Sinh trắc học - Tổng quan

Thuật ngữ Sinh trắc học bao gồm hai từ - Bio (từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là Sự sống) và Metrics (Đo lường). Sinh trắc học là một nhánh của công nghệ thông tin nhằm mục đích thiết lập danh tính của một người dựa trên các đặc điểm cá nhân.

Sinh trắc học hiện là một từ thông dụng trong lĩnh vực bảo mật thông tin vì nó cung cấp mức độ chính xác cao trong việc xác định một cá nhân.

Sinh trắc học là gì?

Sinh trắc học là một công nghệ được sử dụng để xác định, phân tích và đo lường các đặc điểm thể chất và hành vi của một cá nhân.

Mỗi con người là duy nhất về các đặc điểm, điều này làm cho họ khác với tất cả những người khác. Các thuộc tính vật lý như vân tay, màu mống mắt, màu tóc, hình dạng bàn tay và các đặc điểm hành vi như giọng nói và trọng âm của giọng nói, chữ ký hoặc cách gõ phím của bàn phím máy tính, v.v., khiến một người trở nên tách biệt với phần còn lại.

Tính duy nhất của một người sau đó được sử dụng bởi các hệ thống sinh trắc học để -

Xác định và xác minh một người.
Xác thực một người để cấp các quyền thích hợp về hoạt động của hệ thống.
Giữ cho hệ thống an toàn khỏi xử lý phi đạo đức.

Hệ thống sinh trắc học là gì?

Hệ thống sinh trắc học là một công nghệ lấy các đặc điểm sinh lý, hành vi hoặc cả hai của một cá nhân làm đầu vào, phân tích nó và xác định cá nhân đó là người dùng chân chính hay độc hại.

Sự phát triển của sinh trắc học

Ý tưởng về sinh trắc học đã xuất hiện từ vài năm trước. Trong 14 ^ngày thế kỷ, Trung Quốc thực hiện lấy dấu ngón tay của các thương nhân và con cái của họ để tách chúng ra khỏi tất cả những người khác. Dấu vân tay vẫn được sử dụng cho đến ngày nay.

Trong 19 ^ngày thế kỷ, một nhà nhân chủng học được đặt tênAlphonse Bertillionđã phát triển một phương pháp (tên là Bertillionage ) lấy số đo cơ thể của một người để xác định họ. Ông đã nhận ra rằng ngay cả khi một số đặc điểm của cơ thể con người bị thay đổi, chẳng hạn như độ dài của tóc, cân nặng, v.v., một số đặc điểm cơ thể vẫn không thay đổi, chẳng hạn như chiều dài của ngón tay. Phương pháp này giảm nhanh chóng vì người ta phát hiện ra rằng những người có cùng số đo cơ thể có thể bị lấy nhầm làm một. Sau đó, Richard Edward Henry từ Scotland Yard đã phát triển một phương pháp lấy dấu vân tay.
Ý tưởng về xác định võng mạc đã được Tiến sĩ Carleton Simon và Tiến sĩ Isadore Goldstein hình thành vào năm 1935. Năm 1976, một nỗ lực nghiên cứu và phát triển đã được thực hiện tại EyeDentify Inc. Hệ thống quét võng mạc thương mại đầu tiên được sản xuất vào năm 1981.
Nhận dạng mống mắt được John Daugman phát minh vào năm 1993 tại Đại học Cambridge.
Năm 2001, Bộ công cụ tự động sinh trắc học (BAT) được giới thiệu tại Kosovo, cung cấp một phương tiện nhận dạng cụ thể.

Ngày nay, sinh trắc học đã trở thành một lĩnh vực nghiên cứu độc lập với các công nghệ thiết lập danh tính cá nhân chính xác.

Tại sao Sinh trắc học là Bắt buộc?

Với việc sử dụng ngày càng nhiều Công nghệ Thông tin trong lĩnh vực ngân hàng, khoa học, y học, v.v., nhu cầu bảo vệ hệ thống và dữ liệu khỏi những người dùng trái phép là rất lớn.

Sinh trắc học được sử dụng cho authenticating và authorizingmột người. Mặc dù các thuật ngữ này thường đi đôi với nhau; chúng có nghĩa là khác nhau.

Xác thực (Nhận dạng)

Quá trình này cố gắng tìm ra câu trả lời cho câu hỏi, "Bạn có giống với người bạn đang tuyên bố không?", Hoặc "Tôi có biết bạn không?" Đây là đối sánh một-nhiều và so sánh sinh trắc học của một người với toàn bộ cơ sở dữ liệu.

xác minh

Đây là quá trình đối sánh 1-1 trong đó mẫu trực tiếp do ứng viên nhập được so sánh với mẫu đã lưu trữ trước đó trong cơ sở dữ liệu. Nếu cả hai đều khớp với hơn 70% mức độ giống nhau có thể đồng ý thì việc xác minh thành công.

Ủy quyền

Đây là quá trình gán quyền truy cập cho người dùng đã được xác thực hoặc xác minh. Nó cố gắng tìm ra câu trả lời cho câu hỏi, "Bạn có đủ điều kiện để có một số quyền nhất định để truy cập tài nguyên này không?"

Những bất cập của các biện pháp hỗ trợ an ninh thông thường

Các phương pháp bảo mật hệ thống thông tin thông thường sử dụng thẻ ID, mật khẩu, Mã số nhận dạng cá nhân (PIN), v.v. Chúng có những nhược điểm sau:

Tất cả đều có nghĩa là nhận ra một số mã liên quan đến người đó hơn là nhận ra người thực sự tạo ra nó.
Chúng có thể bị quên, bị mất hoặc bị đánh cắp.
Chúng có thể bị bỏ qua hoặc dễ dàng bị xâm phạm.
Chúng không chính xác.

Trong những trường hợp như vậy, an ninh của hệ thống bị đe dọa. Khi các hệ thống cần mức độ bảo vệ đáng tin cậy cao, sinh trắc học sẽ trợ giúp bằng cách ràng buộc danh tính theo định hướng cá nhân hơn.

Các thành phần cơ bản của hệ thống sinh trắc học

Nói chung, một hệ thống sinh trắc học có thể được chia thành bốn thành phần cơ bản. Hãy để chúng tôi xem chúng ngắn gọn -

Giao diện đầu vào (Cảm biến)

Nó là thành phần cảm biến của hệ thống sinh trắc học chuyển đổi dữ liệu sinh học của con người thành dạng kỹ thuật số.

Ví dụ,

Máy chụp ảnh bán dẫn oxit kim loại (CMOS) hoặc Thiết bị ghép nối tích điện (CCD) trong trường hợp nhận dạng khuôn mặt, nhận dạng dấu tay hoặc hệ thống nhận dạng mống mắt / võng mạc.
Một cảm biến quang học trong trường hợp hệ thống dấu vân tay.
Một micrô trong trường hợp hệ thống nhận dạng giọng nói.

Đơn vị xử lý

Thành phần xử lý là bộ vi xử lý, Bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số (DSP), hoặc máy tính xử lý dữ liệu thu được từ các cảm biến.

Quá trình xử lý mẫu sinh trắc học bao gồm:

Nâng cao hình ảnh mẫu
Chuẩn hóa hình ảnh mẫu
Khai thác tính năng
So sánh mẫu sinh trắc học với tất cả các mẫu được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu.

Kho cơ sở dữ liệu

Cơ sở dữ liệu lưu trữ mẫu đã đăng ký, mẫu này được gọi lại để thực hiện đối sánh tại thời điểm xác thực. Để nhận dạng, có thể có bất kỳ bộ nhớ nào từ Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM), EPROM flash hoặc máy chủ dữ liệu. Để xác minh, một phần tử lưu trữ di động như thẻ thông minh có liên hệ hoặc không tiếp xúc được sử dụng.

Giao diện đầu ra

Giao diện đầu ra truyền đạt quyết định của hệ thống sinh trắc học để cho phép người dùng truy cập. Đây có thể là giao thức truyền thông nối tiếp đơn giản RS232 hoặc giao thức USB băng thông cao hơn. Nó cũng có thể là giao thức TCP / IP, Nhận dạng tần số vô tuyến (RFID), Bluetooth hoặc một trong nhiều giao thức di động.

Hoạt động chung của một hệ thống sinh trắc học

Có bốn bước chung mà hệ thống sinh trắc học thực hiện để thực hiện nhận dạng và xác minh -

1. Lấy mẫu trực tiếp từ ứng viên. (sử dụng cảm biến)
2. Trích xuất các đặc điểm nổi bật từ mẫu. (sử dụng đơn vị xử lý)
3. So sánh mẫu trực tiếp với mẫu được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu. (sử dụng thuật toán)
4. Trình bày quyết định. (Chấp nhận hoặc từ chối ứng viên.)

Mẫu sinh trắc học được lấy từ người dùng ứng viên. Các tính năng nổi bật được trích xuất từ mẫu và sau đó nó được so sánh với tất cả các mẫu được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu. Khi mẫu đầu vào khớp với một trong các mẫu trong cơ sở dữ liệu, hệ thống sinh trắc học cho phép người đó truy cập vào các nguồn; nếu không thì cấm.

Thuật ngữ sinh trắc học

Biometric Template - Đây là tài liệu tham khảo kỹ thuật số về các đặc điểm khác biệt được trích xuất từ mẫu sinh trắc học.

Candidate/Subject - Một người nhập mẫu sinh trắc học của mình.

Closed-Set Identification - Người được biết là đang tồn tại trong cơ sở dữ liệu.

Enrollment - Là khi một ứng viên sử dụng hệ thống sinh trắc học lần đầu tiên, hệ thống này sẽ ghi lại các thông tin cơ bản như tên, địa chỉ, v.v. và sau đó ghi lại đặc điểm sinh trắc học của ứng viên.

False Acceptance Rate (FAR) - Đây là thước đo khả năng hệ thống sinh trắc học xác định không chính xác người dùng trái phép là người dùng hợp lệ.

FAR =

Số lần chấp nhận sai / Số lần thử nhận dạng

Hệ thống sinh trắc học cung cấp low FAR ensures high security.

False Reject Rate (FRR) - Đây là thước đo khả năng hệ thống sinh trắc học sẽ từ chối không chính xác người dùng được ủy quyền là người dùng không hợp lệ.

FRR =

Số lần Từ chối Sai / Số lần Cố gắng Nhận dạng

Open-Set Identification - Người đó không được đảm bảo tồn tại trong cơ sở dữ liệu.

Task - Đó là khi hệ thống sinh trắc học tìm kiếm cơ sở dữ liệu để tìm mẫu phù hợp.