1. Úvod do biometrie
Vladimír Lieberzeit
vladimir.lieberzeit@upek.com
UPEK Inc.

2. Obsah
Úvod do biometrie, základy
Přehled biometrických metod
Otisky prstů trochu podrobněji

3. Úvod do biometrie

4. Úvod do biometrie
Autentizace a její faktory
– Něco, co znáte: PIN, heslo,...
– Něco, co máte: klíč, karta, token,...
– Něco, co jste: biometrie
• Otisky prstů
• Rozpoznávání tváře
• Rozpoznávání oka (duhovka, sítnice)
• Analýza DNA
• atd.

5. Úvod do biometrie
Základní biometrické operace
– Registrace
– Verifikace/Identifikace

6. Úvod do biometrie
Registrace (enrollment)
Výsledek: Registrační model
(enrollment template)

7. Úvod do biometrie
Verifikace (1:1)

8. Úvod do biometrie
Identifikace (1:N)
Identifikace 1:Několik (one-to-few)
Identifikace 1:Mnoho (one-to-many)

9. Úvod do biometrie
Hodnocení výkonnosti biometrie
– FMR (False Match Rate)
• Relativní množství chybných pozitivních verifikací
• Např. u otisků prstů FMR < 0.001%
• ~ FAR (False Acceptance Rate)
– FMNR (False Non-Match Rate)
• Relativní množství chybných negativních verifikací
• Např. u otisků prstů FNMR < 1%
• ~ FRR (False Rejection Rate)
– FTE (Failure To Enroll):
• Relativní množství neúspěšných registrací (tj.
jaké množství lidí nelze vůbec zaregistrovat)

10. Úvod do biometrie
Hodnocení výkonnosti biometrie -
Problémy
– Poměr FMR, FMNR a FTE je konfigurovatelný
– Výkonnost závisí na míře spolupráce uživatelů
– Výkonnost závisí na schopnostech a zkušenosti
uživatelů
– Výkonnost záleží na testovací proceduře (např.
použití více vzorků pro jedno měření)
FMR a FNMR je dnes více marketingová než
objektivní informace
- Při výběru technologie je vhodné provést vlastní
nezávislé porovnání

11. Poměr FMR a FNMR

12. Poměr FMR a FNMR
Typický cíl pro otisky prstů: FNMR < 1%, FMR < 0.001%

13. Achillova pata: Falšování identity
Prakticky každou biometrickou technologii lze
oklamat
Často je to ale obtížné (dostupnost znalostí,
technologie, materiálů, biometrické informace
od původního subjektu)
Nepřátelský vs. „kooperativní“ útok
Většinu útoků lze eliminovat dozorem při
snímání

14. Ochrana osobních údajů
Obavy ze zneužití -> legislativa na ochranu
osobních údajů
Veřejnost má větší obavy u technologií, které
lze použít v kriminalistice (otisky prstů, DNA)
Větší obavy v EU než u zbytku světa
Reakce: Odklon od centrálních databází ->
ukládání dat lokálně, na čipových kartách,
tokenech apod.

15. Přehled biometrických metod

16. Otisk prstu
Dnes nejrozšířenější
Vysoká spolehlivost
– (daktyloskopie)
Dostupné snímače
– zabudované i v laptopech aj.
Snadné použití
Bezpečnost i pohodlí
(sejmout prst je snazší než
zadat heslo)
Nejnovější technologie poměrně
odolné proti falšování

17. Rozpoznávání obličeje
Dostupné snímače
– stačí osobní PC kamera
pro videokonferenci
Očekává se značný rozvoj
– ve spojení s rozvojem
– videokonferencí
Problém: Snadné falšování

18. Duhovka
Vysoká spolehlivost
(lepší než u otisků
prstů)
Vyžaduje speciální
kamery (IR spektrum,
vysoké rozlišení)
Poměrně odolné
proti falšování

19. Sítnice
Mapa cév na očním pozadí
Velmi speciální snímače.
Užívané spíš ve stacionárních
systémech (dveře)
Nepříliš oblíbené u uživatelů
Velmi odolné proti falšování

20. Hlas
Dostupné snímače
– mikrofon v PC
– telefon
Snadné použití
Nízká spolehlivost
Velmi málo odolné proti falšování
Psychologický faktor – uživatelům je
nepříjemné veřejně odříkávat vstupní frázi

21. A další...
DNA Spektrum
kůže
Geometrie
dlaně Rty
Podpis Nehty
Dynamika a mnoho
úhozů na dalších...
klávesnici

22. Otisky prstů trochu podrobněji

23. Snímání
Tradiční (off line):
otisk načerněného
prstu na papír

24. Snímání
Optické sensory

25. Snímání
Optické sensory
Klady: velká snímaná plocha, dobrá kvalita
Zápory: velikost snímačů, snadné falšování

26. Snímání
Křemíkové sensory
Kapacitní

27. Snímání
Křemíkové sensory
Kapacitní
Elektrické pole

28. Snímání
Křemíkové sensory
Kapacitní
Elektrické pole
Termální

29. Snímání
Křemíkové
sensory
Dobrá kvalita obrazu, malé snímače
Cena úměrná velikosti

30. Snímání
Křemíkové sensory
Plošné
Protahovací
(swipe)

31. Model (template)
Z obrazu otisku se vytvoří model (template) s
daty potřebnými pro porovnávání
Redukce velikosti:
– obraz otisku 50-100kB
– model 0.5-30 kB
Ochrana osobních dat: Původní otisk není
uložen a nelze jej reprodukovat

32. Metody porovnávání otisků
Markanty (Minutiae)
– 2 základní typy markantů:
ukončení, rozštěp
(celkem 52 typů)
– Globální porovnání
– Lokální konstelace
Vzor papilárních linií
– Geometrický
– Textura
Korelace obrazů
KOMBINACE!!!

33. Závěr

34. Závěrečné shrnutí
Biometrie je jeden z autentizačních faktorů,
stejně jako třeba PIN kód
Jako každý autentizační faktor i biometrie má
své klady i zápory, je jim třeba rozumět
Autentizační faktory je třeba volit podle potřeb
aplikace

35. Závěrečné shrnutí
Biometrie se stále vyvíjí
Nové metody a zdokonalení přinášejí
– Vyšší spolehlivost
– Nižší náklady -> lepší dostupnost
– Lepší odolnost proti falšování
Z dřívější specializované a neobvyklé
technologie se stává běžný konzumní produkt

36. Děkuji za pozornost!
Kontakt: vladimir.lieberzeit@upek.com