Biometrické technologie razantně nastupují do života

Biometrické technologie jsou tématem diskutovaným zejména v poslední době, ale jejich historie je dlouhá více než 130...


Biometrické technologie jsou tématem diskutovaným zejména v poslední době, ale
jejich historie je dlouhá více než 130 let. Zatímco po většinu minulé éry měly
své místo především v kriminalistice, v posledních desetiletích se stávají
doslova součástí běžného života. K dispozici jsou komerční produkty ověřující
identitu podle otisků prstů nebo tvaru lidské tváře, na obzoru se objevují
systémy využívající vlastností lidského pachu nebo DNA. Které z nich mají šanci
na širší využití?
Biometrické bezpečnostní systémy, které využívají nejrůznějších snadno
rozlišitelných charakteristik odlišujících jednoho člověka od ostatních, mohou
pracovat ve dvou základních režimech identifikace (např. rozpoznání jedince v
davu) a verifikace (ověření jedincem proklamované identity). Základním měřítkem
pro nasazení biometrie je její přesnost. Ta se měří pomocí dvou ukazatelů: FAR
a FRR.
FAR (False Acceptance Rate) určuje četnost připuštění neautorizované osoby do
systému, a tím i její spolehlivost. FRR (False Rejection Rate) naopak sleduje
míru odmítnutí oprávněných uživatelů. FRR neohrožuje přímo bezpečnost systému,
ale znamená nepohodlí způsobené nutností opakovat proces identifikace či
nutnost vytvoření nového biometrického klíče.
Důležitými veličinami, které je před nasazením biometrického systému potřeba
zvážit, jsou počet osob, které budou se systémem pracovat, požadovaná rychlost
odbavování a nároky na obsluhu. V neposlední řadě přijde na řadu i finanční
rozvaha.

Ohlédnutí
Zřejmě první systém identifikace osob podle fyziologických znaků zavedl
francouzský antropolog Alphonse Bertillion. Kombinace měr některých částí těla
dospělých zločinců umožňovala na tehdejší dobu velice přesnou identifikaci
delikventů podchycených v kartotéce. Konec slávy bertillionáže však znamenal
rok 1903, kdy došlo k prvnímu zjištění dvou lidí se stejnými mírami zahrnutými
v Bertillionově systému. V té době už ale měli kriminalisté k dispozici nový
způsob odhalování a identifikace pachatelů trestných činů snímání otisků prstů,
které jsou nejvyužívanějším způsobem identifikace v kriminalistice i běžném
životě ještě dnes. V průběhu 20. století se portfolio rozšířilo o další způsoby
biometrické identifikace a změnilo se i využití z čistě kriminalistického na
obecné.

Otisky prstů
Otisky prstů byly používány místo podpisu v Asii tisíce let před tím, než
britský chirurg Henry Faulds v roce 1880 vydal článek o snímání otisků prstů
pomocí inkoustu. Inspirován při tom byl svým pobytem v Japonsku. Henry
Fauldusovi se přikládá také zásluha za první sejmutí otisku prstu z předmětu
lahve od alkoholu.
K identifikaci pomocí otisků prstů dnes existuje hned několik technologií,
které překonávají manuální srovnávání inkoustových otisků v kartotéce a
latentních otisků sejmutých pomocí speciálního prášku kriminalisty.

Možnosti snímání
Nejstarší technologie snímání otisku elektronickou cestou spočívá v přidržení
prstu nad skleněnou podsvícenou podložku. Obraz nasvíceného prstu je zachycen
CCD snímačem a odeslán ke zpracování. Optické skenování je v kriminalistické
praxi naprosto postačující, ale při nasazení v reálném světě přináší mnoho
problémů. Optické systémy jsou poměrně náchylné k chybám, které může způsobit
běžné znečištění rukou. Z toho vyplývá nutnost opakovaného snímání prstu a
vyšší nároky na údržbu, protože nečistoty z rukou ulpívají na skenovací plošce.
Optické systémy mají potíže také s rozpoznáním otisků některých etnických a
věkových skupin. Při větším zatížení v řádech desítek osob za hodinu je
nevýhodou pomalé odbavování.
Technologie odporového snímání otisků byla vyvinuta v laboratořích společnosti
Lucent a spočívá v měření elektrického pole kolem kapilár v lidských prstech.
Devadesát tisíc kondenzátorů vytváří síť, pomocí které je vytvořen obraz napětí
ve skenované ploše. Miniaturní velikost předurčuje odporové snímání otisků
prstů k jednouživatelským aplikacím. Odporové snímače jsou ideální třeba pro
zabudování do notebooků či klávesnic nebo jako součást bezpečných paměťových
karet. K dispozici jsou dokonce i moduly pro kapesní počítače. Toto řešení má
ale i nevýhody, mezi kterými je nejzávažnější velká citlivost vůči statické
elektřině, což zabraňuje použití ve vysoce zátěžových prostředích.
Další možností je ultrazvukové snímání. Technologie vyvinutá společností
Ultra-Scan je založena na vlastnostech ultrazvuku a funguje podobně jako sonar.
Přístroj měří odražené zvukové vlny, ze kterých sestaví 2D obraz prstu.
Ultrazvuk snadno pronikne i tiskařskou černí a dalšími nečistotami, které
dělají problémy optickým snímačům. V současné době jde o jedinou technologii,
která zvládne zpracovat i otisky dětských prstů. Pro zvýšení bezpečnosti lze
využít i souběžného skenování dvou sousedních prstů, což zvyšuje zabezpečení na
úroveň skenování sítnice. Protože jde o poměrně novou technologii, její
rozšíření je zatím minimální.

Geometrie ruky
Identifikace založená na geometrii ruky patří ke starším biometrickým
technologiím. Původní systémy byly založeny na měření délky jednotlivých prstů,
současné skenery vytvářejí 3D model ruky, který je následně redukován do
devítibajtové podoby, která je porovnávána s uloženým vzorkem v databázi.
Použití přístroje není při prvotních pokusech nijak intuitivní a každá
identifikace vyžaduje trojité skenování. Výsledkem je ale poměrně vysoká
přesnost identifikace, i když rodinní příslušníci často mívají geometrii ruky
obdobnou. Nasazení této technologie v aplikacích s vysokou zátěží je
problematické kvůli prostorovým nárokům a nemožnosti identifikovat lidi, kteří
trpí revmatismem či mají příliš malé ruce. Současné snímače navíc nejsou
schopné určit, zda se jedná o živou ruku, či jen například o odlitek.

Oční duhovka
Oční duhovka obsahuje více než 400 prvků, jejichž vzájemné kombinace mohou
sloužit k identifikaci. To je přibližně sedmkrát více než v případě otisků
prstů. Díky tomu je pravděpodobnost, že existují dva lidé se stejnou kresbou
duhovky, de facto nulová. Dokonce obě duhovky jednoho člověka vykazují určité
odlišnosti.
Pro snímání duhovky postačí běžná videokamera. Získaný obraz je postoupen
analytickému softwaru, který rozliší identifikační prvky duhovky a porovná je s
obrazem v databázi. V laboratorních podmínkách je tento systém identifikace
velice přesný, v reálném nasazení však mohou výsledky ovlivnit určité typy
brýlí nebo kontaktních čoček.

Oční sítnice
Na rozdíl od duhovky není skenování sítnice možné provádět obyčejnou kamerou,
ale vyžaduje speciální zařízení, které potřebuje vysokou úroveň spolupráce
skenovaného objektu. Sítnice je nasvícena tlumeným zeleným světlem a jeho odraz
je zpracován. Temné části obrazce tvoří cévní řečiště. Celý proces rozpoznávání
trvá přibližně 15 sekund, během kterých musí oko zůstat v neměnné poloze.
V současnosti je sken sítnice pokládán za nejbezpečnější biometrický ukazatel s
výjimkou DNA. Tvar cév v sítnici se v průběhu času nemění, ale může být
pozměněn v případě vážných chorob oka či jeho zranění. Díky problematickému
přijímání skenovanými osobami je tato metoda vhodná pouze pro nasazení ve
specifických místech s vysokými nároky na bezpečnost, kde nepohodlí při použití
vyvažuje úroveň bezpečnosti.

Lidská tvář
O kamerových systémech schopných rozpoznat obličeje hledaných zločinců v
místech s velkým výskytem osob se ve větším měřítku mluví od teroristických
úroků na Spojené státy. Takový přístroj může pracovat bez fyzického kontaktu s
ověřovanou osobou, což umožňuje nasazení v místech s velkým počtem lidí, jako
jsou letiště, celnice apod. Současné systémy pracují přibližně se dvěma
desítkami ukazatelů, jako je vzájemná vzdálenost očí, šířka nosu nebo linie
čelisti. Tyto údaje jsou převedeny do takzvaného otisku tváře, což je
počítačový soubor o velikosti 84 bajtů.
Nezávislé testy ukázaly, že úspěšnost systémů rozpoznávání tváře se pohybuje
jen mírně nad 50 %. To je zaviněno snadným ovlivněním systému jednoduchou
změnou vizáže či špatným úhlem snímání či závislostí na osvětlení.
Vyšší účinnost mají tyto systémy při nasazení v uzavřených prostředích se
stálými světelnými podmínkami a malou databází uživatelů. Ve vývoji jsou
systémy pracující na bázi neuronových sítí, které se snaží simulovat procesy
rozpoznávání známých tváří tak, jak probíhají v lidském mozku.

Hlas
Porovnávání vzorků hlasu používají kriminalisté již desítky let. V civilní
praxi se ale tato technologie začíná prosazovat až nyní. Pro ověření identity
subjektu slouží předem uložené vzorky hlasu namluvené klíčové věty. Výhoda
ověření identity pomocí hlasu spočívá nejen ve specifiku lidského hlasu, ale
také ve flexibilitě klíčových vět. Sebelepší imitátor bez znalosti klíčové věty
nemůže ošálit identifikační systém.
Identifikace pomocí hlasu tedy rozpoznání hlasu mezi jinými v reálném prostředí
je mnohem náročnější a v současnosti neexistuje dostatečně přesný systém.
Hlavní výhodou verifikace identity pomocí digitálních otisků hlasu je nízká
cena, poměrně vysoká spolehlivost a naprostá neinvazivnost technologie i široké
možnosti nasazení od telefonního bankovnictví po vzdálený přístup k informačním
systémům.

Dynamický podpis
Podpis je jako identifikační prvek používán celá staletí, ale do oblasti
biometrických technologií spadá až metoda rozpoznání dynamického podpisu, která
zkoumá způsob vytvoření autogramu, nikoliv jeho tvar. Tato metoda sleduje
rychlost psaní, sklon pera a sílu, která působí na podložku. Nároky na hardware
nejsou vysoké, důležitý je hlavně software.
Jako podložka mohou sloužit dotekové displeje, tablety i jiná specializovaná
zařízení. S patřičným vybavením lze tuto technologii používat i na dálku jako
alternativu k digitálnímu podpisu. Hlavním problémem je zde odlišení
konstantních částí podpisu a části, která se liší při každém psaní. Tvar a
dynamika psaní podpisu se navíc v průběhu času u většiny lidí výrazně mění. To
klade vysoké nároky na inteligentní rozpoznávání, které musí být kompromisem
mezi dostatečnou tolerancí vůči drobným odlišnostem v podpisu a ochranou před
plagiátory.

Cévní řečiště
Ověřování identifikace pomocí cévního řečiště na hřbetu ruky spadá do kategorie
mladších biometrických technik, i když už existuje několik případů nasazení v
reálném světě. Technologie spočívá ve snímání hřbetu ruky speciální kamerou v
infračerveném světle. Tak lze získat černobílý obraz stromové struktury žil,
které tvoří zřetelný vzorec. Struktura krevního řečiště se navíc v dospělém
věku příliš nemění, je velice výrazná a její jedinečnost i mezi jednovaječnými
dvojčaty prokázaly některé vědecké studie.

Psaní na klávesnici
Tato technologie je obdobou dynamického podpisu, přičemž sleduje dynamiku úhozů
na klávesnici, která se u různých lidí liší. Sleduje se doba, po kterou jsou
klávesy drženy, stejně jako prodleva mezi jednotlivými stisky kláves. Vytvoření
"otisku" psaní na klávesnici trvá trochu déle než sejmutí otisku prstu do
databáze, ale přesto jde o neinvazivní a dobře přijímanou metodu identifikace.
Možnosti nasazení této metody jsou zcela zjevné. Výborně se hodí pro ochranu
nežádoucích přístupů k osobním počítačům i ke vzdáleným informačním systémům
pracujících v režimu on-line. Nasazení této technologie má ovšem i několik
proti. Tím hlavím je poměrně velká pravděpodobnost "zaměnitelnosti"
charakteristik psaní na klávesnici u více uživatelů. Dynamika psaní se navíc s
časem může měnit. Jde o zajímavou metodu sekundární autentizace přístupů,
protože rozpoznávání může běžet na pozadí a při zjištění odchylky od uloženého
vzorku může například vyvolat žádost o další identifikaci.

Pach
Lidský pach se skládá přibližně ze třiceti chemických sloučenin, jejichž
intenzita či absence vytváří jedinečný profil u každého člověka.
Kriminalistická praxe místo senzorů používá s vysokou spolehlivostí psy. V
oblasti civilního nasazení je ale potřeba porovnávat a správně identifikovat
více než jednu pachovou konzervu zároveň a pro to zatím neexistují dostatečně
přesné senzory. Dalším problémem jsou změny ve skladbě pachových stop při
emocionálních či hormonálních výkyvech. V současnosti provádí výzkum možností
analýzy pachu několik společností a univerzitních výzkumných programů, reálné
nasazení je však otázkou budoucnosti.

DNA
Struktura DNA je odlišná u všech lidí s výjimkou jednovaječných dvojčat a s
věkem se nemění. Přesnost zkoumání DNA je důvodem pro stále širší využití této
technologie i přesto, že získávání otisků DNA představuje poměrně náročnou a
zdlouhavou proceduru, která zahrnuje přibližně pět kroků. Během nichž je ze
vzorku tkáně vypreparována nejprve celá spirála DNA, která je následně štěpena
enzymem EcoR1 a posléze jsou fragmenty DNA prosévány až se získá řetězec
využitelné velikosti. Získané fragmenty jsou přeneseny na nylonovou membránu a
po přidání radioaktivních nebo obarvených genových sond je získán rentgentový
snímek otisk DNA. Tento otisk připomíná čárový kód, a proto je snadné jej
převést do elektronické podoby. Takto získaná informace slouží k řešení celé
řady otázek od přiznání otcovství až po identifikaci těl. Mnohé armády či
záchranářské sbory proto budují databáze DNA svých zaměstnanců. Pro kontrolu
přístupu v reálném čase však zatím tato technologie není použitelná.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.