Для идентификации граждан в биометрических системах контроля доступа используются параметры, уникальные для каждого человека.

Наиболее распространенными являются системы, идентифицирующие граждан по следующим признакам:

• отпечатки пальцев
• рисунок вен или геометрии руки
• радужная оболочка или сетчатка глаза
• геометрия или термограмма лица

Применение для идентификации такого подхода предоставляет ряд преимуществ: признаки, по которым происходит идентификация, нельзя потерять или забыть, передать третьим лицам в отличие от обычных бесконтактных карт, практически невозможно подделать или украсть. Однако существует также и ряд недостатков, к которым относятся отсутствие возможности 100% достоверности идентификации, относительно высокая стоимость считывателей и, зачастую, слишком продолжительное время процесса идентификации.

Принцип работы таких систем основан на получении изображения со сканера биометрического считывателя и его преобразовании в некий шаблон, который затем сравнивается с имеющейся базой. Шаблоны могут храниться как в базе данных СКУД, так и во встроенной памяти считывающего устройства или в памяти карты доступа.

Методы сравнения с шаблоном и возникающие ошибки

При распознавании происходит сравнение изображения, полученного со сканера или камеры, с ранее зарегистрированными данными (шаблонами). Существует два метода сравнения:

 

• Идентификация
  Полученное изображение сравнивается с большим количеством шаблонов, сохраненными в базе данных системы (один ко многим). Отвечает на вопрос — кто это, занимает больше времени, содержит большее количество ошибок.

• Bерификация
  Полученное изображение сравнивается с зарегистрированным шаблоном конкретного человека (один к одному). Отвечает на вопрос — тот ли это, с кем сравнивается отпечаток, гораздо быстрее по времени, безошибочнее, но требует ввод дополнительного идентификатора, например, карта или пин-код.

В момент сравнения полученного изображения с шаблоном возможно появление ошибок:

• Ошибки первого рода
• Ошибочное отклонение верификации (FRR — False Rejection Rate), когда сканер не может распознать зарегистрированного пользователя. Не сильно критичны для системы безопасности, создают неудобства из-за необходимости проведения вторичной верификации. Частота возникновения выше, чем у ошибок второго типа.
• Ошибки второго рода
  Ошибочное принятие верификации (FAR — False Acceptance Rate), когда незарегистрированный пользователь определяется системой как зарегистрированный. Критичны для системы безопасности, поскольку злоумышленник может получить доступ к системе.

 

Появление ошибок FRR и FAR определяется такими характеристиками, как качество и разрешение сканирования, область сканирования, математические алгоритмы, используемые для сравнения, количество сравниваемых деталей, а соотношение этих показателей позволяет оценить применимость выбранного метода идентификации на подконтрольном объекте.

Для исключения ошибок дополнительно используются различные наборы тестов, определяющих реальность объекта биометрии. Для сканеров пальцев это может быть проверка рельефности, давления или температуры пальца, для сканеров глаза — проверка аккомодации зрачка, для сканеров лица — термограмма лица.

 

Отпечаток пальца

Этот вид идентификации наиболее изучен и дешев, он основан на получении изображения рисунка папиллярных узоров пальцев людей, которые обладают свойствами индивидуальности, относительной устойчивости и восстанавливаемости.

Существуют два основных алгоритма распознавания отпечатков пальцев: по отдельным деталям (характерным точкам) и по рельефу всей поверхности пальца, причем по получаемому в результате обработки цифровому коду нельзя воссоздать первоначальный отпечаток.

Разнообразие биометрических считывателей отпечатков пальцев, представленных на рынке, обусловлено широким спектром сенсоров (сканеров), использующихся для получения изображения. Среди инновационных решений есть бесконтактные считыватели, которые не требуют прикосновения, и считыватели 10 пальцев одновременно, но они довольно дороги при своей точности и комфортности для пользователя.

Минусом такой идентификации является зависимость качества распознавания отпечатка от состояния поверхности пальца и внешних условий (температура, влажность, пыль), нежелание некоторых людей оставлять свои отпечатки, а также наличие людей (порядка 2% от общего количества) с врожденными плохо выделяющимися отпечатками пальцев.

На текущий момент в СКУД «Sigur» доступна глубокая интеграция со считывателями отпечатков пальца BioSmart, которая позволяет в рамках программного интерфейса СКУД «Sigur» заносить отпечатки пальцев сотрудников в систему.

Геометрия лица человека

Биометрическая идентификация лиц в плане технической реализации представляет собой более сложную и дорогую задачу (по сравнению с отпечатками пальцев) и базируется на построении двухмерных или трехмерных моделей лица на основании снимков, сделанных видео камерой. Она является самой комфортной и не всегда заметной для пользователя, не требует физического контакта с устройством.

При построении двухмерной модели получается плоское изображение, такие системы более требовательны к освещению и положению лица при сканировании, в связи с чем происходит довольно много ошибок.

При построении трехмерной модели получается объемное изображение, что позволяет добиться большей точности распознавания за счет минимизации влияния таких факторов, как изменение цвета кожи (в том числе и с помощью косметики),ношение бороды или усов, изменение поверхности лица при болезни и др., обеспечивая при этом достаточную скорость построения 3D-модели лица.

Для повышения достоверности распознавания лиц дополнительно может использоваться  термограмма лица (сканирование лица в инфракрасном диапазоне), которая компенсирует наличие очков, шляпы или накладных элементов.

Радужная оболочка и сетчатка глаза

Идентификация по радужной оболочке — одна из самых надежных, но дорогих технологий биометрической идентификации. Радужная оболочка уникальна, наиболее защищена от повреждений и не изменяется во времени. Очки и контактные линзы не влияют на получение изображения, даже слепой человек может быть идентифицирован таким способом.

После получения изображения происходит выделение частотных или других данных о рисунке радужной оболочки глаза, которые сохраняются в шаблон. Такой метод достаточно комфортен, поскольку не требует физического контакта с устройством и при этом отсутствует поток яркого света, направленный в глаз.

При использовании камеры, разрешение которой превышает 1.3 Мп, можно захватывать два глаза на одном кадре, что заметно повышает уровень достоверности распознавания.

Является более быстрой и комфортной по сравнению с идентификацией по сетчатке глаза и может использоваться на объектах, численностью в несколько десятков тысяч человек. В настоящее время активно развивается, благодаря своей перспективности.

При идентификации по сеткатке глаза используется узор кровеносных сосудов, расположенных на поверхности глазного дна (сетчатке), получаемый путем просвечивания кровеносных сосудов на задней стенке глаза лазерным лучом мягкого излучения. Сетчатка — один из наиболее стабильных физиологических признаков организма, однако этот метод очень дорог, имеет невысокую пропускную способность и не является комфортным, так как пользователю приходится неподвижно сидеть и смотреть в окуляр в течение нескольких секунд. В настоящее время идентификация по сетчатке глаза в СКУД используется редко.

Рисунок вен ладони и ее геометрия

Идентификация по рисунку вен ладони основана на получении шаблона при фотографировании внешней или внутренней стороны руки инфракрасной камерой. Из-за бесконтактности этот метод является достаточно комфортным для пользователя, при этом практически отсутствует возможность подделки, но болезни вен могут затруднять или искажать результат идентификации.

Степень достоверности распознавания сравнима с идентификацией по радужной оболочке глаза, хотя стоимость оборудования гораздо ниже. В настоящее время активно исследуется.

Метод идентификации по геометрии ладони основан на измерении отдельных параметров формы руки, таких как ширина ладони, радиус окружности, вписанной в центр ладони, длина пальцев и высота кисти руки, учитываются также пять основный линий, существующих на любой ладони.

Надежность этого метода сравнима с идентификацией по отпечатку пальца и тоже сильно зависит от состояния объекта, поскольку распухание тканей или ушибы руки могут исказить исходную структуру, руки могут изменяться с возрастом.

К плюсам использования можно отнести отсутствие влияния на процесс сканирования температуры, влажности и загрязнённости, хотя в настоящее время идентификация по геометрии руки в СКУД используется редко.

Идентификация по штрих коду

Обзор

Штрих-код представляет собой набор закодированных цифровых или алфавитно-цифровых символов в виде геометрических фигур, например, последовательность черных и белых полос. Штрих-коды бывают разных видов, отличающихся тем, какой объем и какой тип информации можно с их помощью закодировать.

В системах контроля доступа обычно применяются самые простейшие штрих-коды, поскольку, как правило, не стоит задача передавать через идентификатор большое количество данных. Среди таких — Code 39, Code 128, EAN-13.

Штрих-код может наноситься практически на любую поверхность, например, распечатываться обычным принтером на листе бумаги или вовсе отображаться в электронном виде на экране смартфона. Кроме этого, штрих-код может быть легко передан по электронным каналам связи, например по электронной почте или факсу. Это делает использование штрих-кодов в СКУД очень дешевым. С другой стороны, такие идентификаторы никак не защищены от копирования, а также имеют низкую износостойкость.

Исходя из данных особенностей, штрих-коды в СКУД обычно используются в качестве разовых пропусков для посетителей.

Устройства считывания. Взаимодействие со СКУД «Sigur»

Существует большое количество сканеров штрих-кода. В зависимости от целей использования они различаются по технологии считывания и способу исполнения, характеризуются также разрешением, скоростью и дальностью сканирования, а также интерфейсом подключения.

В СКУД есть ряд общепринятых интерфейсов, с помощью которых различные считыватели могут взаимодействовать с контроллерами, это Weigand или Dallas Touch Memory. Как правило сканеры штрих-кодов имеют либо USB выход для подключения напрямую к рабочему месту (компьютеру), либо интерфейс RS232, с помощью которого сканер можно подключить к контроллерам СКУД через специальный промежуточный преобразователь интерфейсов.

В СКУД «Sigur» поддерживаются оба варианта подключения:

• напрямую к клиентскому месту через USB в режиме эмуляции набота с клавиатуры
• к контроллерам через конвертер RS232 — Weigand. В качестве такого устройства может быть использован преобразователь Elsys-

Идентификация по бесконтактным картам

 

Наибольшее распространение среди идентификаторов, применяющихся в системах контроля доступа, получили бесконтактные карты. Они удобны в использовании, бывают выполнены в разных формах и видах, а использование криптоалгоритмов в некоторых форматах карт существенно снижает риск их копирования и подделки.

Ниже рассмотрены основные особенности такого типа идентификаторов.

Физическое исполнение

Кроме представленных ниже также существуют и другие исполнения идентификаторов (метки, наклейки, болты, колбы, ярлыки), однако, в системах контроля доступа они используются нечасто.

 

Толстые карты (Сlamshell card) Бесконтактные карты стандартных размеров толщиной 1,6 мм. Самые недорогие идентификаторы, дальность считывания — самая высокая из представленных (для формата EM Marine имеется исполнение повышенной дальности считывания — до 1,5 метров). Для персонализации могут использоватьсяспециальные наклейки.
Тонкие карты (ISO card) Бесконтактные карты стандартных размеров толщиной 0,76 мм. Стоимость немного выше чем у толстых карт, однако дальность считывания — ниже. Идеально подходят персонализации посредством прямой печати на самих картах (сублимационной либо ретрансферной).

Брелоки

Брелоки обычно дороже карт, при этом имеют меньшую дальность чтения. Могут иметь фирменный дизайн исполнения, однако возможность персонализации таких идентификаторов практически отсутствует.

По сравнению с картами брелоки более устойчивы к физическому воздействию — меньше ломаются, могут прикрепляться к ключам.

 

Браслеты

Стоимость немного выше чем у брелоков, дальность считывания — примерно одинаковая. Могут закрепляться на теле человека, иметь фирменный дизайн.

Из-за удобства ношения, как правило, применяются в разничныхфитнес-центрах, бассейнах, аквапарках и прочих спортивных учреждениях.

Протокол взаимодействия (формат)

Правильный выбор формата имеет непосредственное влияние на уровень безопасности всей системы. На данный момент распространение получили несколько форматов, отличающихся рядом параметров.

Возможна поддержка сразу нескольких форматов одним идентификатором. Наиболее дешевым и имеющим самый широкий диапазон выбора считывателей является формат EM Marine, однако он никак не защищен от копирования. В отличии от него идентификаторы Mifare не на много дороже, но имеют внутреннюю перезаписываемую память, правильное использование которой в совокупности со специально настроенными считывателями позволяет организовать защищенную идентификацию.

Видеообзоры карт различных форматов
 

Используемые считыватели

При организации СКУД следует подбирать оборудование и использующиеся идентификаторы, исходя из требований, предъявляемых к безопасности системы.

Выбор считывателя обуславливается несколькими основными параметрами:

• Поддерживаемый формат идентификаторов.
  Считыватели могут поддерживать как один, так и несколько форматов одновременно. При выборе идентификатора Mifare считывателям необходимо поддерживать работу с ним в защищенном режиме
• Возможность синхронизации.
  Используется для исключения влияния считывателей друг на друга при установке на близком расстоянии, например при монтаже на тонких стенах
• Дальность считывания.
  Стандартная дальность составляет не более 10 см, но бывают считыватели повышенной дальности до 1,5 метров
• Выходной интерфейс.
  За счет большей дальности и помехоустойчивости самым предпочтительным является Wiegand. Интерфейс связи Dallas Touch Memory (iButton) имеет более низкие характеристики, а OSDP пока редок в использовании. В стречаются считыватели с проприетарным интерфейсом, которые работают с контроллерами только этого же производителя. Для подключения к ПК и заведения карт в систему могут использоваться считыватели с USB интерфейсом
• Условия эксплуатации.
  Считыватели могут использоваться как в помещении, так и на улице, поэтому производятся с различными значениями рабочей температуры, влагоустойчивости и вандалостойкости
• Дизайн.
  На рынке присутствует огромное количество разнообразных решений, подходящих под любые требования

Ниже представлены примеры различных популярных в России считывателей, обладающих различными характеристиками.

Наименование	Ironlogic СP-Z2L	Prox EM Reader	Rosslare AY-K12	Ironlogic Matrix V	Prox 13	Cinintec CN560
Дизайн
Формат идентификатора	EM Marine	EM Marine	EM Marine, радиобрелки	EM Marine (повышенная дальность), радиобрелки Keeloq и CAME	Mifare Classic	Mifare Classic, Mifare DESFire, Mifare Plus
Возможность синхронизации	нет	есть	нет	нет	есть	—
Дальность считывания	3-6 см	10-12 см	8 см	ЕМ Marine — до 50 см, радиобрелки — до 10 м	4 — 6 см	6 — 8 см
Корпус, использование	обычный, в помещениях	обычный, в помещениях	влагостойкий, всепогодный, уличный	влаго- и пылезащищенный, вандалостойкий, уличный	обычный, в помещениях	обычный, в помещениях
Ориентировочная цена, руб	750	3 000	3 500	13 000	4 000	12 500

 

http://sigursys.com/biometrics_overview.php