория: визуальные и пространственные
Лидеры отрасли: компания 3M, Fulcrum Biometrics LLC, Safran SA, Fujitsu Ltd.
Примеры использования: государственные системы поддержки процесса идентификации граждан, приложения для смартфонов, системы наблюдения и безопасности для больших собраний.
Уровень безопасности: низкий

Плюсы:

• Быстрый, простой, точный и простой в использовании;
• Возможна интеграция с другими системами распознавания;
• Высокий уровень общественного признания.

Минусы:

• Необходимость контакта со сканирующим устройством;
• Изменение геометрии руки в результате травм, старения и увеличения веса может повлиять на точность распознавания.

Уровень точности: высокий

Распознавание по радужной оболочке глаза

Описание: с помощью этой формы биометрической идентификации рисунок радужной оболочки глаза сканируется путем фотографирования лица камерой с высоким разрешением. Радужная оболочка (уникальная у каждого человека) выделяется и преобразуется в цифровой код. Используется черно-белое изображение, поскольку возможно появление пигментных пятен или обесцвечивание радужной оболочки.

Категория: Визуальные
Лидеры отрасли: EyeLock, Apple, Samsung, Fujitsu Ltd
Примеры использования: интеграция в систему контроля доступа, идентификация лиц в особых зонах (аэропорты, зоны пограничного контроля, паспортные столы)
Уровень безопасности: высокий

Плюсы:

• Быстрое сканирование;
• Бесконтактно;
• Безопасно для пользователей;
• Распознавание не зависит от очков или контактных линз;
• Невозможность подделки.

Минусы:

• Незначительные травмы глаза могут повлиять на распознавание;
• Ухудшение идентификации после приема алкоголя или ЛСД;
• Высокая стоимость интеграции.

Уровень точности: высокий

Распознавание по запаху тела

Описание: характеристики запаха тела настолько уникальны для каждого человека, что их можно использовать для биометрической аутентификации. К такому выводу в 2017 году пришла группа ученых, состоящая из Юлианы Агудело, Владимира Привмана и Яна Халамека. Их идея была очень простой: состав аминокислот в поте уникален для каждого человека. Планируется создать смартфон, который сможет отличать и распознавать различные композиции аминокислот в поте, таким образом будет проходить аутентификация пользователя. В отличие от других методов биометрической аутентификации, подделать уникальный химический состав пота довольно непросто. По мнению ученых, распознавание запаха тела можно будет использовать на практике в ближайшие 5-10 лет.

Категория: обонятельные
Лидеры отрасли: IIia Sistemas SL, Мадридский политехнический университет
Примеры использования: разблокировка смарт-устройств для защиты данных внутри приложений может использоваться даже людьми с ограниченными возможностями, которые не могут вспомнить пароль или не могут контролировать свои конечности.
Уровень безопасности: высокий

Плюсы:

• Ожидается, что технология будет абсолютно устойчива к подделке;
• Может использоваться людьми с ограниченными возможностями.

Минусы:

• В настоящее время в разработке.

Уровень точности: высокий

Распознавание по отпечатку ладони

Описание: это метод, основанный на распознавании уникальных видов рисунков на коже ладоней. Специально настроенная камера или другое устройство для обработки делает фотографию ладони, после чего сравнивает данные с этой записи с теми, которые уже лежат в базе данных. Отпечатки ладони включают данные, используемые для распознавания отпечатков пальцев. Сканеры ладони используют оптические, термические или тактильные методы, чтобы выявить детали выступающих участков и линий на ладони человека, а также шрамы, складки и текстуру кожи.

Категория: визуальные и пространственные
Лидеры отрасли: NEC Corporation, MegaMatcher, ZKTeco, DERMALOG
Примеры использования: аутентификация устройств (смартфон, ноутбук, флешки и т. д.), идентификация преступников, идентификация в банковском секторе.
Уровень безопасности: высокий

Плюсы:

• Можно захватить больше отличительных черт, чем отпечатки пальцев;
• Быстрое сканирование;
• Безопасно для пользователей;
• Может быть бесконтактным.

Минусы:

• Сканеры отпечатков ладоней, как правило, больше и дороже, чем сканеры отпечатков пальцев.

Уровень точности: высокий

Распознавание по рисунку вен на ладонях

Описание: этот метод — улучшенная версия распознавания отпечатков пальцев. Взломать алгоритм намного сложнее, чем при других биометрических сканированиях, поскольку вены расположены глубоко под кожей. Инфракрасные лучи проходят через поверхность кожи, где их впитывает венозная кровь. Специальная камера фиксирует изображение, оцифровывает данные, а затем сохраняет их или использует для подтверждения личности.

Категория: визуальные и пространственные
Лидеры отрасли: Fiserv, M2SYS, BioSmart
Примеры использования: пограничный контроль, идентификация в банковском секторе, контроль доступа к объектам или системам.
Уровень безопасности: очень высокий

Плюсы:

• Отличная безопасность;
• Бесконтактное сканирование;
• Удобство интеграции;
• Доступная цена.

Минусы:

• Большой размер сканеров.

Уровень точности: очень высокий

Сканирование сетчатки глаза

Описание: этот метод позволяет сканировать капилляры глубоко внутри глаза с помощью камер ближнего инфракрасного диапазона. Полученное изображение предварительно обрабатывается для улучшения его качества. Это изображение преобразуется в биометрический шаблон для регистрации нового пользователя, а затем шаблон используется для последующей проверки во время попыток распознать пользователя. Высокая стоимость и необходимость приближать глаз к камере препятствуют более широкому использованию таких сканеров.

Категория: Визуальные и пространственные
Лидеры отрасли: EyeLock, CMITech, BioEnable, FotoNation, IDEMIA.
Примеры использования: идентификация в банковском секторе, контроль доступа к объектам или системам.
Уровень безопасности: очень высокий

Плюсы:

• Практически невозможно подделать;
• Высокая точность;
• Быстрое время распознавания.

Минусы:

• Отрицательное влияние на заболевание глаз (катаракта или глаукома);
• Низкий уровень общественного признания;
• Высокий уровень ложного отказа.

Уровень точности: очень высокий

Отражение света от кожи

Описание: в основе метода лежит технология облучения участка кожи светом с различными длинами волн (видимая и ближняя ИК области спектра). Частично отраженный от кожи свет анализируется для каждой длины волны. Эффективность этого метода особенно высока в умеренном климате, поскольку снятие перчаток может замедлить процесс идентификации. Тем не менее, эта технология идеально подходит для обеспечения разделения уровней безопасности в системах идентификации по двум независимым признакам.

Категория: визуальные
Лидеры отрасли: Apple Inc, Trinamix, Qualcomm
Примеры использования: общая проверка личности, наблюдение, взаимодействие человека с компьютером.
Уровень безопасности: низкий

Плюсы:

• Быстрое время распознавания;
• Бесконтактное сканирование;
• Удобство интеграции.

Минусы:

• Отражение кожи не уникально; это не очень надежно.

Уровень точности: низкий

Распознавание по термограмме

Описание: это метод представления инфракрасной энергии в виде изображения распределения температуры. Биометрическая термография лица фиксирует тепловые рисунки, вызванные движением крови под кожей. Поскольку кровеносные сосуды каждого человека уникальны, соответствующие термограммы также уникальны даже для однояйцевых близнецов, что делает этот метод биометрической проверки даже более точным, чем традиционное распознавание лиц.

Категория: визуальные
Лидеры отрасли: Estone Technology, TAMRON Europe GmbH, Axis Communications (UK Ltd), FLIR Commercial Systems, LYNRED
Примеры использования: используется для распознавания в аэропортах, узлах общественного транспорта, офисах, предприятиях розничной торговли, медицинских учреждениях и на общественных улицах.
Уровень безопасности: высокий

Плюсы:

• Возможность покрыть большую площадь;
• Быстрое время распознавания;
• Распознавание в местах с плохим освещением.

Минусы:

• Эмоциональное и физическое напряжение может влиять на температуру кожи;
• Тепловизоры дорогие;
• Большинство тепловизионных изображений имеют низкое разрешение.

Уровень точности: высокий

Поведенческая биометрия

Методы поведенческой аутентификации основаны на поведенческих характеристиках человека. Они оценивают уникальное поведение и подсознательные движения человека в процессе воспроизведения любых действий. В то же время различные системы могут распознать отклонение от нормы как мошенническое.

Поведенческую биометрию можно адаптировать к широкому спектру устройств, включая операционные системы смартфонов. Технология может использоваться не только в отдельных приложениях, защищая все устройство.

Динамика нажатия клавиш

Описание: динамика нажатия клавиш выводит стандартные пароли на новый уровень, отслеживая ритм их ввода. Такие датчики могут реагировать на время, необходимое для нажатия каждой клавиши, задержки между клавишами, количество вводимых символов в минуту и т. д. Шаблоны нажатия клавиш работают вместе с паролями и PIN-кодами для повышения безопасности.

Категория: поведенческие
Лидеры отрасли: TypingDNA, ID Control, BehavioSec
Сценарии использования: идентификация пользователя устройства, часть многофакторной аутентификации, используется для наблюдения
Уровень безопасности: высокий

Плюсы:

• Для этого метода не требуется специального оборудования;
• Быстро и безопасно;
• Трудно скопировать при наблюдении.

Минусы:

• Ритм набора текста может измениться из-за усталости, болезни, воздействия наркотиков или алкоголя, смены клавиатуры и т. Д.;
• Невозможно идентифицировать одного и того же человека, использующего разные раскладки клавиатуры.

Уровень точности: высокий

Распознавание по подписи

Описание: метод состоит из пера и специального планшета, подключенного к компьютеру для сравнения и проверки шаблонов. Высококачественный планшет может фиксировать поведенческие характеристики, такие как скорость, давление и время, затраченное на подпись. На этапе регистрации человек должен несколько раз подписаться на планшете для сбора данных. Затем алгоритмы распознавания подписи извлекают уникальные характеристики, такие как время, давление, скорость, направление ударов, важные точки на пути подписи и размер подписи. Алгоритм присваивает этим точкам разную степень важности.

Категория: Поведенческие
Лидеры отрасли: Aerial, Redrock Biometrics, Sense, Оксфордский университет, Mobbeel
Примеры использования: проверка и авторизация документов, идентификация в банковском секторе.
Уровень безопасности: высокий

Плюсы:

• Практически невозможно подделать;
• Широко распространено в деловой практике;
• Быстро и безопасно;
• Удобство интеграции.

Минусы:

• Высокая частота ошибок распознавания, пока пользователь не привыкнет к блокноту для подписи;
• Травмы рук могут повлиять на точность распознавания.

Уровень точности: средний

Распознавание говорящего

Описание: для этого метода пользователь должен произнести слово или фразу в микрофон. Это необходимо, чтобы получить образец речи человека. Электрический сигнал микрофона преобразуется в цифровой с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Он записывается в память компьютера в виде оцифрованного образца. Затем компьютер сравнивает и пытается сопоставить голос говорящего человека с сохраненным оцифрованным образцом, и идентифицирует человека. Распознавание говорящего фокусируется на контексте произнесенной пользователем фразы, а не на распознавании его голоса.

Категория: поведенческие, слуховые
Лидеры отрасли: Apple Inc, Microsoft, Google LLC
Примеры использования: транзакции по телефону и через Интернет, звуковые подписи для цифровых документов, системы онлайн-образования, службы экстренной помощи.
Уровень безопасности: низкий

Плюсы:

• Удобство интеграции;
• Быстрое время распознавания;
• Бесконтактное сканирование.

Минусы:

• Чувствительность технологии к качеству микрофона и шуму;
• Риск подделки.

Уровень точности: низкий

Распознавание по голосу

Описание: функция распознавания голоса сравнивает произнесенную фразу с цифровым шаблоном. Он используется как средство идентификации и аутентификации в системах безопасности, таких как контроль доступа и учет времени. Система создает цифровые шаблоны с очень высокой вероятностью правильной интерпретации. Голос каждого человека включает физиологические и поведенческие характеристики.

Физиологические аспекты зависят от размера и формы рта, горла, гортани, носовой полости, веса тела и других факторов. Поведенческие черты зависят от языка, уровня образования и места жительства, что может привести к появлению определенных интонаций, акцентов и диалектов.

Категория: поведенческие, слуховые
Лидеры отрасли: Nuance Communications, Google LLC, Amazon.com, Apple Inc.
Примеры использования: сектор онлайн-банкинга, экстренные службы, распознавание колл-центров, высокий спрос на распознавание голоса в здравоохранении.
Уровень безопасности: низкий

Плюсы:

• Удобство интеграции;
• Быстрое время распознавания;
• Бесконтактное сканирование.

Минусы:

• Риск подделки;
• Невозможность подавить внешний шум;
• Проблемы с точностью распознавания.

Уровень точности: низкий

Распознавание по походке

Описание: биометрия походки фиксирует паттерны шагов с помощью видео, а затем преобразует сопоставленные данные в математическое уравнение. Этот тип биометрии незаметен и небросок, что делает его идеальным для массового наблюдения за толпой. Также преимуществом является то, что эти системы могут быстро идентифицировать людей издалека.

Категория: Поведенческие
Лидеры отрасли: SFootBD, Watrix, Cometa Srl
Примеры использования: в медицине и криминалистике.
Уровень безопасности: низкий

Плюсы:

• Бесконтактное сканирование;
• Возможность покрыть большую площадь;
• Быстрое время распознавания;
• Технология стремительно развивается.

Минусы:

• Не такой надежный, как другие биометрические методы;
• Одежда и обувь могут повлиять на точность распознавания.

Уровень точности: низкий

Движение губ

Описание: распознавание по движению губ — одна из новейших форм биометрической проверки. Подобно тому, как глухой человек может отслеживать движение губ собеседника, биометрические системы регистрируют активность мышц вокруг рта, формируя паттерн движения. Биометрические датчики такого типа часто требуют, чтобы пользователь повторил пароль для определения соответствующих движений губ, а затем разрешают или запрещают доступ на основе сравнения с записанным образцом.

Категория: Поведенческие, Визуальные
Лидеры отрасли: Hong Kong Baptist University, AimBrain, Liopa
Примеры использования: можно использовать для повышения эффективности систем безопасности и дополнения таких видов биометрии, как распознавание лиц, сканирование сетчатки глаза и снятие отпечатков пальцев.
Уровень безопасности: высокий

Плюсы:

• Бесконтактное сканирование;
• Быстрое время распознавания;
• Повышает точность распознавания в сочетании с другими формами биометрии.

Минусы:

• В настоящее время технология находится в разработке.

Уровень точности: высокий

Заключение

Благодаря высокой потенциальной прибыли на рынке появилось много новых биометрических компаний. Развивается здоровая конкуренция, открываются новые возможности и применения для использования биометрических систем. Наряду с хорошо известными технологиями сканирования отпечатков пальцев и геометрии руки набирают популярность методы, основанные на технологиях сканирования лица, распознавания по радужной оболочке глаза и голосу.

Виды биометрии: FAQ

Какой вид биометрии самый точный?

Учитывая статистику FRR (False Rejection Rate) и FAR (False Acceptance Rate), распознавание радужной оболочки глаза считается наиболее точным типом биометрии. Измеряя уникальные складки и характеристики мышц радужной оболочки глаза, инструменты биометрической проверки могут определить личность с очень высокой степенью точности.

Какой вид биометрии самый безопасный?

Динамические типы биометрии используют уникальные характеристики человека, которые практически невозможно подделать, и поэтому считаются одним из самых безопасных методов. В контексте пандемии коронавируса бесконтактные типы биометрии можно рассматривать как самые безопасные.

Где хранятся биометрические данные?

Биометрические данные могут храниться на разных носителях в зависимости от типа и конкретной биометрической технологии. Данные могут храниться на сервере биометрической базы данных как часть государственной инфраструктуры или могут быть физически распределены для частных компаний. Биометрические данные также могут храниться на смартфонах, использующих технологии распознавание отпечатков пальцев и лиц.

Какое биометрическое устройство наиболее распространено на сегодняшний день?

Автоматизированный метод идентификации по отпечатку пальца уже получил широкое распространение во многих странах мира. Технология используется в офисах, на предприятиях и в организациях, где необходимо обеспечить надежную проверку лиц. Сегодня эта технология уже интегрирована в практически каждый смартфон на рынке. Контроль отпечатков пальцев прост в использовании и удобен. Производители уже выпускают надежные устройства размером меньше спичечного коробка.

Что более надежно: распознавание по радужке или по отпечатку пальца?

Распознавание радужной оболочки глаза предоставляет намного больше уникальных идентификаторов для распознавания личности, чем распознавание по отпечатку пальца. Подделать данные с радужки оболочки глаза почти невозможно, что выгодно отличает этот вид биометрии от других.

Что лучше: распознавание по лицу или по отпечатку пальца?

Распознавание лица считается более удобным способом идентификации человека. Современные технологии позволяют очень точно распознать лицо, учитывая большое количество уникальных идентифицирующих факторов. Бесконтактность — еще одно преимущество распознавания лиц перед распознаванием отпечатков пальцев.