Загальні принципи побудови біометричних систем динамічної ідентифікації / аутентифікації

Лабораторна робота № _1_

Одержання біометричного еталону клавіатурного почерку

Мета роботи

Навчитися визначати вектор біометричних параметрів за пред’явленими зразками клавіатурного почерку, а також будувати біометричний еталон користувача.

2 Ключові положення

Загальні принципи побудови біометричних систем динамічної ідентифікації / аутентифікації

Динамічні системи біометричної ідентифікації / аутентифікації особи засновані на використанні в якості ознак деяких динамічних параметрів і характеристик особи (хода, рукописний і клавіатурний почерки, мова).

Біометричні системи, побудовані на аналізі індивідуальних особливостей динаміки рухів, мають багато загального. Це дозволяє використовувати одну узагальнену схему для опису всіх біометричних систем цього класу, яка наведена на рис. __.1 і відбиває основні етапи обробки інформації [1].

Першим етапом обробки є перетворення неелектричних величин (координат кінця пера, звукового тиску, положення рук) в електричні сигнали. Далі ці сигнали оцифровуються й уводяться в процесор, що здійснює програмну обробку даних. При програмній обробці виконується масштабування амплітуд вхідних сигналів, що приводить їх до єдиного масштабу часу, дроблення сигналів на окремі фрагменти з наступним зсувом фрагментів сигналу до оптимального суміщення з еталонним розташуванням.

Після приведення до еталонного значення масштабів і зсуву фрагментів сигналів здійснюється обчислення вектора функціоналів (вектора контрольованих біометричних параметрів – .

Перераховані вище п'ять перших блоків обробки інформації працюють по тих самих алгоритмах, незалежно від режиму роботи самої біометричної системи. Саме із цієї причини вони утворюють послідовне з'єднання блоків без розгалужень. Режим роботи системи (навчання або аутентифікація) визначає сукупність операцій, здійснюваних із уже сформованим вектором параметрів .

У випадку якщо біометрична система перебуває в режимі навчання, вектори біометричних параметрів V надходять у блок правил навчання, який формує біометричний еталон особи. Тому що динамічні образи особи мають істотну мінливість, для формування біометричного еталона потрібно кілька прикладів реалізацій того самого образа. У найпростішому випадку біометричний еталон може формуватися у вигляді двох векторів: вектора математичних очікувань контрольованих параметрів m (v) і вектора дисперсій цих параметрів σ(v).

У режимі аутентифікації вектор контрольованих біометричних параметрів V, отриманий із пред'явленого образа порівнюється вирішальним правилом з біометричним еталоном. Якщо пред'явлений вектор виявляється близький до біометричного еталона, приймається позитивне аутентифікаційне рішення. При значних відмінностях пред'явленого вектора від його біометричного еталона здійснюється відмова в допуску. Якщо протокол аутентифікації не занадто жорсткий, то користувачеві надаються додаткові спроби повторної аутентифікації.

Вигляд використовуваного системою вирішального правила й вигляд біометричного еталона нерозривно пов'язані. При розробці системи, виходячи з обраного вирішального правила, визначається вигляд біометричного еталона.

Застосування принципів біометричної ідентифікації особи в системах інформаційної безпеки призвело до створення біометричних систем ідентифікації / аутентифікації (БСІ) при доступі до об'єктів інформатизації (зокрема, до персональних комп'ютерів). Користувачі таких об'єктів для одержання доступу до них повинні пройти процедуру біометричної ідентифікації / аутентифікації.

Якість роботи БСІ характеризується відсотком помилок при проходженні процедури допуску. У БСІ розрізняють помилки трьох видів:

· FRR (False Reject Rate) або помилка першого роду – імовірність помилкових відмов авторизованому користувачеві (помилкова відмова «своєму»);

· FAR (False Accept Rate) або помилка другого роду – це ймовірність допуску незареєстрованного користувача (помилковий пропуск «чужого»);

· EER (Equal Error Rates) – рівна ймовірність (норма) помилок першого й другого роду.

Залежно від вимог, пропонованих до БСІ, формування біометричного еталона користувача також виконується із заданим ступенем строгості. Зразки, пропоновані даним користувачем, повинні відповідати деякій середньостатистичній характеристиці для даного користувача. Тобто після набору деякої початкової статистики пред'явлення поганих зразків (зразків з великими відхиленнями від середньостатистичних) системою повинне відкидатися. Відношення прийнятих системою зразків до загального числа пред'явлених зразків характеризує ступінь стійкості біометричних параметрів даного користувача.

Для експериментальної перевірки характеристики FRR системі послідовно n раз пред'являються біометричні характеристики користувачів, що успішно пройшли реєстрацію. Далі підраховується відношення числа n ₁ невдалих спроб (відмова системи в допуску) до загального числа спроб n. Зазначене відношення дає оцінку ймовірності помилки FRR. Оцінка вважається достовірною при значеннях n ≥ 1/FRR.

Для експериментальної перевірки характеристики FАR системі послідовно m раз пред'являються біометричні характеристики користувачів, що не проходили реєстрацію. Далі підраховується відношення числа n ₂ удалих спроб (позитивне аутентифікаційне рішення) до загального числа спроб m. Зазначене відношення дає оцінку ймовірності помилки FАR. Оцінка вважається достовірною при значеннях m ≥ 1/FAR.

Поиск по сайту: