СПОСОБ БИОМЕТРИЧЕСКОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЛИЧНОСТИ ПО ПРОФИЛОГРАММАМ ПАПИЛЛЯРНОГО УЗОРА
METHOD FOR BIOMETRIC PERSON IDENTIFICATION BY PROFILOGRAMS OF PAPILLARY PATTERN

Предлагаемый способ относится к области информационной безопасности, конкретно к системам биометрической идентификации на основе папиллярного узора пальца.
Известен аналог заявляемого объекта «Способ сканирования рисунка кожных линий и устройство для его осуществления» (РФ Патент №2168206). Способ заключается в помещении анализируемой части тела со сканируемым рисунком кожных линий на выпуклое основание, прозрачное для сканирующего излучения, сканировании анализируемой части тела потоком сканирующего излучения от источника излучения через выпуклое основание и регистрации приемником отраженного излучения. Технический результат достигается благодаря тому, что при контакте с выпуклым основанием анализируемой части тела создается усилие для перемещения основания относительно неподвижной опоры с обеспечением по меньшей мере полного перемещения помещенной на него анализируемой части тела относительно потока сканируемого излучения.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого объекта, является сканирование исследуемой части тела с помощью дактилоскопических сканеров.
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются: недостаточная надежность данного способа при использовании поддельных биометрических носителей, невозможность идентифицировать наличие пространственно-объемного рельефа сканируемой области.
Известен аналог заявляемого объекта «Способ биометрической идентификации» (РФ патент №2286599). Способ включает в себя считывание информации о биометрической характеристике пользователя, сравнение полученной информации с образцом и защиту от поддельной статистической биометрической характеристики. Технический результат достигается благодаря тому, что для защиты от поддельной биометрической характеристики измеряют изменение во времени статистической биометрической характеристики, определяют параметры изменения статистической биометрической характеристики и отвергают вводимую статистическую биометрическую характеристику как поддельную при отклонении указанных параметров от установленной нормы. В качестве статистической биометрической характеристики используют отпечаток пальца, а изменение во времени при снятии отпечатка пальца определяют по временной зависимости площади контактной поверхности отпечатка пальца.
Данная конструкция биометрической системы идентификации позволяет повысить надежность системы за счет измерения изменения во времени статистических характеристик.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого объекта, являются: сканирование рисунка отпечатка пальца, выявление всех геометрических особенностей рисунка (всех контрольных точек).
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются: недостаточная надежность данного способа при использовании поддельных биометрических носителей, невозможность идентифицировать наличие пространственно-объемного рельефа сканируемой области.
Из известных аналогов наиболее близким является «Способ аутентификации личности по рисунку отпечатка пальца и устройство для его реализации» (РФ патент №2355307). Способ включает в себя формирование биометрического шаблона, при формировании которого дополнительно используют контрольные точки, встречающиеся не во всех примерах рисунков отпечатков пальцев. После выделения всех контрольных точек рисунка и статистических особенностей рисунка окружающих их областей выделяют дополнительные контрольные точки, где особенности рисунка отсутствуют, и после выявления статистических параметров областей, окружающих эти точки, запоминают положение и параметры всех контрольных точек полученного расширенного биометрического шаблона. При аутентификации контролируют отсутствие в проверяемом рисунке отпечатка пальца контрольных точек в местах расположения дополнительных контрольных точек. При аутентификации извне или от внутреннего генератора случайных чисел задают личный код пользователя, задают связи сети искусственных нейронов, обучают нейронную сеть преобразовывать параметры рисунка в личный код пользователя. После обучения уничтожают информацию о личном коде пользователя, а также часть данных в описании расширенного биометрического шаблона.
Данный способ биометрической системы идентификации позволяет повысить надежность системы за счет выделения контрольных точек рисунка и определения их статистических особенностей.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого объекта, являются: сканирование рисунка отпечатка пальца, выявление всех геометрических особенностей рисунка (всех контрольных точек), статистической оценке контрольных точек и сравнение результатов с образцом.
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются: невозможность идентифицировать наличие пространственно-объемного рельефа сканируемой области.
Задача предлагаемого способа - повышение надежности системы биометрической аутентификации личности человека через повышение стойкости защиты устройств к атакам подбора за счет получения профилограммы анализируемой части тела и анализа рельефа полученного папиллярного узора, что позволит системе биометрической аутентификации личности отличить истинный папиллярный узор от его графического изображения или слепка.
Технический результат достигается за счет получения профилограммы анализируемой части тела и анализа рельефа полученного папиллярного узора, что позволяет повысить надежность биометрической аутентификации личности человека через повышение стойкости защиты устройств к атакам подбора.
Для достижения необходимого технического результата предложен способ биометрической идентификации личности по профилограммам папиллярного узора, включающий считывание геометрических особенностей папиллярного узора, выделение контрольных точек, а также статистическое описание области рисунка, окружающего каждую контрольную точку, включающее измерение высоты рельефа полученного изображения и угла наклона стенок папиллярных линий, анализ полученных данных, сравнение полученной информации с биометрическим шаблоном, отличающийся тем, что измерение статистических параметров проводят по профилограмме считываемого объекта, полученной с помощью методик атомно-силовой микроскопии, а анализ рельефа полученного папиллярного узора осуществляют путем анализа профилограммы.
Заявляемый способ биометрической идентификации личности по профилограммам папиллярного узора можно осуществить с помощью биометрической системы идентификации, состоящей из стандартного сканера отпечатков пальцев со встроенным профилометром.
На Фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство, состоящее из стандартного сканера отпечатков пальцев 1, содержащего прозрачное окно для графического считывания папиллярного узора 2, в котором расположена узкая щель 3 для встроенного профилографа 4.
На Фиг. 2 изображен пример изображения анализируемой части тела и линии, вдоль которой строится профилограмма папиллярного узора.
На Фиг. 3 изображен пример полученной профилограммы и выделены основные ее характеристики: высота папиллярного узора h, ширина папиллярного узора d, расстояние между папиллярными линиями 1, угол наклона стенок папиллярных линий α.
Работает биометрическая система идентификации следующим образом.
В процессе работы система биометрической аутентификации личности человека с помощью стандартного сканера отпечатка пальцев 1 (Фиг. 1) получает рисунок папиллярного узора пальца (Фиг. 2), проводит анализ полученного изображения и определяет идентифицируемую личность. При этом через щель 3 на поверхности окна для считывания графической информации 2 встроенный профилометр (лазерный или стилусный профилометр на основе атомно-силовой микроскопии и др.) также проводит измерение рельефа поверхности в заданном участке анализируемой части тела. Система биометрической идентификации личности проводит анализ полученной профилограммы, на основе которого получает информацию о геометрических особенностях считываемого объекта: высота h и ширина d папиллярных линий, расстояние между ними 1, угол наклона стенок α. Затем система биометрической идентификации личности сравнивает полученные результаты с биометрическим шаблоном, соответствующим биометрическому шаблону пользователя, в случае расхождения полученных результатов с биометрическим шаблоном пользователя система биометрической идентификации личности отказывает в доступе пользователю.
Система биометрической идентификации личности проводит анализ профилограммы следующим образом.
Для нейтрализации кривизны считываемого объекта из полученной профилограммы вычитается ее аппроксимирующая кривая n-го порядка. Затем по данной профилограмме строится гистограмма высот, на которой будут присутствовать два пика, соответствующие координатам вершин и дна папиллярных линий, а расстояние между этими пиками будет соответствовать средней высоте папиллярного узора h. Затем на профилограмме выделяются участки, попадающие в окрестность координаты вершин папиллярных линий, статистический анализ длин которых позволит получить среднее значение ширины папиллярного узора d. Также на профилограмме выделяются участки в окрестности координаты дна папиллярных линий, анализ длин которых позволит получить среднее значение расстояния между папиллярными линиями 1. Фрагменты профилограммы, не вошедшие в окрестности координат вершин и дна папиллярных линий, соответствуют боковым стенкам папиллярного узора, используя координаты крайних точек каждого фрагмента, можно вычислить угол наклона этих стенок α.
Известно, что большинство систем биометрической идентификации в качестве входных данных используют графическое изображение анализируемой части тела и на основе анализа этого изображения проводят идентификацию личности. Однако данные системы не способны идентифицировать и провести анализ объемного рельефа данного изображения. В условиях современных технологий и возможностей злоумышленники могут использовать высокоразрешающую фото- и видеотехнику, для того чтобы получить качественное графическое изображение анализируемой части тела пользователя или получить доступ к объектам, с которыми взаимодействовал пользователь и оставил на них свои потожировые следы. После чего злоумышленники могут предоставить для считывания системе идентификации фотографию или слепок анализируемой части тела пользователя и получить доступ к защищаемому объекту или важной информации.
Отличие предложенного способа от способов-прототипов состоит в том, что проводится анализ не только графического изображения анализируемой части тела, не несущего информации об его рельефе, но и дополнительно проводится анализ рельефа анализируемой части тела и определяются ключевые пространственные характеристики папиллярного узора.
Данный способ повышения надежности системы биометрической идентификации личности по профилограммам папиллярного узора позволит повысить стойкость системы биометрической идентификации личности к атакам подбора.
Таким образом, предлагаемый способ представляет собой способ повышения надежности системы биометрической идентификации личности по профилограммам папиллярного узора, позволяющий измерять рельеф анализируемой части тела и угол наклона стенок папиллярного узора.
Таким образом, по сравнению с аналогичными способами предлагаемый способ биометрической идентификации личности позволяет повысить надежность биометрической аутентификации личности пользователя через повышение стойкости защиты устройств к атакам подбора.