UNIVERSITATEA CONSTANTIN BRNCUI TG-JIU

UNIVERSITATEA CONSTANTIN BRNCUI DIN TRGU JIU

FACULTATEA DE INGINERIE

SPECIALIZAREA: CONDUCEREA AVANSATA A PROCESELOR INDUSTRIALESisteme moderne de securizare a accesuluiProfesor univ. dr. ing. : Borcosi IlieMasterand: Popescu Iulian Emil

Targu Jiu

2015CuprinsIntroducere.....................2Capitolul I. Modaliti de acces folosind tehnologii biometricce.......................31.1 Tehnologii de biometrie a amprentei digitale.......................................................4

Macrocaracteristicile amprentei..............................................6

Microcaracteristicile amprentei ......................................9

Reprezentarea degetului.........................13

1.2 Tehnologii de biometrie a feei..............17

1.3 Tehnologii de biometrie a vocii..................................................................................19

1.4 Tehnologii de biometrie a irisului..............................................................................21

Descrierea general a biometriei irisului.................................................................21

Capturarea imaginii irisului.....................................................................................23

Bibliografie........................................................................................................................25IntroducereTehnologia biometric are o utilizare pe scar tot mai larg n domeniul aplicaiilor de acces, unde acurateea identificrii sau a verificrii unui individ este esenial pentru securitate.

Succesul implementrii depinde de selecia celui mai potrivit sistem de recunoatere pentru aplicaii specifice, realizndu-se astfel o soluie personalizat n concordan cu nivelul impus de securitate. Proprietatea tehnologiei biometrice de a realiza legtura ntre individ i aciune sau tranzacie ofer avantajul prevenirii utilizrii de ctre persoane neautorizate, eliminnd astfel posibile fraude n sistem.

Un sistem de acces bazat pe carduri poate controla dar nu poate face legtura ntre card i persoan, acesta putnd fi pierdut, mprumutat sau reprodus. Sistemele care utilizeaz PIN (numere de identificare personal) presupun ca un singur individ s tie acel cod specific care i poate autoriza accesul, dar nu se poate face legtura ntre cel care a introdus PIN-ul i cel care beneficiaz efectiv.

Biometria elimin toate aceste dezavantaje, ceea ce duce la reducerea eforturilor administrative. De exemplu un card pierdut sau distrus are ca efect nlocuirea urmat de noua nregistrare. Cnd numrul evenimentelor de acest gen devine tot mai mare, administrarea cardurilor atrage dup sine creterea costurilor.

Biometria identific o persoan prin intermediul unei caracteristici umane unice: forma i dimensiunea palmei, o amprent, faa sau mai multe trsturi ale ochiului. Aceste elemente nu pot fi pierdute, uitate sau furate, aa cum se ntmpl cu parolele sau cardurile de identitate.

Dac scopul unui sistem de control acces este de a controla unde pot sau nu s aiba acces unele persoane, atunci doar un dispozitiv biometric va fi cu adevrat eficient.Prin urmare, biometria este folosit la ua a mii de firme din toat lumea, la porile ctre pistele marilor aeroporturi i la intrarea n alte spaii unde este dezirabil combinaia ntre securitate i confort.

Sistemul de acces bazat pe cititorul de amprente se poate folosi n cadrul unor activiti mici, cu numr redus de persoane i n cazul unor locaii cu numr foarte mare de persoane cum ar fi depozitele, sediile mari de firm, sediile de bnci, hoteluri, sli de conferine, expoziii.

Utilizarea unui astfel de sistem bazat pe cititoarele de amprente ofer siguran n colectarea i procesarea datelor, elimin erorile i subiectivismul prelucrrii manuale i asigur respectarea accesului. Cititoarele de amprent se cur uor, au costuri extrem de mici fa de investiia necesar altor sisteme bazate pe alte metode de acces (cartele).Capitolul I

Modaliti de acces folosind tehnologii biometriceBiometria (gr. bios = via, metron = msur) cuprinde metode de recunoatere unic a oamenilor pe baza uneia sau mai multor trsturi intrinseci fizice sau comportamentale. n informatic, n special, biometria este folosit ca o form de gestionare a accesului de identitate i de control al accesului. Este utilizat de asemenea, pentru a identifica indivizi n grupuri aflate sub supraveghere. Caracteristicile biometrice pot fi mprite n dou clase principale:

Fiziologice, sunt legate n general de formele corpului. Exemplele includ, dar nu sunt limitate la amprente, geometria minii, recunoaterea feei, recunoaterea irisului care a nlocuit-o n mare msur pe cea a retinei, ADN i odor/miros.

Comportamentale, sunt legate de comportamentul unei persoane. Exemplele includ, dar nu sunt limitate la ritmul tastrii, mers i voce. Unii cercettori au inventat termenul de comportametrie pentru aceast clas a datelor biometrice.

Biometria poate fi definit prin nivelul de implicare pe care utilizatorul trebuie s o asigure pentru a fi msurat biometric. Implicarea utilizatorului ntr-un sistem biometric se mparte n dou categorii:

Biometria pasiv

Biometria pasiv nu cere ca utilizatorul s se supun activ masurtorilor. Aceste tipuri de sistem sunt numite n general ascunse. Acestea nu cer utilizatorului s fie contient c este msurat biometric. Aceste sisteme sunt vzute de asemenea ca invadnd intimitatea utilizatorului. Sunt folosite n general n aplicaiile de supraveghere.

Pentru folosirea n aplicaii de supraveghere, o baz de date coninnd persoane cunoscute trebuie corelat iar apoi sistemul supravegeaz pentru msurtoarea biometric identificatoare.

Aceste sisteme sunt normal influenate ntr-o mare msur de mediul n care sunt folosite.

Biometria pasiv este mai potrivit pentru folosire n sisteme de identificare dect pentru sistemele de autentificare. Biometria pasiv nu furnizeaza n mod normal un singur rezultat.Normal, rezult un set de persoane i un operator uman care face identificarea final.

Exemple de biometrie pasiv sunt:

-faa;

-vocea;

-mersul;

Biometria activ

Biometria activ cere ca utilizatorul s se supun activ msurtorii. Aceste tipuri de sisteme sunt numite, n general, deschise. Ele cer utilizatorului s fie contient c este msurat biometric.

Aceste sisteme sunt vzute ca unele ce respect intimitatea utilizatorilor si.

Biometria activ este folosit n general n aplicaii ce autentific identitatea utilizatorilor. Aceasta se bazeaz pe faptul c utilizatorul face o afirmaie despre identitatea sa. Utilizatorul furnizeaz o identitate de utilizator (user ID) sau orice alt identificator unic.Utilizatorul furnizeaz apoi msuratoarea biometric pentru a-i susine afirmaia. n acest caz exist un nivel ridicat de siguran obinut la fel ca n cazul identitii utilizatorului. Biometria activ nu este dependent de mediul nconjurtor ca i biometria pasiv.Exemple de biometrie activ:

-amprenta digital;

-geometria palmei;

-scanarea retinei;

-scanarea irisului.1.1. Tehnologii de biometrie a degetului

Biometria amprentei digitale este cea mai larg folosit i acceptat. Din moment ce amprenta este folosit ca form de identificare de mult vreme, este i acceptat dar este privit i cu suspiciune. Oamenii accept n general c amprentele sunt unice i pot fi folosite la identificarea unei persoane. Aceast ncredere provine din folosirea amprentelor de ctre lege, dar n acelai timp acest lucru cauzeaz i fric. Unele persoane implicate n autentificare prin amprenta digital pentru accesul n reea s-au exprimat c acest lucru i face s se simt ca nite criminali. Acest sentiment poate duce la frica de biometrie a amprentei digitale.

Folosirea biometriei trebuie nsoit de instruirea adecvat. Prin aceasta, biometria va fi privit ca suport al intimitii, nu o tehnologie de temut. Chiar i cu aceast grij a folosirii amprentelor, biometria degetelor rmne cea mai larg acceptat dintre toate tipurile de biometrie.Privii-v amprentele ! Ce caracteristici vedei ? Sunt bine definite sau neclare? Avei degetele uscate sau uleioase ? Ce fel de munc sau hooby avei care s aib legtur cu minile dumneavoastr ?

Textura i calitatea pielii de pe degete influeneaz n mare msur ct de bine va fi reprezentat o amprent. Serviciul i pasiunile pe care cineva le are, pot influena calitatea unei amprente. Persoanele care muncesc cu minile mult timp tind s aib amprente mai groase i mai puin definite. Aceti factori influeneaz folosirea biometriei amprentei digitale. Unele dispozitive de scanare a amprentei digitale sunt mai bune pentru scanarea amprentelor uscate, mai puin definite i altele sunt mai bune pentru tipul de amprente uleioase.

Descrierea general a amprentelor digitaleIdentificarea dup amprenta digital este cea mai matur metod biometric, fiind implementat la un nivel incipient nc din anul 1960.

Figura 1.1 Referitor la amprenta digitalCititorul din imaginea de mai sus este folosit pentru o captare n timp real a amprentei digitale. Cititorii pot fi bazai pe principii optice, termale sau ultrasonice, dar cel mai des utilizat este cititorul optic. Imaginea rezultat este alb-negru, cu o rezoluie cuprins ntre 500-1.000 DPI (Dots Per Inch). Compresia JPEG nu este potrivit pentru imaginile amprentelor digitale, de aceea se folosesc formate de compresie prin care nu rezult pierderi ale detaliilor, de exemplu, formatul TIFF sau algoritmul de compresie WSQ.

Figura 1.2 Referitor la amprenta digital (metoda minutiae)

Amprentele nu sunt comparate cu imagini, ci se folosete o metod bazat pe puncte caracteristice numite minutiae. Metodele de identificare a amprentelor, bazate pe minutiae, localizeaz punctele minutiae i creeaz o hart a locaiilor acestora pe suprafaa degetului.

Punctele minutiae sunt reprezentate de caracteristici unice pentru fiecare amprent n parte, cum ar fi: terminaiile de creste, bifurcaiile sau divergenele.

Totui, cititoarele pentru acces control bazate pe amprent, relativ ieftine, sunt diferite fa de procedurile de mai sus. Sistemul FBI de exemplu preia imaginile tuturor celor zece degete, n timp ce un produs de control al accesului bazat pe amprent poate capta imaginea unuia sau a dou degete pentru verificare. Apoi pot crea un ablon printr-un proces similar cititoarelor de geometrie palmar, pentru comparaii locale.

Datorit problemelor ridicate de timpul de utilizare, controlul accesului bazat pe amprent poate fi aplicat cel mai bine n cadrul unor grupuri mici de utilizatori. Datorit costului i dimensiunii, sunt o alegere perfect pentru aplicaiile de verificare a unei singure persoane, cum ar fi controlul accesului logistic, unde sunt folosite pentru nregistrarea la PC-uri sau reele de computere.

Dup testri ndelungate, guvernul israelian a concluzionat c tehnologia care combin cititoarele palmare cu sistemele faciale este cea mai potrivit pentru necesitile de securitate, eficien i convenabilitate ale unei noi aplicaii pentru un sistem de control al punctelor de trecere a frontierei. Amprentele digitale sunt identificate att prin macrocaracteristici ct i prin microcaracteristici.Macrocaracteristicile amprentei digitale. Macrocaracteristicile unei amprente includ:

a) modelele muchiilor ;

b) suprafaa modelelor muchiilor ;

c) punctul central ;

d) punctul delta ;

e) liniile tip ;

f) numrul muchiilor . Acestea sunt, dup cum denot i numele, de dimensiuni mari. n general, o caracteristic este considerat macrocaracteristic dac aceasta poate fi observat de ochiul uman n mod nemijlocit. Cea mai vizibil macrocaracteristic este modelul muchiilor. Altele pot fi observate doar dac amprenta are muchiile bine definite, luminozitatea este bun iar vederea celui care o observ este foarte bun.

a) Modelele muchiilorArc Arcurile reprezint aproximativ 5% din modelul muchiilor la un eantion dat de persoane. Arcurile sunt diferite de bucle prin faptul c arcurile sunt mai deschise. Arcurile pot la rndul lor s formeze o subgrup numit arcuri deschise. Bucl Buclele reprezint 60% din modelele muchiilor. Acestea pot coti la stnga sau la dreapta sau pot fi bucle duble. O bucl dubl are o bucl spre dreapta i una spre stnga, conforme evidenierii fiecreia.

Spiral Spiralele reprezint aproximativ 35% din modelele muchiilor. Ele se definesc prin cel puin o muchie care face un cerc complet.

Arc

Bucl

Spiral

Figura 1.3 Modelele muchiilor

b) Suprafaa modelelor muchiilor

Aceasta este suprafaa amprentei n care toate macrocaracteristicile sunt ntlnite. Este definit prin fluxurile de margini divergente care formeaza o delta.

Figura 1.4 Suprafaa modelelor muchiilor

c) Punctul central

Acesta se gsete n centrul imaginii degetului. Poate sau nu s corespund cu centrul suprafeei modelelor muchiilor. Este folosit ca punct de referin pentru msurarea punctelor minuioase i pentru clasificare. Clasificarea este organizarea amprentelor digitale bazat pe modelul muchiilor.

Figura 1.5 Punctul centrald) Punctul delta

Punctul delta este punctul de pe prima bifurcaie a muchiei, sfritul brusc al muchiei, ntlnirea a dou muchii, un punct, o muchie fragmentat sau orice punct pe o muchie la cel mai apropiat centru de divergen a dou linii, localizat pe/sau chiar n faa punctului lor de divergen.

Este un punct fix folosit s faciliteze numrarea sau detectarea muchiilor. n figura urmtoare, punctul delta a fost mrit.

Figura 1.6 Punctul delta

e) Liniile tip

Liniile tip sunt dou muchii paralele distincte ce definesc suprafaa modelului de muchii. n figura urmtoare liniile tip sunt cele dou muchii nchise la culoare n seciunea mrit.

Figura 1.7 Liniile tip

f) Numrul muchiilor

Se refer la numrul de muchii care se intersecteaz cu o linie pentru fiecare imagine a degetului. Pentru fiecare punct delta n imaginea degetului va fi un set de muchii corespunztor ntre acesta i punctul central. n figura 1.8, setul de muchii de la punctul delta la punctul central are 12 muchii.

Figura 1.8 Numrul muchiilorMicrocaracteristici ale amprentei digitaleDup cum denot i denumirea, microcaracteristicile nu pot fi observate cu ochiul liber. Un numr mare de scannere prezente pe pia au o rezoluie destul de mare nct pot numra i porii.

Microcaracteristicile unei amprente sunt constituite din puncte minuioase clasificate dup:

a) tipul lor ;

b) orientare ;

c) frecvena spaial ;

d) curbur ;

e) poziia .a) TipulExist tipuri diferite de detalii minuscule:

1) terminaia muchiei ;

2) bifurcaia muchiei ;

3) divergena(abaterea) muchiilor ;

4) punct sau insul ;

5) ngrditur sau lac ;

6) muchia scurt .1) Terminaia muchieiO terminaie a muchiei este o ntrerupere a unei muchii sau un punct n care o muchie se termin brusc.

Figura 1.9 Terminaia muchiei

2) Bifurcaia muchieiBifurcaia unei muchii este mprirea n dou sau mai multe muchii a unei muchii de origine.

Figura 1.10 Bifurcaia muchiei

3) Divergena muchiilor

Divergena muchiei apare atunci cnd dou muchii situate paralel se separ n dou direcii opuse. n figura urmtoare cele dou muchii se separ n punctul n care o alt muchie are o bifurcaie.

Figura 1.11 Divergena muchiilor4) Punct sau insul

Un punct sau insul nseamn c o muchie este destul de scurt s fie perceput ca un singur punct sau linie (insul). n figura 1.12 putem observa un grup de 3 puncte sau insule.

Figura 1.12 Punct sau insul

5) ngrditur sau lacO ngrditur (lac) se formeaz cnd o muchie se bifurc i se unete din nou. Aceasta las o vale nconjurat de muchia care se reunete. n figura 1.13, muchia a creat dou ngrdituri.

Figura 1.13 ngrditur sau lac

6) Muchie scurt

O muchie scurt este o muchie de lungime redus, dar nu att de scurt astfel nct s fie considerat un punct sau o insul. n figura 1.14, se pot observa dou muchii scurte i dou puncte.

Observaia este c muchiile scurte au o imagine liniar iar punctele arat circular.

Fig 1.14 Muchie scurt

b) OrientareaOrientarea se refer la discuia general n care o caracteristic pare s fie direcionat. n figura 1.15, ambele suprafee mrite conin bifurcaii dar orientarea lor este diferit. Bifucaia din suprafaa mrit a palmei stngi va avea o nclinare general de aproximativ 1. Bifurcaia de pe palma minii drepte va avea o nclinare general de -1.

Figura 1.15 Orientarea

c) Frecvena spaialFrecvena spaial poate fi privit ca densitatea muchiilor n jurul unui punct minuscul. n figura 1.16, frecvena spaial este mai mare n jurul insulei din dreapta sus dect bifurcaia din stnga mijloc.

Figura 1.16 Frecvena spaiald) CurburaCurbura este rata schimbrii direciei unei muchii. n figura 1.17 mrit n stnga sus, rata schimbrii direciei este sczut, cuburile muchiilor fiind mai plate. n dreapta jos, n figura 2.15, rata schimbrii este mai mare, curburile muchiilor fiind mai strnse.

Figura 1.17 Curburae) PoziionarePoziionarea se refer la locaia relativ a punctelor minuscule. Se poate face referire la acestea folosind grila euclidian i avnd origine fie n punctul central fie n delta. n fig 1.18, originea se afl n punctul central. Numerele de la sfritul fiecrei axe sunt la valoarea lor maxim.

n exemplul nostru, putem gsi o bifurcaie la(1, -1) i un grup de puncte la (-1, 1,5).

Fig 2.16 PoziionareFigura 1.18 Curbura

Reprezentarea degetuluiAm vzut din ce este constituit o amprent digital n biometrie. Din moment ce biometria amprentei digitale este biometrie activ, utilizatorul trebuie s se supun scanrii i trebuie s-i pun degetul pe scanner pentru a obine imaginea lui.

Scanarea poate fi fcut cu tehnologii diferite dar n general, toate captureaz o imagine a degetului. Un scanner al amprentei digitale capturez imaginea i apoi transmite fie imaginea, sau dac este un dispozitiv performant, un rspuns al scanrii amprentei.

Tehnologia folosit la scanarea degetelor se mparte n dou categorii de baz:

a) Scannere optice b) Scannere cu silicon a) Scannerele optice sunt compuse din semiconductor complementar de oxid de metal (CMOS) i dispozitiv de ncrctur cuplat (CCD). Scannerele cu silicon conin frecven capacitiv, termic i radio. Scannerele optice folosesc optica pentru a aduna imagini ale degetului.

Optica este o parte a unui sistem de filmat ce captureaz lumina reflectat de la o surs, de obicei printr-o prism. Indiferent dac tehnologia cu camer de filmat folosit este CCD sau CMOS, principiile de baz pentru reprezentarea imaginii sunt acelei.

Pentru a obine imaginea amprentei digitale, dispozitivul va avea :

- Plac folosit la reprezentarea degetului ;

- Prism folosit pentru reflectarea imaginii luminate n camer ;

- Surs de lumin folosit pentru iluminarea amprentei. Aceasta este de obicei o reea de diode emitoare de lumin (LED-uri).

- Camera folosit la capturarea imaginii degetului .

Diferena dintre tehnologia CCD i CMOS se reduce la implementarea i folosirea lor .

CCD este cea mai veche dintre ele i a intrat pe pia la nceputul aniilor 70. n deceniile urmtoare, a fost rafinat i mbuntit pentru reproducerea cu acuratee a imaginilor. CCD este folosit pentru aproape orice cerin de reprezentare digital a imaginilor. Dezavantajele tehnologiei CCD sunt nevoia de voltaj mare pentru operarea i costul electronicelor auxiliare folosite la dirijarea cererilor complexe de sincronizare. CCD, de asemenea, ofer o imagine capturat ca un flux secvenial de date. Astfel, dac o aplicaie pe imagine urmrete doar o anumit parte din imagine, trebuie s proceseze ntreaga imagine. CMOS este noua tehnologie de imagine bazat pe silicon.

Din moment ce procesorul de imagine se bazeaz pe silicon, poate fi confecionat n orice linie de producie care face i cipuri de silicon. Capacitatea sa de a folosi producia generalizat face ca CMOS s fie un dispozitiv mai ieftin.

Din moment ce CMOS este o component n stare solid, poate fi folosit ca baz pentru sistemele cu cip. n acest tip de desing al cipului, toate electronicele necesare unei anumite sarcini pot fi consolidate ntr-un singur pachet electronic. Altfel spus, un singur cip ar putea s preia funciile de reprezentare a imaginii, procesare a semnalului, rularea unui hub pe port USB i criptarea. Astfel, costul total al sistemului poate fi redus.

Tehnologia CMOS are dou variante i anume:

Prima este aranjamentul pasiv unde o ieire a unui rnd sau coloane de pixeli este detectat de un singur amplificator pentru rnd, coloan sau pentru ntreaga imagine. Astfel, pentru a folosi un singur amplificator, este necesar o capacitate mai mare att la intrarea ct i la ieirea amplificatorului. Aceasta poate crete zgomotul de semnal i poate reduce sensibilitatea dispozitivului. Astfel tehnologia CMOS poate avea o rezoluie mai mic n comparaie cu CCD.

Acest fapt este vzut prin prisma dezvoltrii tehnoloogiilor de pixeli activi, unde fiecare pixel are propriul su amplificator n primul stadiu. Prin aceasta, capacitatea cerut se diminueaz i zgomotul de semnal scade. De asemenea rezoluia de semnal crete. Alegerea unui sistem biometric al amprentei digitale ce folosete fie tehnologia CMOS, fie tehnologia CCD, se reduce la ntrebri de costuri i funcii. Dac aplicaia biometric nu are restricii la consumul de electricitate, atunci tehnologia CCD este bun. Pe de alt parte, costurile de producie ale dispozitivului CMOS vor micora preurile mai rapid. Este important de tiut atunci dac dispozitivul CMOS ce va fi folosit va fi implementat cu tehnologie de pixeli activi sau pasivi.b) Scannerele cu silicon

n general, scannerele cu silicon cer prezentarea unei amprente direct pe o bucat de silicon.

Dup cum se tie, siliconul este un material sensibil i susceptibil la descrcri electrostatice. Acest material promite reducerea costurilor n ciuda dezavantajelor sale. Costul redus vine din dou direcii:

Prima ca i dispozitivul CMOS poate fi fabricat n aproape oricare linie de asamblare bazat pe silicon.

A doua, n procesul de reconstruire a imaginii degetului, se vine fie prin citirea degetului fie prin reconstruirea din imagini multiple a amprentei, buci mai mici de silicon pot fi folosite. Cea de-a doua opiune reduce costul din moment ce se cere o bucat de silicon mai mic. Ca i tehnologia optic, indiferent de tipul de reconstruire a imaginii folosit la un scanner pe silicon, operaiile de baz sunt aceleai. Degetul este perceput ntr-un anumit fel, lucru care produce un semnal de ieire care poate fi msurat cu tipul adecvat de silicon .

Astfel, pentru obinerea unei imagini sunt cerute necesare urmtoarele elemente comune:Placa n funcie de tehnologia de amprentare, aceasta poate fi sau nu bucat de silicon.

Generatorul de semnal acesta genereaz semnalul de percepie care va fi preluat de silicon.

Suprafaa de contact poate fi folosit pentru descrcarea electrostatic sau ca parte a generatorului de semnal.

Senzorul de silicon acesta este partea din silicon a senzorului care primete semnalul reflectat de la amprenta digital. Fiecare tip specific de senzor cu silicon este descris n continuare:

1) Senzorul capacitiv a fost primul scaner pe silicon scos pe pia. Primele scannere aveau defeciuni frecvente datorate descrcrilor electrostatice. mbuntirile recente ale dispozitivelor au redus frecvena acestora dar nc exist probleme.

2) Senzorii capacitivi funcioneaz pe principiul potenialului capacitiv. Aceasta nseamn c atunci cnd muchiile unei amprente iau contact cu stratul de silicon, se creeaz o presiune mai mare pe suprafaa atins de muchii dect pe suprafaa corespunztoare anurilor care nu ating siliconul. Detaliile sunt n felul urmtor: Siliconul conine o serie de condensatori grupai strns pe cip. Circuitul conductor al fiecrui condensator este un amplificator operaional inversor.

Un amplificator operaional inversor funcioneaz prin modificarea curentului de ieire bazat pe schimbrile curentului de intrare. Astfel pentru a obine o imagine de la condensator, cele dou suprafee ale condensatorului sunt descrcate i apoi aplic fiecreia o ncrctur electric fix. n timp ce muchiile unui deget se aproprie i fac contact cu suprafaa cipului, capacitatea acelui circuit crete. Creterea capacitii indic prezena unei muchii. anurile unei amprente nu cresc capacitatea, neexistnd contactul cu pielea. Astfel, toate circuitele conductoare sunt interogate i o imagine a degetului se creaz pentru comparaie.

3) Senzorul termic de amprentare nu se bazeaz pe generarea extern a semnalului. Senzorii termici folosesc cldura corpului drept semnal de msurare.

La contactul cu suprafaa senzorului, muchiile i anurile furnizeaz o diferen de temperatur. Diferena de temperatur este msurat n funcie de temperatura nominal a senzorului nainte i dup contactul cu degetul. Diferena genereaz un semnal prin efect piroelectric. Timpul de msurare a diferenei de temperatur nominal i msurat este n microsecunde. Aceasta permite reprezentarea rapid a imaginii. Astfel, acest senzor este ideal pentru preluarea rapid a msurtorii.

n capturarea rapid a imaginii, degetul alunec de-a lungul unei buci subiri de silicon i imaginea degetului este reconstruit din poriuni capturate distincte. Factorul de capturare fiind foarte mic , costul siliconului pentru senzor este mai sczut pentru c se pot face mai muli senzori dintr-o fie de silicon.

4) Senzor cu frecvena radio. Un senzor de amprentare prin frecven radio funcioneaz prin reprezentare esutului de sub piele. Pentru aceasta, senzorul se folosete de dou plcue care genereaz un cmp electric ntre ele. Degetul intrnd n contact cu o plcu, semnalul se atenueaz iar aceast scdere este capturat de senzoriii din siliconul din stratul interior. Muchiile degetelor atenueaz mai mult semnalul dect anurile.

Acest tip de senzori funcioneaz bine i n cazul degetelor uscate i exfoliate dar i dac degetele sunt nvelite n material.

Concluzie:Biometria amprentelor digitale reprezint o alegere bun existnd multe soluii pe pia i permind companiei s evalueze soluia cea mai potrivit.

Faptul c aceast tehnologie este matur atrage dup sine faptul c este i familiar, lucru care este permis atacatorilor s studieze i s incerce diferite tipuri de atacuri asupra dispozitivelor de amprentare.

O companie trebuie s evalueze structura de risc i s aleag calea de mijloc ntre convenien i securitate.

Partea de securitate implic analiza nivelului de efort necesar compromiterii sistemului i posibila pierdere de date sau timp.1.2. Tehnologii de biometrie a feeiBiometria feei este folosit de oricine n fiecare zi. Faa este prima carecteristic definitorie folosit la identificarea cuiva, fiindc faa este primul lucru la care ne gndim cnd ne amintim cum arat cineva. O folosim i depindem de ea pentru recunoatere. ncrederea n capacitatea noastr de a recunoate pe cineva dup fa poate s ne i pcleasc. Fiecare am confundat o persoan cu alta, la un moment dat. Pentru muli, inclusiv pentru prini, gemenii constituie o problem unic. Unii gemeni pot fi att de asemntori c pn i prinii i identific prin alte mijloace.

Creierul uman este complex i unii spun c este cel mai puternic computer din lume. Are funcii specializate pentru simuri dar i acesta poate fi pclit. Nu este deloc surprinztor c metoda biometriei feei este adesea controversat. Poate reda acelai nivel de acuratee ca alte biometrii i poate fi folosit ntr-un mediu de securitate ?Descrierea general a biometriei feei

Faa este fcut din mai multe i diferite micro i macroelemente. Macroelementele includ gura, nasul, ochii, pomei, brbia, buzele, fruntea i urechiile. Microcaracteristicile includ distanele dintre macrocaracteristici, ale caracteristicii de referin i dimensiunea sa. De asemenea, imperceptabil de ctre ochiul uman este faptul c trupurile i feele noastre eman cldur care poate fi msurat cu camerele de infraroii. Toate aceste trsturi pot fi folosite de sistemele de biometrie a feei la autentificarea unei persoane. Reprezentarea feeiOrice aparat foto digital, cu o rezoluie suficient (min. 1Mpixel, min. 3X zoom), poate fi folosit pentru obinerea imaginii feei n condiii de iluminare acceptabile, dar trebuie menionat faptul c, cu ct imaginea surs este mai bun din punct de vedere calitativ, cu att crete i acurateea recunoaterii. Algoritmul de recunoatere a imaginii poate fi bazat pe 2 sau 3 dimensiuni ale proprietilor feei. Sistemele de recunoatere facial folosesc, de obicei, doar informaiile alb-negru, culorile (dac exist) fiind folosite doar pentru localizarea feei. n cazul unei iluminri slabe se pot folosi i camere cu infrarou pentru sistemele de recunoatere facial.

Caracteristicile imaginilor faciale n contextul documentelor de cltorie sunt difereniate i definite n cadrul standardului ISO/IEC 19794-5 dup cum urmeaz: imagine facial de baz, imagine facial frontal, imagine facial frontal complet i imagine facial caracteristic.

Acest standard reprezint baza recomandrilor ICAO. Pentru sistemele de recunoatere facial primul pas este localizarea feei n cadrul imaginii. Apoi, caracteristicile faciale sunt extrase.

Tehnologia de recunoatere facial s-a dezvoltat n dou direcii: msurarea metricii faciale i crearea unei matrici a caracteristicilor feei. Metrica feei const n msurtori ale caracteristicilor feei (poziionarea ochilor, nasului, brbiei, precum i distanele dintre acestea). O a doua metod const n compararea imaginii faciale cu un ablon predefinit de caracteristici faciale, crendu-se astfel o matrice a caracteristicilor proprii persoanei.

Figura 1.19 Biometria feeiSistemele de recunoatere facial prezint nc probleme n cazul diferenierii unor persoane cu trsturi foarte similare, cum ar fi gemenii identici, dar i n cazul unor schimbri drastice ale imaginii feei. Totui, algoritmii moderni au o rat de recunoatere superioar personalului uman.

De multe ori, sistemele faciale sunt combinate cu o alt tehnologie. De exemplu, s-a dezvoltat o tehnologie biometric dual, care combin tehnologiile de recunoatere a geometriei minii cu cele faciale. Sistemul funcioneaz cu succes mpreun cu documentele de cltorie i asigur o autentificare tripl a feei, cardului i minii.Imaginile feei pot fi capturate prin scanarea pe viu a feei sau prin fotografii sau filme.

Unii algoritmi nu sunt compatibili cu fotografiile sau imaginile video i astfel sunt necesare alte tipuri de msurtori. Dac este vorba de reprezentarea unei fotografii, atunci un scanner cu rezoluie mare va fi folosit iar fotografia este procesat ntr-un ablon al feei. Camerele cu infraroii folosite la reprezentarea facial nu sunt luate n considerare n cele ce urmeaz fiindc nu sunt potrivite ca dispozitive biometrice de securitate. Preul i dimensiunile lor le face s nu fie practice i uor de instalat. Camerele ce se folosesc n prezent pentru securitatea accesului sunt aceleai ca cele folosite pentru videoconferine. Au costuri reduse din moment ce folosesc tehnologiile de imagini CCD i CMOS. De asemenea sunt destul de mici pentru a fi instalate pe birou, nu au nevoie de panouri speciale de obinere a imaginii i suport conexiuni standard cum ar fi USB.

Concluzii:

Biometria feei reprezint un sistem atractiv de acces. Analiza trsturilor locale furnizeaz cel mai potrivit algoritm bazat pe anumite supoziii. Totui, exist dezavantaje i anume c utilizatorului i se cere s stea ntr-o lumin bun i ct mai nemicat. De asemenea, biometria feei fiind pasiv, exist griji n ceea ce privete atacarea sistemului i intimitatea.

n consecin, o companie trebuie s-i evolueze riscurile i s gseasc balana ntre acceptarea din partea utilizatorilor, costuri i securitate. Partea de securitate presupune analiza nivelului de efort necesar compromiterii sistemului i posibila pierdere a datelor i a timpului. 1.3. Tehnologii de biometrie a vociiFolosirea autentificrii biometrice prin voce pare natural i potrivit. Vocea este o surs foarte important de sunet pentru simul auzului. Interpretarea vocii percepute poate s ne spun multe despre cineva. Poate s ne indice distana la care acea persoan se afl de noi, emoia i cel mai important, putem asocia vocea cu o persoan pe care noi o tim.

Ca i n cazul recunoaterii feei, cu toii am greit gndind c recunoatem o voce cnd de fapt nu era aa. Aceasta se poate s se fi ntmplat datorit condiiilor acustice n care am auzit vocea. n plus, percepia noastr despre direcie i distan apreciate dup sunete, poate fi i ea pclit. Pentru a testa acest lucru, punem o persoan s stea n spatele nostru i s vorbeasc dintr-o anumit direcie. Apoi luam un tub de hrtie i l punem la urechea cea mai apropiat de cel care vorbete. Punem persoana s vorbeasc din nou. Surprinztor, acea persoan pare s fie mai aproape pe partea opus i asta pentru c unda de sunet parcurge o distan mai mare pn la ureche. Astfel, atunci cnd msoar timpul parcurs de sunet pn la ambele urechi, creierul este pclit i crede c persoana este mai aproape pe partea opus.

Aceasta demonstreaz c pn i cea mai complex mainrie, creierul uman, poate fi pclit de sunet i implicit de vocea uman. Dac pn i creierul uman poate fi pclit, pare logic ca i un sistem de biometrie a vocii s poat fi pclit.Descrierea general a biometriei vocii

Senzorii audio i de alt natur recepioneaz pn la 7 nivele ale tonurilor nazale, vibraiilor gtului i laringelui, a presiunii exercitate asupra aerului de ctre voce. Majoritatea sistemelor utilizeaz un echipament similar cu cel al telefoanelor. Urmnd indicaiile, subiectul ridic receptorul i introduce un cod PIN prin tastare de la butoanele telefonului. La semnalul auzit prin receptor, subiectul pronun parola de acces, care poate fi PIN-ul + numele sau o propoziie format din 4 pn la 6 cuvinte. Se repet de pn la 4 ori. Timpul necesar este mai mic de dou minute.

Dimensiunea fiierului rezultat variaz ntre 1.000 i 10.000 de bii, n funcie de productor.

Aceste sisteme opereaz doar ca verificatori ai identitii. Rspunsul auditiv este primit prin receptor. Unele sisteme ns includ i un rspuns vizual. Operaiunea dureaz pn la 10-14 secunde.

Sunt utilizate diferite metode, inclusiv msurarea presiunii aerului, care este n cretere atunci cnd se pronun consoanele p sau t. Unele sisteme mai sofisticate cer utilizatorului s pronune diverse cuvinte, n ordine arbitrar, dintr-o list de 10 cuvinte nregistrate. Cnd vorbim, cuvintele pot fi mprite n componente individuale numite fenome. Fiecare fenom este redat cu intensitate, caden i flexiune. Aceste trei aspecte ale vocii fac ca fiecare voce s fie unic. Dei suntem indivizi unici putem s prem foarte asemntori din punct de vedere al sunetelor.

Aceast asemnare vine din influenele culturale i regionale, din forma unui accent. De asemenea preluam din familie cteva flexiuni i accente. Aceasta nseamn c dac petreci destul timp n preajma unei anumite persoane, poi prelua cteva caracteristiciale vocii sale. Deloc surpriztor, toi la un moment dat am crezut c auzim vorbind o anumit persoan cnd de fapt, era alta.

Vocea este o metod biometric psihologic i comportamental. Asta nseamn c este influenat de corpul nostru i de mediul n care ne gsim. De exemplu, copiilor care cresc i ajung la pubertate, li se schimb vocea. Cu ct naintm n vrst, vocea capt alte nuane. n plus, vocea noastr este diferit ntr-o sal de oper sau cabin de telefon, ambele avnd proprieti acustice care vor afecta sunetul vocii noastre. Prin urmare este posibil ca vocea noastr s nu sune mereu la fel i aceasta pune problema folosirii vocii drept metod biometric acceptabil pentru securitatea reelelor.

Dup cum s-a discutat, vocea se poate schimba n funcie de factorii psihologici i de mediu. Prin urmare, ambii trebuiesc luai n considerare la evaluarea biometriei vocii.

Concluzii:

Biometria vocii este o opiune interesant pentru securitatea reelelor. Ofer uurin n folosire i un hardware relativ ieftin. Nu invadeaz intimitatea uilizatorului i poate fi folosit zilnic i uor.

Inconvenientele ar fi nregistrarea unui vocabular destul de mare pentru a putea fi folosit, sensibilitatea la condiiile de mediu i fiziologice cum ar fi o simpl rceal. Astfel, pentru acomodarea la aceste inconveniente, este necesar un echilibru ntre FAR i FRR. Din nou, convenabilitatea versus securitatea reelei fac ca acest tip de biometrie s nu fie la fel de bun ca altele pentru autentificare n reea. 1.4. Tehnologii de biometrie a irisului

Folosirea irisului pentru autentificarea biometric este relativ nou. Toi algoritmii comerciali folosii azi, se bazeaz pe algoitmul original patentat de John Daugman de la Universitetea din Cambridge.

n anul 1994, mecanismul irisului era pregtit i disponibil pentru licen. De atunci Iradian Tehnologies a cumprat algoritmii i drepturile asociate. Iradian Tehnologies a liceniat i alte companii s construiasc aplicaii bazate pe algoritmii irisului.

O trstur biometric puternic i de ncredere genereaz un model simplu de comparat i nu are FAR. i rata FRR de 0.22% pentru trei ncercri este foarte sczut.

Cu un FAR nalt i un FRR mic, biometria irisului funcioneaz foarte bine att la identificare ct i la verificare. Este clar c irisul are cel mai bun nivel de acuratee dintre toate metodele biometrice .

Descrierea general a biometriei irisuluiIdeea utilizrii caracteristicilor irisului pentru identificarea persoanelor a aprut pentru prima dat ntr-o carte de oftalmologie, scris de ctre James Doggarts n 1949. Pn n anii 1980 acest subiect era de domeniul SF-ului, aprnd doar n filmele cu James Bond. n anul 1987 ali doi oftalmologi, Aran Safir i Leonard Flom, breveteaz ideea, iar n 1989 se adreseaz lui John Daugman (atunci profesor la Universitatea Harvad) s ncerce s elaboreze algoritmi matematici pentru scanarea irisului. Aceti algoritmi (IrisCod), pe care Dr. J.Daugman i-a brevetat n 1994, sunt baza tehnologiilor scanrii irisului din zilele noastre. IrisScan Inc. (ulterior transformat n Iridian Technologies) este cea mai mare companie din lume care a dezvoltat tehnologia de recunoatere a irisului. Dr. John Daugman, proprietarul companiei i inventatorul algoritmelor, a primit n anul 1997 Premiul pentru Tehnologia Informaiei, iar n 2000, a demonstrat tehnologia de identificare a persoanelor pe baza irisului ntr-un spectacol numit Experiena Mileniului, organizat la Milenium Dome n Anglia. Acest proiect a fost considerat unul din cele mai actuale i mai importante din lume. Astfel, ncepnd cu anul 2000, tehnologia de scanare a irisului a fost implementat n cele mai diverse i importante domenii: sistemul bancar, aeroporturi, instituii guvernamentale, strategice, private etc.

Irisul este inelul colorat ce nconjoar pupila, iar caracteristicile acestuia sunt unice, chiar i n cazul gemenilor sau al ochilor stng i drept ai aceleiai persoane. O camer alb-negru n infrarou apropiat, amplasat la o distan de 10 40 cm, fotografiaz topologia irisului. Trebuie menionat faptul c topolgia irisului se menine stabil n decursul vieii. i n cazul recunoaterii dup iris, exist un format standardizat al imaginii.

Figura 1.20 Biometria Irisului

Odat ce imaginea alb-negru a ochiului este obinut, algoritmul localizeaz irisul n cadrul acesteia i creeaz un cod pentru iris (folosind metoda Gabor). Atunci cnd se creeaz codul irisului, algoritmul trebuie s ia n considerare condiiile de iluminare acest lucru fcndu-se dinamic precum i faptul c, odat cu pupila, i irisul sufer schimbri de mrime, n funcie de iluminare.

Avantajele irisului ca sistem biometric: gradul de individualitate a irisului depete cu mult amprenta digital. Variabilitatea: 244 grade de libertate la iris, amprenta digital dispune doar de 60-70 grade. Chiar i numai la identificarea a 75% de IrisCod-uri ansa repetabilitii ar fi de 1 la 10 miliarde de miliarde. Metoda rivalizeaz cu determinarea testelor ADN prin acuratee, precizie, stabilitate, informativitate. Metoda este igienic, confortabil, rapid: irisul poate fi scanat relativ usor, neinvaziv, non-contact, de la distan. Analiza imaginii i criptarea (formarea IrisCod-ului) imaginii dureaz 1 secund. Timpul de cutare: 100.000 Iris Cod-uri pe secund. Aceast tehnologie garanteaz un nivel ridicat de confidenialitate i siguran.

Cataracta, reflexii ale corneei, transplantul de cornee sau cristalin, lentilele de contact, ochelarii nu sunt un impediment pentru scanarea irisului unei persoane i formarea unui IrisCod corect. Irisul nrunete toate calitile necesare unui sistem biometric de identificare i are mai multe avantaje: pe primul loc este certitudinea individualitii, imaginea irisului se poate prelua repede, uor, neinvaziv, de la distan. Fiind o metod non-contact, nlesnete trecerea unui numr mare de persoane, ntr-un timp foarte scurt. Nu exist pericolul transmiterii infeciilor, iar echipamentele nu necesit dezinfecie.

Capturarea imagini irisului

Irisul este vizibil cu ochiul liber ca o textur asemntoare mozaicului. Acesta se vede cnd un spectru vizibil de lumin ilumineaz irisul. Aceste caracteristici pot fi redate la distane de pn la un metru unele fa de celelalte cu tehnologia potrivit. Tehnologia cuprinde n mod normal o camer monocromatic CCD cu rezoluie de 480 x 640. Este folosit s extrag un cadru de aproximativ 100-140 de pixeli n raz pentru a captura irisul suficient.

Un utilizator cruia i se scaneaz irisul trebuie s priveasc ntr-o camer i s primeasc indicaii dac s direcioneze camera sus, jos, la stnga, la dreapta, mai aproape sau mai departe.

Odat ce camera este poziionat corect, se captureaz un cadru i irisul este localizat.

Concluzii:

Biometria irisului este rapid, robust, uor de comparat i rezist la atacuri mai bine ca orice alt trstur. Deci, acest tip de biometrie ar trebui s fie ideal pentru securitate. Din punct de vedere tehnologic aceasta ocup primul loc.

Biometria irisului nu a depit toate celelalte tipuri de biometrie i nu a fost larg rspndit deoarece exist cteva motive ,i anume:

a) Costurile hardware-ului Camere speciale sunt nc necesare i aceste camere trebuie s aib propria surs unic de lumin. Astfel, se pot face doar mici economii din scara de redare a imaginii pentru reducerea costurilor hardware-ului. Cercetrile n domeniu, ce se fac n prezent, vor furniza i produsele cu costuri mici pe viitor .

b) Percepia utilizatorilor Chiar dac este clar c lumina infraroie folosit este perfect sigur, doar gndul c i intr lumin n ochi este descurajant pentru utilizator.

c) Poziionare ncercarea de a poziiona irisul corect cere multe coordonare. Astfel, unii nu vor putea folosi niciodat produsul i alii se vor adapta foarte greu. Unele camere folosesc tehnici de recunoatere a ochiului pentru a poziiona i focaliza singure obiectivul. Aceste soluii, dei mai bune, cresc costurile camerei i tot vor necesita o anumit capacitate de coordonare din partea utilizatorului.

d) Dimensiuni Chiar dac dimensiunea camerei a fost folosit la aceea a unei camere de birou supradimensionat, este totui destul de mare . Dac dimensiunile camerei vor scdea, vor fi mai uor de gsit spaiu pentru instalarea sa. Toate aceste probleme de mai sus vor fi rezolvate cu ajutorul timpului, al banilor i al avansrii tehnologiei.BIBLIOGRAFIE

1) http://en.wikipedia.org/wiki/Fingerprint_recognition2) Fingerprint verification competition. http://bias.csr.unibo.it/fvc2002/3) Grofu Florin, Sisteme cu microprocesoare.ndrumar de laborator -Editura Academica Brncui, Tg-Jiu 2008 , 109 pagini, ISBN 978-973-144-108-54) Davide Maltoni, Dario Maio, Anil K. Jain, Salil Prabhakar, Handbook of Fingerprint Recognition; 5) http://www.keil.com/dd/docs/datashts/atmel/at89s52_ds.pdf6) http://www.keil.com/dd/docs/datashts/atmel/at_c51ism.pdf7) Grofu Florin, Sisteme de achiziia datelor -Editura Academica Brncui, Tg-Jiu 2008 , 270 pagini, ISBN 978-973-144-137-58) http://computer.howstuffworks.com/fingerprint-scanner.htm9) http://www.wison.com.tw/eng/index.htmPAGE 3