بيومتريک
امروزه به علت اهميت روز افزون اطلاعات و تمايل افراد به امنيت بيشتر اطلاعات مخصوصا در اينترنت، ابزارهاي قديمي مانند استفاده از رمز عبور به تنهايي جوابگو و قابل اعتماد نمي‌باشد، خصوصا با ايجاد تجارت الکترونيک و خريد و فروش اينترنتي مسئله امنيت نه تنها براي شرکت‌ها وبانک‌ها بلکه براي عموم افراد مهم شده است. بنابراين متخصصين به دنبال راه‌هايي مطمئن‌تر مي‌گردند. يکي از موفق ترين راه‌هاي يافته شده استفاده از علم بيومتريک است. خطوطي که بر روي سرانگشتان همه انسان‌ها نقش بسته از دير باز مورد توجه همه بوده است، اين خطوط نقش‌هاي مختلفي دارند، يکي از اين وظايف ايجاد اصطکاک بين سر انگشتان و اشياء متفاوت است مانند قلم که با استفاده از اين اصطکاک مي‌توانيم اشياء را برداريم، بنويسيم، يا لمس کنيم(تصوير روبرو).
از سوي ديگر اين خطوط براي هر شخص منحصر به فرد است, از سال‌ها پيش از اثر انگشت افراد در جرم شناسي استفاده مي‌گرديد، و امروزه در علم بيومتريک نيز از آن استفاده مي‌شود. مانند تمام ديگر اعضاء بدن DNA هاي هر شخصي الگوي ساخت اين خطوط را دارا هستند و در واقع DNA هاي هرشخص نيز کاملا منحصر به فردند و اين قضيه تقريبا در مورد تمام ديگر اعضاء بدن صادق مي باشد. با وجود نفوذگرها و سرقـ ‌هاي اينترنتي, رمزها ابزار قابل اعتمادي نمي باشند. بيومتريک علم شناسايي افراد از طريق مشخصات انساني اوست که شامل اثرانگشت، کف دست، صورت، امضاء، دست خط، پويش عنبيه و شبکيه و تشخيص صدا است. در علم بيومتريک اعضايي از بدن مورد توجه قرار گرفته که استفاده از آن‌ها راحت‌تر و کم ضررتر باشد. هر کدام از روش‌هاي مورد استفاده داراي نقاط ضعف و قدرتي هستند که با ترکيب آن‌ها با ديگر روش‌هاي امنيتي مي‌توان ضعف‌هاي موجود را از بين برد.
هيچ فردي نمي‌خواهد هنگام چک کردن موجودي خود از طريق شبکه‌هاي اينترنتي متوجه شود که موجودي حسابش خالي شده است. توجه داشته باشيد در بسياري از موارد به علت معني دار بودن رمزهاي انتخاب شده، افرادي که تا حدودي ما را مي‌شناسند مي‌توانند آن‌ها را به راحتي حدس بزنند و با فهميدن شماره حساب در بانک به راحتي با استفاده از شبکه اينترنتي وارد حساب شده, و تمام موجودي حساب بانکي را خالي کنند.
با توجه به سرعت رشد قابل توجه تجارت جهاني و اهميت تجارت نمي‌توان از سيستم‌هاي قديمي دستي يا حضوري براي مدت زمان طولاني استفاده کرد، از طرف ديگر استفاده از اين روش‌هاي قديمي باعث اتلاف انرژي و زمان زياد شده و در مدت زمان طولاني کار کمتري انجام مي‌شود. بنابرين در تجارت، به موضوع تجارت الکترونيکي نياز احساس مي‌شود و موضوع بسيار مهمي که امروزه مورد توجه است مسئله امنيت است. بيومتريک با استفاده از روش‌هاي قابل اعتماد مي‌تواند تا حد زيادي جوابگوي مسئله امنيت باشد.
در تمام مواردي که ذکر خواهد شد ابتدا با استفاده از وسايل مخصوص آن روش،معمولا تا 3 بار الگوي اوليه گرفته مي‌شود و بعد از بدست آوردن بهترين الگو، الگوي مربوطه ذخيره مي‌شود و موقع شناسايي با اين الگو عمل مقايسه انجام مي‌گيرد.
در بيومتريک از مشخصات فيزيکي و رفتاري براي شناسايي افراد استفاده مي‌شود. مشخصات فيزيکي مانند: اثر انگشت، پويش دست، صورت و چشم که خود به دو دسته پويش عنبيه و شبکيه تقسيم مي‌شود. مشخصات رفتاري مانند: صدا، امضاء، تايپ.

1- انگشت نگاري
براي استفاده از اثر انگشت از پويشگرهاي مخصوصي استفاده مي‌شود. اين پويشگرها انواع متفاوتي دارند بعد از اينکه انگشت روي صفحه پويشگر قرار گرفت، بسته به نرم افزار استفاده شده، اثر انگشت پويش و نقاط کليدي آن تعيين و با الگوي اوليه تطبيق داده مي‌شود. البته با توجه به اينکه زمان مقايسه با ازدياد حجم مقايسه افزايش مي يابد، براي کمتر کردن اين زمان، ابتدا نقاطي را به عنوان نقاط کليدي براي دسته‌بندي پويش‌هاي موجود استفاده مي‌کنيم و در زمان انطباق از همين کليدها استفاده کرده و زمان مقايسه را پايين مي‌آوريم. امروزه پويشگرها انگشت نه تنها در ادارات پليس بلکه در روي صفحه کليدها و حتي موش واره‌ها وجود دارند و از آن‌ها در موارد متفاوتي استفاده مي‌شود. به عنوان نمونه مي‌توان با استفاده از امکانات نرم افزاري رايانه را قفل نموده و در صورتي سيستم رايانه قفل را باز کند که اثر انگشت شما را روي صفحه پويشگر خود پويش کند(تصوير روبرو). در آينده شايد بتوان از پويش اثر انگشت به جاي تايپ رمز در چک کردن پست‌هاي الکترونيکي استفاده شود و يا در تجارت الکترونيک يا تغيير موجودي در بانک‌ها آن استفاده گردد.
با وجود تمامي اين مزايا هنوز هم کاربران در استفاده از دستگاه پويش اثر انگشت مشکلاتي را در پيش رو دارند، زيرا براي اينکار مي‌بايد سخت‌افزار و نرم‌افزار مربوطه بر روي کامپيوتر کاربر نصب گردد که از نظر کاربران زياد مطلوب نمي‌باشد. پياده‌سازي اين سيستم بستگي به نظر مؤسسه مالي و درجه پيچيدگي مورد درخواست دارد. اين تکنولوژي قابل حمل نبوده و دستگاه پويش مربوطه مي‌بايست بر روي تک‌تک کامپيوترهاي کاربر که در اين فرآيند شرکت مي‌نمايند به صورت جداگانه نصب گردد. با اينحال هنوز هم نصب و استفاده از سيستم انگشت نگاري بسيار ساده‌تر از ساير تکنولوژي‌هاي پيچيده در اين زمينه مانند پويش عنبيه مي‌باشد.

2- پويش دست
براي پويش سطح کف دست از پويشگرهايي با صفحه پويشي که براي درست قرار گرفتن دست هنگام پويش مهره‌هايي برروي آن قرار گرفته استفاده مي‌شود. مانند اثر انگشت پويشگر بعد از پويش کردن با توجه به قابليت‌هاي نرم افزار و سخت افزار استفاده شده مقايسه انجام مي‌شودکه در صورت تطبيق هويت شخص تاييد مي‌شود(تصوير روبرو). جغرافياي کف دست بعد از مدتي با گذشت سال و با بالا رفتن سن تغيير مي‌کند و نيز جراحات نيز باعث عوض شدن تصوير کف دست مي‌شود، بنابراين در استفاده از اين روش بايد پويش به دست آمده در مواقع لزوم و نيز بعد از يک دوره زماني به روز شود و پويش جديدي براي شناسايي افراد ايجاد شود. بنابراين استفاده از اين روش در مواردي مفيد است که به طور مستمر مورد استفاده قرار گيرد و افراد مورد شناسايي با اين روش در دسترس باشند. البته اين روش به علت اينکه سطح بزرگي را مورد مقايسه قرار مي‌دهد داراي ضريب اطمينان بالايي مي‌باشد.

3- چهره نگاري
پويش از صورت به طرزي متفاوت از موارد ديگر صورت مي‌گيرد. در اين روش نمونه بدست آمده بايد به صورت سه بعدي باشد. براي اين منظور از 3 دوربين که نسبت به هم زاويه 90 درجه مي‌سازند يا از يک دوربين متحرک که به صورت يک نيم دايره که مرکز آن صورت شخص مورد نظر قرار گرفته استفاده کرد و به وسيله نرم افزار مربوطه يک تصوير سه بعدي بدست آورد. در تصوير بدست آمده نقاط قرارگيري ابروها ، چشم‌ها، بيني، دهان، چانه و طول چانه و پيشاني همچنين فاصله چشم‌ها و ابروها و ... ثبت و سپس با نمونه‌هاي ذخيره شده مقايسه مي‌شود. اين روش به علت استفاده از سخت افزار و نرم افزارهاي گرانقيمت هزينه زيادي داشته ولي قابليت اعتماد بالايي دارد. در اين روش نيز مانند روش پويش کف دست نياز به بروز شدن اطلاعات وجود دارد.
کيفيت پويش‌هاي صورت گرفته از روي صورت به چگونگي محيطي که در آن تصوير برداشته شده، بستگي دارد. محيطي که اصطلاحا آن را "Mug Shot" يا "مدل عکس محکومين" مي‌نامند، بسيار ايده‌ال مي‌باشد. بهترين پويش‌ها تحت شرايط کنترل شده با نور مناسب و محل قرارگيري مناسب دستگاه ويدئو، توليد مي‌گردد. در مکان‌هائي که از لحاظ امنيتي از اهميت بالائي برخوردارند، ممکن است از چندين دوربين در زواياي مختلف فيلم گرفته شود تا پويش دقيق‌تري صورت گيرد.
برنامه‌هاي اصلي چهره‌نگاري همچنين شامل تست‌هائي به منظور اطمينان از زنده بودن تصوير(مانند پلک زدن) مي‌باشد. اين تست‌ها شانس اينکه فرد بخواهد از تصوير فرد ديگري براي اخذ مجوز استفاده نمايد را بسيار کاهش مي‌دهد.

4- پويش چشم
پويش چشم به دو صورت است

  • پويش شبکيه: در پويش شبکيه با استفاده از دوربين مخصوص الگوي رگ‌هاي خوني پويش مي‌شود. براي اين کار از ليزر مادون قرمز کم قدرت استفاده مي‌شود. براي بدست آوردن يک تصوير با کيفيت خوب و متمرکز بايد چشم‌ها نزديک دوربين قرار گيرد و اين موضوع و اين که از اشعه ليزر استفاده مي‌شود باعث شده افراد زيادي به اين روش علاقه نشان ندهند. درضمن بر خلاف تصور اينکه شبکيه تغيير نمي‌کند تحقيقات پزشکي نشان داده که برخي از بيماري‌ها روي شبکيه تاثير مي‌گذارد و آن را تغيير مي‌دهد.
  • پويش عنبيه: در پويش عنبيه دوربين مخصوص رگه‌هاي عنبيه را پويش مي‌کند و با توجه به اينکه تعدادي زيادي از ويژگي‌ها مورد پويش و مقايسه قرار مي‌گيرند روش مطمئني ايجاد مي‌شود، در ضمن اين روش با لنزها و عينک‌ها نيز تطبيق داده شده ونيز متصوير نزديک بودن دوربين به چشم نيز حل شده و کاربر بايد چشم خود را در فاصله حدوداً 30 سانتي متري از دوربين قرار دهد .

5- امضاء
براي ثبت امضا از يک پويشگر مخصوص استفاده مي‌شود ، اين پويشگر نه تنها تصوير امضاء را پويش مي‌کند بلکه طرز امضاء کردن را هم مي‌سنجد. بدين مفهوم که مناطقي را که قلم فشار داده شده يا حرکت تندي داشته است و يا برعکس مناطقي از امضا را که خط نازک دارد يا با دقت و آرامش بيشتري رسم شده است را ثبت و مقايسه مي‌کند و با استفاده از اين روش جعل امضاء غير ممکن مي‌شود. البته اين روش بهتر است که در مواردي استفاده شود که افراد زياد از امضاء خود استفاده مي‌کنند در غير اين صورت اين روش نيز احتياج به به روز شدن پيدا مي‌کند. از اين روش در امضا کردن قراردادهاي مهم که در فواصل دور انحام مي‌گيرد و همچنين در بانک‌ها مي‌توان استفاده کرد.

6- صدا شناسي
ضبط صدا از طريق يک دستگاه ضبط کننده صدا انجام مي‌گيرد و سپس با سخت‌افزار و نرم‌افزار مربوطه مورد تحليل قرار مي‌گيرد با توجه به امکانات در دسترس مي‌توان مکث‌ها و بالا و پايين رفتن صدا را به صورت يک الگوي صوتي درآورد و با الگوهاي ذخيره شده مورد مقايسه قرار داد. نمونه وسايل ساخته شده از اين روش، قفل در است که با چک کردن صدا و کلمه گفته شده ومعني جمله ساخته شده کار مي‌کند. به اين صورت که کلمه‌اي يا جمله‌اي از قبل تعيين شده و به کاربر گفته مي‌شود. چنانچه جمله صحيح بيان گردد, عمل تائيد صورت مي‌گيرد.

7- الگوي تايپ
شايد اين کمي عجيب به نظر برسد ولي الگوي تايپ افراد نيز کاملا با ديگران متفاوت است، در اين مورد نيز جمله‌اي در نظر گرفته مي‌شود و کاربر جمله را در شرايط يکسان با نمونه اوليه تايپ مي‌کند و مقايسه صورت مي‌گيرد، در اين نوع نيز تفاوت زماني مابين تايپ کلمات ، سرعت تايپ و ... تعيين شده با الگوهاي قبلي مقايسه مي‌شود. اين روش نيز نياز به به روز شدن و استفاده مستمر دارد در غير اين صورت مثمر ثمر نخواهد بود

منابع:
JL.Wayman, "Fundamentals of Biometric Authentication Technologies",International Journal of Image and Graphics,2001.  
AK.Jain, D.Maltoni, "Biometric Authentication ", Insight Publishing, 2004.  


نويسنده:
مژگان سبحاني m_sobhani@isc.co.ir

براي دريافت نسخه PDF مقاله بيومتريک اينجا را كليك كنيد.