بيومتريك

بیومتریک به روش های خودکار تشخیص یا تایید هویت یک شخص زنده از طریق اندازه گیری مشخصه های فیزیولوژیکی یا رفتاری وی اطلاق میشود در واقع بیومتریک به معنای سنجش ویژگی های فیزیکی برای تثبیت هویت است، که در هر فردی منحصر به خودش می باشد مانند اثر انگشت و ویژگی های فیزیکی صورت.

كلمه بيومتريك از كلمه يوناني Bios به معناي زندگي و كلمه Metrikos به معناي اندازه گيري تشكيل شده است. همه ما مي دانيم كه ما براي شناسايي همديگر از يك سري ويژگي هايي استفاده مي كنيم كه براي هر شخص به طور انحصاري است و از شخصي به شخص ديگر فرق مي كند كه از آن جمله مي توان به صورت و گفتار و طرز راه رفتن اشاره كرد. امروزه در زمينه هاي فراواني ما به وسايلي نياز داريم كه هويت اشخاص را شناسايي كند و بر اساس ويژگيهاي بدن اشخاص آن ها را بازشناسي كند و اين زمينه هر روز بيشتر و بيشتر رشد پيدا مي كند و علاقه مندان فراواني را پيدا كرده است. علاوه بر اين ها امروزه Password و Id كارتهايي كه بكار برده مي شوند دسترسي را محدود مي كنند، اما اين روشها به راحتي مي توانند شكسته شوند و لذا غير قابل اطمينان هستند. بيومتري را نمي توان امانت داد يا گرفت، نمي توان خريد يا فراموش كرد و جعل آن هم عملاً غير ممكن است. در سالهای اخیر به لحاظ پیشرفتهای قابل توجه در صنایع رایانه و ارتباطات این فرصت فراهم شده است تا فناوری بیومتریک فعالیت بیشتری یابد.

با توجه به مطالب فوق مي توان دريافت كه بیومتریک به روشهای خودکار تشخیص یا تأیید هویت یک شخص زنده از طریق اندازه گیری مشخصه های فیزیولوژیکی یا رفتاری وی اطلاق می شود. بدین ترتیب بیومتریک یک مجموعه فناوری محسوب می گردد. واژه بیومتریک می تواند بصورت اسم بکار رود که در این صورت اشاره به یک فناوری منفرد و خاص دارد: “اسکن اثر انگشت متداولترین بیومتریک است” . این واژه را می توان بصورت صفت نیز بکار برد و بدین ترتیب بین “مشخصه های بیومتریکی” مانند الگوی عنبیه و یا “سامانه های بیومتریکی” مانند سامانه های عنبیه نگاری و سایر مشخصه های انسانی و سامانه های موجود تمایز قائل شد.

    همچنان که در تعریف فوق ذکر شد، برخی از مشخصه های بیومتریکی افراد، فیزیولوژیکی و برخی نیز رفتاری هستند. اثرانگشت، الگوي عنبيه، الگوي خونی یا حرارتی صورت و یا الگوی فیزیکی چهره، الگوی عروق خونی شبکیه چشم، DNA ، هندسه دست و یا الگوی خطوط کف دست از جمله مثالهای مشخصه های فیزیولوژیکی و در عین حال صدا و نحوه مکالمه، نحوه امضاء ، نحوه تایپ عبارات و نحوه راه رفتن از جمله مثالهای مشخصه های رفتاری محسوب می گردند. لازم به ذکر است که این الگوها در افراد مختلف، حتی در دوقلوها، متمایز و منحصر به فرد هستند و بدین ترتیب می توان با بکارگیری سخت افزار و نرم افزار مناسب، از آنها جهت تعیین یا تأیید هویت افراد بصورت کاملاً خودکار با حداکثر سرعت و دقت لازم و با حداقل خطای ممکن بهره جست.

دو اصطلاح مهم در بیومتریک:

• تطابق یک به یک،
• عمل تطابق الگوهای کاربر با داده‌های ذخیره شده .

هر سامانه بيومتريک بايد توانايي انجام دو کار زير را داشته باشد:

١‐ تشخيص هويت

٢‐ تائيد هويت

مرحله تشخيص هويت يک جستجوي يک در چند مي باشد و بدين صورت است که سامانه ابتدا بايد مشخص کند که آيا فرد در بانک اطلاعاتي موجود است يا نه و درصورت وجود فرد در بانک اطلاعاتي بايد مشخص کند که اين شخص شناسايي شده چه کسي است. در مرحله تائيد هويت که يک مقايسه يک به يک است، سامانه کد ورودي را با کد موجود و ادعا شده مقايسه مي کند و مشخص مي کند که آيا تشخيص داده شده درست است يا نه.

در بيشتر سامانه هاي بيومتريک، مرحله ثبت نام در سامانه از مرحله تشخيص هويت جدا شده است، زيرا در مرحله ثبت نام بايد مساله اينکه آيا فرد قبلا در سامانه ثبت نام کرده است يا نه مدنظر قرار گيرد تا از ثبت نام يک نفر در سامانه با چند هويت مختلف جلوگيري شود و قابليت اطمينان سامانه بالا رود، در حالي که در مرحله تشخيص هويت مساله مهم فقط يافتن فرد از بين کدهاي ذخيره شده در پايگاه داده است.

عموماً در سیستمهای بیومتریک از دو نوع ویژگی مختلف افراد جهت شناسایی استفاده می‌شود که در ذیل به آنها اشاره می‌کنیم.

• پارامترهای فیزیولوژیکی

اساس شناسایی در این کلاس، اندازه‌گیری و آنالیز مشخصه‌های ثابت یک شخص می‌باشد.

• پارامترهای رفتاری

شناسایی الگوهای رفتاری مشخص یک فرد

پارامترهای فیزیولوژیکی:

• اثر انگشت
• شناسایی از روی شبکیه چشم
• شناسایی از طرق عنبیه چشم
• شناسایی از روی هندسه دست

پارامترهای رفتاری:

• شناسایی از طریق امضاء
• شناسایی از طریق صدا
• شناسایی از روی شدت ضربه شخص بر روی کیبورد

اثر انگشت , الگوی عنبیه , الگو خونی ویا حرارتی صورت و یا الگوی فیزیکی چهره , الگو عروق خونی , شبکیه چشم , DNA , هندسه دست از جمله  مشخصه های فیزیولوژیک و در عین حال صدا و نحوه ی مکالمه , نحوه امضا , نحوه تایپ عبارات و نحوه راه رفتن از جمله مثال های مشخصه های رفتاری محسوب میگردد. لازم به ذکر است که این الگوها در افراد مختلف حتی در دوقلوها متمایز  هستند و بدین ترتیب میتوان با بکار گیری سخت افزار و نرم افزار مناسب از آنها تعیین یا تایید هویت افراد به صورت کاملا خودکار با حداکثر سرعت و دقت لازم و با حداقل خطای ممکن بهره جست. ضمنا به‌نظر مي‌رسد احراز هويت مبتني ‌بر صدا مي‌تواند روي گوشي‌هاي تلفن همراه به‌خوبي كار كند. چون اين دستگاه طراحي شده‌اند تا صداي انسان را پردازش كنند و شامل فناوري‌هايي براي فيلتر‌كردن نويز و پردازش سيگنال هستند. همانند اسكنرهاي اثرانگشت، فناوري‌هاي تشخيص صدا نيز سال‌ها است كه در سيستم‌هاي امنيتي وجود دارد و استفاده مي‌شود اما هنوز وارد دستگاه‌هاي ديجيتالي و مصرفي مردم نشده است. گونه‌هاي مختلفي از سيستم‌هاي تشخيص صدا وجود دارد اما همگي مبتني‌بر چند قاعده مشخص مانند تشخيص گفتار، صداي پس‌زمينه، تشخيص دما و فشار هوا هستند. سيستم‌هاي امنيتي تشخيص صداي ساده مبتني‌بر تكرار يك عبارت خاص است. مانند استفاده از پين‌كد در كامپيوتر. اگر عبارت مورد نظر توسط كاربر مجاز ادا شود، سيستم مجوز دسترسي مي‌دهد.

از آنجا كه توضيح كليه پارامترها در اين نوشته نمي گنجد لذا صرفا به معرفي برخي از خصوصيات فيزيكي بكار گرفته شده در بيومتريك پرداخته شده است.

 خصوصیات فیزیکی

سنجش اعضا از قدیمی ترین روشهای تشخیص هویت است که با پیشرفت تکنولوژی به تنوع آن افزوده شده است.

۱-۲ اثر انگشت

این روش قدیمی ترین روش آزمایش تشخیص هویت از راه دور است. اگرچه قبلا اثر انگشت تنها در زمینه جرم قابل بحث بود، تحقیقات در بسیاری کشورها سطحی از پذیرش را نشان میدهد که به این روش اجازه استفاده در برنامه های عمومی را می دهد. سیستم ها میتوانند جزئیاتی از اثر انگشت (نقاطی مانند تقاطع ها یا کناره های برجستگی ها) یا کل تصویر را بگیرند. الگوهای مرجع که برای حفظ این جزئیات بکار میرود در حدود ۱۰۰ بایت هستند که در مقایسه با تصویر کاملی که از اثر انگشت با حجم ۵۰۰ تا ۱۵۰۰ بایت میباشد,بسیار کوچکتر هستند. در برنامه های عمومی مشکلاتی در ثبات وجود دارد. بعضی کارگران و معتادان شدید به سیگار, اغلب انگشتانی دارند که تحلیل اثرانگشت آنان مشکل است. با این وجود، طرحهای بلند مدت و موفق زیادی در استفاده از اثر انگشت وجود داشته است.
در حال حاضر اثر انگشت خوانهای زیادی در دامنه وسیعی وجود دارند که به همراه بعضی کارتخوان هااستفاده می شود. اگرچه در حال حاضر قیمت آنها چندان پایین نیست اما میزان عرضه آنان در فروشگاههای کامپیوتر عادی باعث افت سریع قیمت آنان خواهد شد.

۲-۲ هندسه دست

هندسه دست امتیاز بالایی در راحتی استفاده بدلیل بزرگ بودن کسب میکند و میتواند با استفاده از سیستم راهنما در جای ثابتی قرار بگیرد. دست توسط مجموعه ای برجستگی های مشخص به موقعیت صحیح برای اسکن شدن هدایت می شود و تصویر توسط یک دوربین CCD  گرفته می شود. الگوی مرجع میتواند از نظر حجم خیلی کوچک باشد. ( محصولی که بیشترین وسعت استفاده تجاری را در حال حاضر دارد تنها از ۹ بایت استفاده میکند). اگرچه تغییرات روزانه مانند کثیفی روی کارایی آن تاثیر ندارد اما سنجش میتواند بوسیله جراحت یا افزایش سن تاثیر بپذیرد و اگر الگو مرتبا نتواند بروز شود، عملیات ثبت مجدد در هر زمانی لازم است.

۳-۲ اسکن شبکیه

اسکنرهای شبکیه مشخصات الگوهای رگهای خونی روی شبکیه را با استفاده از لیزر مادون قرمز کم قدرت و دوربین میسنجند. در این روش، برای بدست آوردن یک تصویر متمرکز, چشم باید نزدیک دوربین قرار بگیرد. الگوهای مرجع بسیار کوچک هستند (۳۵ بایت در بیشتر سیستمهای تجاری معمول). تحقیقات پزشکی اخیر نشان داده است که مشخصات شبکیه برخلاف آنچه در گذشته تصور میشد، پایدار نیست و توسط بعضی بیماریها که حتی ممکن است خود شخص مطلع نباشد تغییر میکنند. بسیاری از افراد نگران قرار دادن چشم خود درتماس نزدیک با منبع نور هستند. به همین دلیل، این روش جای خود را به اسکن عنبیه داده است.

۴-۲ اسکن عنبیه

اسکنرهای عنبیه رگه‌های موجود در عنبیه چشم را می سنجند. این تکنیک بعنوان نتیجه ای از تعداد زیادی از ویژگیها، سطح بالایی از تفاوت را بوجود می آورد و نسبت به گذشت زمان پایداری بالایی دارد. کاربر باید از فاصله ۳۰ سانتیمتری یا بیشتر برای چند ثانیه به دوربین نگاه کند. سیستم با عینک و لنزهای تماسی کاربران تطابق دارد، هرچند که سنسور باید طوری قرار بگیرد یا تغییر کند که برای کابران با قدهای متفاوت و آنهایی که روی صندلی چرخدار قرار دارند، مناسب باشد. اسکن عنبیه از تمام مواردی که شرح آنها رفت، جدیدتر است.

از نظر تئوری، هر بخش از ساختمان بدن انسان میتواند در زیست سنجی قابل استفاده قرار گیرد. اما طرحهای تجاری روی آنهایی تمرکز شده است که براحتی سنجیده می شود و از طرف جامعه آسان تر پذیرفته می شود. گاهی لازم است بررسی شود که سنجش برروی یک شخص زنده انجام می شود تا یک کپی. یک روش که مستقیما از خوصیات زنده استفاده میکند اسکن سیاهرگ است. موقعیت سیاهرگ از طریق جریان خون گرم سنجیده می شود. تشخیصهای مربوط به صورت – تکنیکی که بیشتر توسط انسانها استفاده می شود- یک زیست سنجی قابل دوام است، مخصوصا جایی که دوربینها از قبل استفاده می شود و جایی که بررسی کلی، همه آن چیزی است که مورد نیاز است. ویژگیهای مشخص یا نقاط برجسته سنجیده برای ایجاد الگوی مرجع استفاده می شود. آخرین زیست سنجی مربوط به تحلیل DNA است.

نویسنده: دکتر امین گلستانی، مشاور و مدرس استراتژی های فناوری و امنیت اطلاعات