811
По очах, за словами, по голосу
— Особисті фінанси
Державна Дума 13 грудня третьому читанні остаточно схвалила законопроект про обов’язкове дактилоскопування під час отримання біометричних закордонних паспортів. З 1 січня 2015 року кожен росіянин старший за 12 років, що бажає отримати документ для виїзду за кордон, повинен буде пройти сканування двох вказівних (або, якщо їх немає, будь-яких інших) пальців лівої і правої руки. Зараз в чіпі російського закордонного паспорта записана тільки фотографія і інформація з його першої сторінки.
Росія – далеко не перша країна, що приступила до обов’язкової біометрії. В Індії, наприклад, фотографії, відбитки пальців і зображення райдужної оболонки очей понад півмільярда громадян зберігаються в єдиній базі, що містить близько 15 петабайт. «Лента.ру» вирішила вивчити, які ще дані можуть з’явитися в паспортах майбутнього.
Судини рук
Батько дактилоскопії, Вільям Гершель, служив поліцейським чиновником в Індії. Те, що папілярні візерунки можна використовувати для ідентифікації, він встановив ще в 1877 році, і за минулий час технологія зняття відбитків не надто змінилася. Не дивно, що зловмисники давно навчилися обманювати біометричні системи, засновані на дактилоскопії. Відомо, що це можна зробити або використовуючи звичайну роздруківку папілярного візерунку, або за допомогою силіконової репліки пальця, або, нарешті, просто відрізавши палець у іншої людини.
Біометрія на основі особливостей пальців і рук, однак, настільки звична і зручна, що фахівці не хочуть від неї відмовлятися. На зміну традиційним відбитками в майбутньому можуть прийти дві технології, які також використовують ці особливості, але по суті сильно відрізняються і від класичної дактилоскопії, і один від одного.
Наприкінці 2004 року в Японії була виявлена банда шахраїв, якій вдалося вкрасти з банкоматів близько 4 мільйонів доларів. Для того, щоб дізнатися пін-коди банківських карток, злочинці встановили відеокамеру в роздягальні одного з гольф-клубів і підгледіли, які контрольні комбінації постояльці встановили в замках своїх шафок. Виявилося, що майже у всіх цифри збігалися з пін-кодом банківської картки.
Всього у 2004 році в Японії був зафіксований 801 випадок шахрайства з банкоматами, при тому що за попередній період ця цифра становила всього 90. Банда з гольф-клубу, була, ймовірно, останньою краплею, після якої японський уряд звернувся до технологічного співтовариства з проханням допомогти в боротьбі із шахраями. Убезпечити операції з готівкою зголосилися дві корпорації: Hitachi і Fujitsu. До цього часу вони вже деякий час працювали над новою системою біометрії, яку запропонували впровадити в банкомати, «перестрибнувши» етап вже застарілих відбитків.
Для користувача технологія, запропонована Hitachi і Fujitsu, виглядає досить просто. І в цьому – одна з основних її переваг. Досить піднести руку до сканера і дочекатися, поки камера зчитає зображення руки. Деоксігенований гемоглобін у венах долоні і пальців робить їх досить чіткими в інфрачервоному діапазоні, що дозволяє розглянути індивідуальні деталі будови судин. Аналіз цих особливостей і є основою біометрії.
Незважаючи на те, що технологія виглядає досить просто, її найбільш складна частина полягає не в апараті для отримання зображень, а в програмі, яка здатна розпізнати на ньому складний малюнок вен і інтерпретувати цю інформацію. Вважається, що, як і папілярні візерунки, малюнок вен індивідуальний у кожної людини (хоча масштабних досліджень на цю тему не проводилося). При цьому, на відміну від відбитків, малюнок вен досить складно підробити – навіть якщо зловмисник відріже вам руку, йому доведеться підтримувати в ній кровообіг.
За даними на 2012 рік, в Японії вже близько 80 тисяч банкоматів оснащені біометричної системою, розробленою Hitachi і Fujitsu. Банки з Бразилії, Польщі та Туреччини зараз активно придивляються до нової технології. Японські компанії тим часом намагаються об’єднати в одному пристрої і сканер малюнка вен, і сканер відбитку пальців. Судячи з усього, цей вельми природний технологічний союз може успішно відбутися, і апарати з подібною системою ідентифікації в найближчі роки з’являться і в Росії.
Форма рук
Інша технологія біометрії, також прив’язана до індивідуальних особливостей рук, набагато молодша і значно простіше з точки зору користувача. Вона не вимагає ніяких спеціальних сенсорів, крім повсюдно поширеного тач-скрін. Потенційно вона може стати досить непоганою альтернативою паролів для користувачів смартфонів і планшетних комп’ютерів. Технологія розробляється співробітницею Нью-Йоркського університету Напою Сае-Бае (Napa Sae-Bae).
Метод заснований на тому, що індивідуальні особливості руки роблять унікальними деталі тих жестів, за допомогою яких людина управляє сенсорними пристроями. Мова йде про такі рухи, як збір пальців в щіпку («пінч»), збільшення зображення розведенням великого і вказівного пальців («зум»), поворот за допомогою обертання всіх п’яти пальців, і так далі. Коли дослідник проаналізувала 22 подібних жести, виявилося, що більшість з них кожна людина дійсно виконує тільки в йому властивій манері. А манера ця, в свою чергу, визначається відносним розміром окремих пальців в кисті та іншими особливостями анатомії. Навіть якщо на екрані планшета випробуваному показати доріжки, якими потрібно повторити рух пальців іншої людини, це виявляється дуже непросто зробити.
Як показала вчений у своїй нещодавній статті, описана технологія дає помилку лише в чотирьох, а при тривалому навчанні програми – в півтора відсотках випадків. Складно сказати, чи зацікавляться цією технологією банки і міграційні служби, але виробники планшетів пропустити її не повинні.
Рух очей
Ідея використовувати особливості будови райдужної оболонки ока для біометрії бере свій початок з п’ятдесятих років минулого століття. Комерційні системи, що розпізнають райдужну оболонку, з’явилися у багатьох компаній в середині дев’яностих. Однак дана методика набула популярності швидше у кінорежисерів, ніж у простих користувачів. Справа в тому, що системи для сканування вимагають точного позиціонування ока і взагалі не дуже зручні в повсякденному застосуванні. Сучасні версії сканерів райдужної оболонки можуть працювати і «з рук», але при цьому вони відрізняються високою вартістю.
Зробити цю методику доступніше і зручніше в застосуванні останніми роками намагається співробітник Техаського університету Олег Комогорцев. Створена ним система біометрії теж заснована на спостереженнях за очима, але не за їх райдужною оболонкою, а за особливостями руху.
Людина (як і всі ссавці), концентруючи погляд на близькій предметі, наприклад, під час читання тексту й розглядання картинки, постійно здійснює дрібні рухи оком, переводячи увагу з одного елемента картини на інший. Виявляється, ці рухи досить індивідуальні для того, щоб стати основою біометричної системи.
У своїх дослідженнях, щоб записати індивідуальні особливості руху, Комогорцев пробував показувати добровольцям плями Роршаха, рухомі білі крапки на чорному тлі або просто фрагменти віршів («Полювання на Снарка» Льюїса Керролла). При цьому за рухами очей випробовуваних стежили за допомогою відеокамери. Як запевняє вчений, виявилося, що якщо зібрати досить багато інформації про рух, то природа розглянутого об’єкта не так вже й важлива.
Безумовним плюсом системи є те, що вона не вимагає складного обладнання. За рухом очей можна стежити навіть за допомогою веб-камери, що відкриває широкі перспективи для, наприклад, виробників ноутбуків. При цьому важливо, що вже існуючі сканери райдужної оболонки можна вдосконалити за допомогою цієї технології простим оновленням керуючої програми. Як і у випадку з відбитками, тоді використання комбінації старого і нового методу дозволить уникнути «злому розчленуванням», коли замість користувача в систему проникає зловмисник з його ампутованим оком (такий спосіб часто зображують у кіно, але в реальності здійснити його набагато складніше через швидку деградацію тканин).
Найбільшим мінусом системи Комогорцева є дуже високий рівень помилок. Поки що він становить майже 34 відсотка, що неприпустимо не тільки для банківських додатків, але і для того, щоб убезпечити скрінсейвер комп’ютера. Чи вдасться вченому знизити рівень помилок до прийнятного рівня, поки не ясно: це залежить від того, чи є неточності наслідками недосконалості алгоритму або властивостями самих рухів очей.
Хода
У біометрії, заснованій на аналізі ходи, є три ключові особливості, які не зустрічаються у інших способів ідентифікації. По-перше, вона може проводитися на значній відстані, по-друге, її можна здійснювати практично непомітно для користувача, а іноді навіть без його відома. І, по-третє, для створення таких систем досить вже існуючого обладнання для відеоспостереження. У певному сенсі, така біометрія є продуктом природного розвитку алгоритмів детекції руху, тільки на набагато вищому рівні.
Над створенням систем віддаленої біометрії ходи трудяться в основному дослідники комерційних компаній, тому інформації про них небагато. Судячи з усього, справи в цьому напрямку йдуть не дуже успішно. Принаймні, деякі з фахівців зізнаються, що рівень помилок поки що настільки високий, що в реальності використовувати цей різновид біометрії можна лише за поєднання з розпізнаванням рис обличчя, а це вже зовсім інша технологія.
Одним з незвичайних відгалужень методу є розпізнавання ходи за допомогою акселерометра смартфона. Виявляється, такий спосіб дозволяє добитися вельми низького рівня помилок – не більше півтора відсотків. Він, звичайно, позбавляє технологію переваги віддаленості, але відкриває інші можливості. Такий спосіб можна, наприклад, використовувати для блокування вкраденого телефону. На цій технології розробляються медичні програми, які можуть контролювати ходу літніх людей і відправляти екстрене повідомлення в разі падіння. Втім, це вже дуже далеко від біометрії.
Запах з рота
У початку 2013 року швейцарські вчені запропонували використовувати для ідентифікації людей аналіз запаху з рота. Аналіз проводився за допомогою мас-спектрометра – приладу, який ідентифікує природу хімічних сполук, точно визначаючи масу і заряд іонізованих молекул речовини.
Відносний вміст одних і тих же сполук у видихуваному повітрі у різних людей індивідуально і залежить від особливостей метаболізму. Це дозволяє використовувати його мас-спектрометричний аналіз для біометрії. Як показали перші дослідження, точність такої системи не дуже велика порівняно з іншими методами – частка помилок становить близько 24 відсотків. Однак те, що в диханні кожної людини можна знайти стійкі індивідуальні особливості, вже досить цікаво саме по собі. Дивно, що ці особливості не змінюються принаймні протягом декількох днів і не залежать від дієти.
В якості біометричної системи контролю доступу цей метод є, мабуть, найбільш непрактичним: він вимагає наявності дорогого і важкого мас-спектрометра, а паттерн індивідуальних сполук схильний змінюватися якщо не протягом днів, то вже точно за кілька місяців. Найбільш перспективне застосування цього методу – медичне, а не біометричне.
Тим не менш, його досить просто вдосконалити. Досить використовувати для детекції не звичайну спектрометрію, а тандемну. Вона дозволяє визначати амінокислотну послідовність пептидів, напевно присутніх у видихуваному повітрі. А в цій послідовності, як відомо, існують індивідуальні відмінності. Помилка такої системи буде надзвичайно низькою, якщо тільки такі відмінності вдасться знайти.
Манера друку
На перший погляд використовувати для біометрії індивідуальні особливості набору тексту досить дивно. Чи не простіше в такому випадку звернутися до старих добрих паролів? Виявляється, не завжди. Справа в тому, що пароль важко запам’ятати, легко втратити, а ще легше вибовкати – у разі загрози життю або просто по дурості. Ті ж особливості руху, які вчені намагаються використовувати для, умовно кажучи, «біометрії клавіатурою», видати неможливо, оскільки людина їх не усвідомлює.
Даною технологією вже зацікавилося американське військове агентство DARPA, яке нещодавно запустило конкурс розробок на цю тему. Результати конкурсу поки що не відомі, але зрозуміло, що спектр можливих варіацій технології досить широкий.
Цікаво, що метод такого типу не зобов’язаний прив’язуватися до наявності саме клавіатури. Наприклад, група французьких фахівців з біометрії в червні цього року опублікувала дослідження подібної технології біометрії, заснованої на аналізі руху при малюванні графічного ключа. Графічний ключ – тест, в якому потрібно з’єднати візерунком кілька точок, – зазвичай використовують для блокування екрану смартфона. Вчені показали, що характер руху пальця під час малювання візерунка може бути додатковим способом верифікації користувача – крім самого візерунка.
Більш серйозний варіант технології запропонували торік дослідники зі Стенфордського університету. Вони розробили просту ігрову консоль, що нагадує ще радянську «Ну, постривай» з вовком і падаючими в кошик яйцями. Добровольці повинні були натискати на клавіші у відповідності з послідовністю об’єктів, що з’являються на екрані. Послідовність здавалася випадковою, проте насправді це було не так. Повторивши натискання понад сто разів, учасники підсвідомо запам’ятовували послідовність, хоча не могли ні описати її, ні, відповідно, передати іншій особі. Окремою перевагою такої технології верифікації є можливість перенавчання. Якщо ключ виявиться скомпрометований, досить просто «натаскати» користувача на іншу послідовність.
Особа
Розпізнавання обличчя – одна з найстаріших біометричних технологій. Перші прототипи біометричних пристроїв на цій технології з’явилися практично одночасно з широким поширенням комп’ютерів. З 1993 по 2010 рік рівень помилок у системах автоматичного розпізнавання обличчя знизився в 272 рази і сягає зараз часток відсотка. Це, безумовно, говорить про значну зріліст методу.
Проте, автоматичні системи розпізнавання осіб далеко не так досконалі, як людський мозок. І справа не стільки в тому, що вони не справляються з мімікою. У реальності основною проблемою розпізнавання осіб є те, що зображення, які зазвичай потрібно розпізнати, знімають камери зовнішнього спостереження, і якість цих зображень відповідна – тобто дуже погана.
Нещодавно група вчених з Університету Колорадо запропонувала технологію, яка може поліпшити розпізнавання осіб на зображеннях з камер зовнішнього спостереження. Автори навчили систему розпізнавати близько п’ятнадцяти основних татуювань, які зустрічаються на обличчі і тілі злочинців. Вона дозволяє поліцейським використовувати не просто зображення індивідуальних татуювань, а їх словесний опис наприклад «череп» або «полум’я» – узагальнені зображення містяться в самій програмі. Маючи такий опис, програма автоматичного пошуку набагато краще справляється з розпізнаванням особи, оскільки знає, яке оптичне «спотворення» можна на ньому очікувати.
Голос
Біометрія голосу (точніше кажучи, розпізнавання того, хто говорить) – технологія не менш розвинена, ніж розпізнавання особи. Вона надзвичайно цікавить спецслужби, тому розумно вважати, що про найостанніші розробки в цій області ми не знаємо.
Про стан області можна отримати уявлення з того факту, що цієї осені перший банк став використовувати біометрію голоса для розпізнавання ідентичності клієнта. Тепер вкладникам одного з банків групи Barklays не обов’язково згадувати ім’я своєї першої вчительки або улюбленого співака для того, щоб дізнатися баланс рахунку і отримати доступ до управління послугами.
Верифікацію користувача проводить програма, розроблена тією ж компанією Nuance, з надр якої вийшла голосова помічниця Siri, яка живе в пристроях Apple. За твердженням розробників, для цього програмі досить прослухати не більше хвилини промови людини, причому з телефонною якістю.
Кардіограма
Кардіограма людини має виражені універсальні піки (їх позначають літерами P, Q, R, S, T), на підставі форми та виду яких студентів-медиків вчать розуміти стан серця. Незважаючи на свою універсальність, піки мають і особливості, індивідуальні для кожної людини. Їх складно побачити, але можна виявити обчислювальними методами при тривалому спостереженні . Постдок з Університету Торонто, Фотені Аграфіоті (Foteini Agrafioti), спільно з колегами показала, що ці особливості пульсу можна успішно використовувати для біометрії.
Будь-яка біометрична система, заснована на кардіограмі, володіє двома значними перевагами. По-перше, зі зрозумілих причин, її значно важче обдурити, ніж, скажімо, сканер відбитків пальців. А, по-друге, сенсори для такої системи можуть бути дуже простими. Фактично, вони можуть являти собою просто кілька електродів з нескладною мікросхемою і зовнішнім інтерфейсом.
Як показала практика, ідея біометрії за кардіограмою виявилася досить працездатною. Про це говорить принаймні той факт, що Аграфіоті вже організувала стартап Bionym, який має втілити цю технологію в життя. У квітні цього року компанія почала розробку серійного прототипу браслета Nymi, який має стати універсальним біометричним пристроєм. За ідеєю творців, з його допомогою можна буде відкривати двері автомобіля, включати запалювання або навіть повідомляти кавомашині, хто перед нею і чий улюблений напій слід приготувати. Цієї осені творці Nymi вже почали залучати сторонніх розробників, які повинні будуть ще більше розширити способи застосування пристрою.
Чи стане такий портативний біометричний ключ популярним, поки що сказати складно. Проте вже зараз зрозуміло, що справа може не обмежитися форматом браслета. Керуючий директор компанії, Карл Мартін (Karl Martin), в інтерв’ю, опублікованому минулого тижня виданням TechCrunch, натякнув, в який бік поглядають інженери Bionym. Йдеться про електронні окуляри, для яких така легка біометрична система немов спеціально призначена. Судячи з усього, менеджерам Google вже пора прикидати суму для пропозиції про купівлю.
Олександр Єршов
За матеріалами: Лента.РУ
Поділитися новиною
