اشاره :
یکی از مباحث مهم در جامعه امروزی که دغدغه بسیاری از کارشناسان و همچنین کاربران می‌باشد بحث امنیت و تشخیص و تایید هویت است.
امروزه در امور مربوط به امنیت اماکنی مانند دانشگاه ها، فرودگاه ها، وزارتخانه ها و حتی شبکه‌های کامپیوتری استفاده از روش های بیومتریک در تشخیص هویت یا تایید هویت افراد بسیار متداول شده است.
سیستم‌های پیشرفته حضور و غیاب ادارات، سیستم‌های محافظتی ورود خروج اماکن خاص، نوت‌بوک‌های مجهز به Finger Print و ... از روشهای مختلف تشخیص هویت بیومتریک استفاده می‌کنند.
در این مقاله سعی می‌کنیم به صورت مختصر، مروری بر روش¬های مختلف بیومتریک داشته باشیم.
مقدمه
کلمه Biometric از ترکیب دو کلمه یونانی bios (زندگی) و metrikos (تخمین) شکل گرفته است.
بیومتریک عبارت است از، تشخیص هویت افراد با استفاده از ویژگی های فیزیولوژی و رفتاری آنها.
این یک تعریف کلی از واژه بیومتریک است. با استناد به این تعریف می‌توان گفت که همه افراد در زندگی روزمره خود، ناخودآگاه از بیومتریک استفاده می‌کنند.به عنوان مثال هویت افرادی که با آنها سرو کار داریم را می‌توان از روی صدا، چهره و حتی طرز راه رفتن‌شان تشخیص دهیم بنابراین می‌توان تاریخچه استفاده از بیومتریک را به قدمت تاریخ بشر دانست.
سیستم های بیومتریک
سیستم‌های بیومتریک باید با درصد قابل توجهی قابل اعتماد باشند تا سیستم در تشخیص افراد و اجازه دسترسی آنها اشتباه نکند.
در مقایسه با روش های سنتی تشخیص هویت مانند رمز عبور و کارت شناسایی می توان به این مزایای بیومتریک اشاره کرد:
• قرض داده نمی شوند.
• دزدیده نمی شوند.
• گم و یا فراموش نمی شوند
• خراب نمی شوند.
معمولا یک سیستم بیومتری به کمک الگوریتم های تشخیص الگو
(Pattern Recognition) سعی در استخراج ویژگی هایی(features) از رفتار یا ساختار فیزیولوژی فرد می کند و سپس این ویژگی ها را در دیتابیسی ( برای تشخیص و تایید هویت) ذخیره می کند. سیستم هایی که بر اساس علائم فیزیولوژی عمل می کنند بسیار مطمئن‌تر از سیستم های رفتاری هستند.
یک سیستم بیومتریک شامل 4 بخش بنیادی است :
• Sensor Module : قسمت نمونه برداری که اطلاعات خام مورد نیاز را جمع آوری می کند. مانند تصویر اثر انگشت.
• Feature extraction Module : قسمت پردازش برای استخراج ویژگی ها از اطلاعات مرحله قبل.
• Matching Module : قسمت مطابقت که بررسی می کند آیا اطلاعات جمع آوری شده با اطلاعات الگو مطابقت می کند یا خیر؟ مثلا تشخیص می دهد که آیا اطلاعات بدست آمده می تواند متعلق به یک اثر انگشت باشد یا خیر، در صورت مطابقت بر حسب نیاز آن را ذخیره می کند و یا به مرحله بعدی برای تشخیص هویت می رود.
• Decision-making Module : قسمتی که اطلاعات ورودی (ویژگی ها) را با اطلاعات ذخیره شده مقایسه می کند و اگر شباهت از درصد معلومی بالاتر بود به فرد اجازه دسترسی می دهد در غیر اینصورت پیغام خطا می دهد.
خصیصه هایی که به منظور بیومتریک استفاده می شوند باید دارای 4 ویژگی زیر باشند:
• Universality : تمامی افراد داشته باشند.
• Distinctiveness : در دو فرد مشابه نباشد.
• Permanence : در طول زمان تغییر نیابد.
• Collectability : قابل جمع آوری باشد.
متدهای امروزی در بیومتریک
در این قسمت متدهای متداول و غیر متداول بیومتریک را معرفی خواهیم کرد و از بیان جزئیات وسایل و الگوریتم‌های پردازشی خودداری خواهیم کرد و تنها به بیان مزایا و معایب هر روش می پردازیم.
لازم به توضیح است که از بیومتریک در دو فیلد مجزا می توان استفاده کرد:
تشخیص هویت(Identification): در این فیلد سعی می شود که هویت شخص دقیقا مشخص گردد.
تایید هویت(Verification) : در این فیلد بررسی می کنند که آیا فرد مطابق با هویت ادعا شده هست یا خیر؟
سیستم هایی که قادر به تشخیص هویت هستند، حتما می توانند تایید هویت را انجام دهند ولی بر عکس آن قطعی نیست.
اثر انگشت(finger Print)
این روش متداول ترین متد مورد استفاده در بیومتریک است و چیزی جز اثر پستی و بلندی های نوک انگشت هر فرد نیست. سابقا اثر انگشت را توسط فشار دادن انگشت جوهری بر کاغذ بدست می آوردند ولی امروزه ، از نوک انگشت تصویری دیجیتالی تهیه میشود.
تصویری دیجیتالی از اثر انگشت
برای تهیه تصویر دیجیتالی اثر انگشت از سه نوع اسکنر استفاده میشود:
اسکنرهای نوری (optical)، اسکنرهای اولتراسوند(ultrasound) و اسکنرهای نیمه هادی (semiconductor capacitors).
نوع سوم مقرون به صرفه ترین اسکنر امروزی است و در اکثر نوت بوک ها از این نوع اسکنر استفاده می شود.
نوع اول در اثر تماس مکرر انگشت با سطح آن ها، سطوح شان چرب و مات می¬شد و کارایی شان به شدت افت می‌کرد ولی در سنسورهای نوع سوم این مشکل وجود ندارد.
از انواع مشابه این روش می توان به اثر کف دست(Palm Print) و اثر کف پا
(Foot print) نیز اشاره کرد. بیومتریک با استفاده از اثر انگشت متداول ترین و در عین ارزانی یکی از مطمئن ترین روش های تشخیص هویت است.
اثر کف دست و اثر کف پا
عنبیه(Iris)
ساختار شکل گیری عنبیه از ماه سوم جنین آغاز و تا ماه هشتم کاملا تثبیت می گردد. ظاهر و ساختار ( Pattern ) پیچیده عنبیه به ما این امکان را می دهد تا ویژیگی های قابل قیاس زیادی از آن استخراج کنیم. تصویربرداری از سطح عنبیه کار چندان سختی نیست ولی نکات دردسر سازی دارد. مثلا اگر نور محیط تغییر کرده باشد و یا زاویه چرخش چشم مناسب نباشد و همچنین اگر کنتراست، رزولوشن و فوکوس تصویر تغییر کرده باشد، امکان خطا بسیار بالا می رود.
این روش توانایی تشخیص هویت را نیز دارد
طرز حرکت (Gait)
این متد یکی از روش های جدید است که تا به حال بطور رسمی از آن استفاده نشده و مستلزم تحقیقات بیشتری است. این روش دقت بالایی ندارد و می تواند در مواردی که احتیاج به امنیت بالایی نیست، استفاده شود.
مهمترین مزیت این روش اینست که می توانند از فاصله غیر نزدیک هویت فرد را تشخیص دهند( مانند تصاویر در شبکه دوربین های مدار بسته) در حالیکه بقیه متدهای بیومتریک مانند اثر انگشت احتیاج به همکاری شخص و نزدیک بودن او برای ضبط اطلاعات می باشد. در این سیستم نحوه تحرک اندام های مختلف بدن هنگام راه رفتن بررسی و تحلیل می گردد.