1 / 52

Prostředky osobní identifikace

Prostředky osobní identifikace. Luděk Rašek. Biometrie. Co je biometrie. Měření fyzických charakteristik Statických Dynamických Identifikace 1:N Verifikace 1:1. Historie biometrie. Netechnick á lidská verifikace – od pradávných dob Rozpoznání obličeje Rozpoznání hlasu

merlin
Download Presentation

Prostředky osobní identifikace

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Prostředky osobní identifikace Luděk Rašek

  2. Biometrie

  3. Co je biometrie • Měření fyzických charakteristik • Statických • Dynamických • Identifikace • 1:N • Verifikace • 1:1

  4. Historiebiometrie • Netechnická lidská verifikace – od pradávných dob • Rozpoznání obličeje • Rozpoznání hlasu • Otisk prstu (Čína, Babylon) • V průběhu 19. století první formální postupy • bertillonáž • měření charakteristik lidského těla • 243 skupin • 1701 skupin (barva očí, vlasů) • daktyloskopie

  5. Základní vlastnostivevazběnaosobu • Nelze zapomenout/ztratit • Je těžké/nemožné falzifikovat • Je nepřenositelná na jinou osobu

  6. Typy biometrie • Dynamická (behaviorální) • Hlas • Pohyb • Písmo • Podpis • Dynamika psaní na klávesnici • Statická • Oční duhovka • Oční sítnice • Tvář • Tvar vnějšího ucha • Otisky prstů, dlaní, chodidel • Geometrie prstů a ruky • Topografie žil dlaně, zápěstí • Rozměry a váha těla • DNA

  7. Předpoklady použití charakteristiky • Měřitelné • Jedinečné • Neměnné • Technicky realizovatelné • Automatizovatelné

  8. Klasifikacedle využití • Policejně soudní (forenzní) • Otisky prstů, dlaní, chodidel • DNA • Hlas • Písmo, podpis • Bezpečnostně komerční • Automatizovatelné • Otisky prstů • Geometrie dlaně, ruky • Duhovka/sítnice • Tvář • Hlas • Podpis • Dynamika psaní na klávesnici

  9. Požadavky dle využití

  10. Požadavky dle využití

  11. Kritéria biometrické technologie Jedinečnost, neměnnost, měřitelnost, uchovatelnost, spolehlivost, exkluzivita, praktičnost, přijatelnost, lidskost Správnost teorie, správnost algoritmu, bezpečnost algoritmu, kódování, uložení, protokoly, prostředí Čas zpracování, chybovost, flexibilita, odolnost, efektivnost, výkonnost, standardizace, přesnost, jednoduchost, rychlost, nezávislost Operační Matematická, algoritmická, bezpečnostní Technologie Pořizovací cena, Cena instalace, školení, trénink, upgrade, návazné systémy, inovace, obsluha Finance Výroba Kvalita, podpora, záruky, perspektiva, reference

  12. Operační kritéria • Jedinečnost – schopnost jednoznačně identifikovat/verifikovat • Neměnnost – měřené prvky se nemění po dobu potřebnou (produktivní věk) • Měřitelnost – existuje spolehlivé měření • Uchovatelnost – schopnost uchovat naměřené (od čipu po db) • Exkluzivita – sama metoda musí identifikovat dostatečně • Praktičnost – je možno používat s rozumným úsilím • Přijatelnost – sociálně, osobně, lidsky přijatelné

  13. Klasifikace vzhledem k prostředí a uživatelům • Spolupracující vs. nespolupracující • Zjevné vs. skryté • Aktivní vs. pasivní • Obvyklé vs. neobvyklé • Samoobslužné vs. s obsluhou • Standardní vs. nestandardní • Veřejné vs. privátní • Otevřené vs. uzavřené

  14. Základní principy

  15. Pojmy • Biometrický vzorek (sample) • Obraz otisku prstu, obraz obličeje • Biometrická charakteristika (characteristics) • Určující informace po zpracování vzorku (křížení liníí, vzdálenosti bodů apod.) • Biometrické markanty (identificators) • Charakteristiky rozhodující pro identifikaci • Biometrická šablona (template) • Výsledek zpracování vzorku určený pro uložení pro identifikaci při porovnání s budoucími vzorky Postup zpracování

  16. Modely použití • Identifikace • 1:N • Vyhledání shody v N šablonách • Výpočetně náročné • Naivní implementace – sada 1:1 porovnání - neefektivní • Verifikace • 1:1 • Porovnání jedné šablony s jedním vzorkem • Relativně rychlé

  17. Měření výkonu • Biometrie není 100% • Základní ukazatele • FAR – FalseAcceptRate – pravděpodobnost chybného přijetí (neoprávněnému je umožněn přístup) • FRR – FalseRejectRate – pravděpodobnost chybného odmítnutí (oprávněný je odmítnut) • Vzájemně provázané

  18. Proces porovnání vzorku a šablony • Dle metody a algoritmu • P – šablona, P’- vzorek, Sim – míra ztotožnění, Th – práh (treshold) • s = Sim(P,P’) • Pokud s>=Th – došlo ke ztotožnění • Jinak – došlo k odmítnutí

  19. FRR NFR – počet chybných odmítnutí NEIA – počet pokusů oprávněných osob o sejmutí (EnrolleIdentificationAttempt) NEVA – počet pokusů oprávněných osob o verifikaci (EnrolleVerificationAttempt)

  20. FAR NFR – počet chybných odmítnutí NIIA – počet pokusů oprávněných osob o sejmutí (impostoridentificationattempt) NIVA – počet pokusů oprávněných osob o verifikaci (impostorverificationattempt)

  21. Upřesnění měření • FAR/FRR – zobecňují a předpokládají rovnoměrné zastoupení napříč skupinou • Zjemnění důvodu chyby • FTE – failure to enroll – nemožnost registrace (bez prstů, bez oka … ) • FTA – failure to acquire – nemožnost pořídit vzorek (prsty bez otisků) • FM – FalseMatch – nesprávné úspěšné ztotožnění • FNM – False Non Match – nesprávné odmítnutí

  22. Vztah FAR a FRR FAR FRR Procento chyb ERR – EqualErrorRate Th – práh citlivosti

  23. Otisky prstů

  24. Otisky prstů • Relativně spolehlivá metoda prověřená dlouhodobým úspěšným používáním • Cca jedno století využívána v oblasti policejně soudní • V posledních 30 letech – automatizace zpracování • Pronikání do spotřební oblasti • Převažující využití - verifikace

  25. Markanty otisků

  26. Klasifikace otisků Využitelná např. pro klasifikaci otisků pro hledání 1:N

  27. Typy senzorů • Kontaktní • Optické • Elektronické • Optoelektornické • Kapacitní • Tlakové • Teplotní • Bezkontaktní • Optické • Ultrazvukové

  28. Standardy • ISO/IEC 19784-1:2005, Information Technology - BioAPISpecification v2.0; • ISO/IEC 19794:2005, Biometric Data InterchangeFormats • Part 1: Framework • Part 2: FingerprintMinutae Data • Part 3: FingerprintPatternSpectral Data • Part 4: Finger Image Data • Part 5: FaceImage Data • Part 6: Iris Image Data • Part 7: Signatire/SingTimeSeries Data • Part 8: Fingerpatternskeletal data • Part 9: Vascular Image Data • Part 10: Hand geometry silouhette data • NIST IR 7151 – Fingerprint Image Quality

  29. LDS/CBEFF • Logical Data Structure/CommonBiometricFileFormat • TLV – TagLengthValue struktura LDS Data Group 3 (Tag ´63`) Biometric Information Group Template (Tag ´7F 61`) Number of Biometric Information Templates (Tag ´02´) Biometric Information Template (Tag `7F 60`) Biometric Header Template (Tag `A1`) Biometric Data Block (Tag `5F 2E´) Fingerprint image (ISO 19794-4)

  30. Formát obrazu otisku prstu • WSQ – WaveletScalarQuantization • Vyvinuta NIST pro otisky prstů • Standardizována ISO • Dobrý kompresní poměr • Menší náchylnost k tvorbě artefaktů než JPEG • Založena na wavelet transformaci

  31. WSQ

  32. Algoritmy zpracování otisků • NIST – sada SW modulů - public domain • Distribuováno se zdrojovým kódem (public domain) • Lze libovolně využívat • Zahrnuje • Klasifikaci otisků na bázi neuronové sítě • Detekci minutae • Posouzení kvality (NFIQ) • Segmentaci otisků • Čtení/zápis standardizovaných formátů (CBEFF, WSQ, …) • 1:1 matching (BOZORTH3) http://www.nist.gov/itl/iad/ig/nbis.cfm

  33. Praktické užití • Díky volně dostupnému SW široké nasazení • Soukromé použití • Flash disk odemykaný pomocí otisku • Čtečka otisku v notebooku/klávesnici • Korporátní využití • Vstupní systémy do vysoce zabezpečených prostor • Veřejná sféra • ePasy • nejrozsáhlejší nasazení biometrie v praxi • Nyní pouze enrollment (pořizování dat)

  34. ePas

  35. Otisky prstů a ePas • V EU povinně snímány od 2009 • Po jednom prstu z každé ruky • Problematické body • Uložení informace o chybějících otiscích (nejednoznačný standard) • Řešeno dodatkem ISO normy • Jak naložit s nekvalitními otisky (neukládat vs. ukládat) • Řešeno novelou legislativy EU

  36. Proces snímání

  37. Zkušenosti snímání v praxi • 0,7% of applicants are not able to achieve NFIQ=3 or better on any FP • 0,8% of applicants are able to achieve NFIQ=3 or better on 1 FP only • 98,5% of applicants have no problem to achieve NFIQ=3 or better on 2 FPs

  38. Obraz Obličeje

  39. Obraz obličeje • Základní prostředek identifikace v mezilidských vztazích • Ne zcela vhodné vlastnosti pro biometrii • Mění se s věkem • Složité zpracování • Citlivé na pořízení referenčních dat • Převažující použití - identifikace

  40. Markanty • 12 bodů na obličeji postačuje k identifikaci

  41. Algoritmy porovnán • Třídy metod • 2D – založeny na zpracování dvojrozměrného obrazu • 3D – založené na trojdimenzionálním modelu tváře • Komplikace • Špatné světlo • Špatný úhel (vertikální/horizontální natočení) • Zakrytí části obličeje • Problematika brýlí

  42. Formát uložení • CBEFF – viz dříve • JPEG • Ztrátový • Založen na DCT (cosinova transformace) • JPEG2000 • Ztrátový • Lepší kompresní poměr než JPEG • Menší náchylnost k tvorbě artefaktů • Založeno na DWT (wavelet transformace)

  43. Formáty uložení • Frontal image – rovný pohled do aparátu • Fullfrontal image • Definované poměry obrazu • Minimální velikost • Token image • Přesně definovaná velikost (např. vzdálenost očí 60/90px)

  44. Pravidla snímání

  45. Fotografování malých dětí

  46. Praktické využití biometrie obličeje • Zvládnutá detekce tváře • běžná výbava fotoaparátů • Nezvládnutá identifikace/verifikace • Příliš závislá na přesně nastavené podmínkám • Výhoda – možnost lidské verifikace

  47. Další aspekty využitíbiometrie

  48. Procesy sběru a verifikace • Řetěz je tak slabý, jako jeho nejslabší článek • Prokazování totožnosti při vydávání biometrického dokladu • Nebiometrickým - OP • Dokladem bez ochranných prvků – rodný list • Podvod úředníka • Příklad • vydávání biometrických povolení k pobytu

  49. Psychosociální aspekty • Snímání některých typů vzorků může představovat zátěž pro subjekt • Náboženské důvody – fotografování bez pokrývky hlavy • Osobní důvody • Neschopnost poskytnout vzorek • Nemoc • Postižení

  50. Podvržení biometrických dat při ověření • Podvržení • Obličej – fotografie • Otisk – tzv. gumák • Duhovka – fotografie • Opatření • Organizační • Proces snímání je pod kontrolou • Detekce živosti snímaného vzorku • Teplota lidského těla • Chvění duhovky • Detekce pulsu

More Related