Что такое биометрическая система
Биометрическая аутентификация: возможности, применение, технологии будущего
Содержание
Содержание
Биометрическая аутентификация незаметно входит в нашу жизнь. Совсем недавно мы видели биометрию только в фантастических фильмах, а сегодня разблокируем смартфон отпечатком пальца, сканированием лица или даже радужной оболочки глаза. Давайте разберемся с современными возможностями биометрической аутентификации, сферами ее применения и перспективами развития в ближайшем будущем.
Биометрическая аутентификация основана на том, что каждый из нас обладает набором уникальных параметров, которые можно использовать для идентификации. Набор параметров, доступных для обработки и анализа, постоянно увеличивается благодаря стремительному научно-техническому прогрессу, произошедшему за последние 100 лет. Предтечей биометрии можно считать дактилоскопию, использующую отпечатки пальцев. Правоохранительные органы начали широко применять ее еще в начале 20 века.
Уже в начале 2000-х годов отпечатки пальцев стали использоваться для идентификации личности пользователя в бытовых целях. Так, одним из первых ноутбуков, имеющих сканер отпечатков, стал Acer TravelMate 739TLV. Для распознавания отпечатка ему требовалось около 12 секунд, но для того времени это выглядело фантастикой.
А первым смартфоном со сканером отпечатков пальцев стал Motorola Atrix 4G. Он сканировал отпечаток пальца заметно быстрее, но использовал не самый удобный метод, при котором требовалось проводить пальцем по сканеру. Идею подхватила корпорация Apple, встроив в свои устройства заметно более удобный и шустрый сканер Touch ID.
Сканирование отпечатка пальца — это один из самых простых и удобных для пользователя способов биометрии, но технология не остановилась на нем, ведь требования к ее точности постоянно повышаются.
И сегодня активно используются следующие способы биометрии:
А постоянное совершенствование средств снятия параметров биометрии делает доступными и более глубокие и технически сложные способы, такие как:
Исследуются совсем уж фантастические способы:
Сканирование радужной оболочки или сетчатки глаза
Рисунок радужной оболочка глаза — уникальный и неизменный в течении жизни параметр человека, что делает его идеально подходящим для биометрии. Сложность рисунка радужной оболочки дает очень высокую степень надежности, ведь для нее можно использовать около 200 точек сравнения. Анализ отпечатка пальца, к примеру, использует около 60-70 точек.
Смартфон со встроенным сканером радужной оболочка глаза.
Еще одним преимуществом данного вида биометрии является использование ненавязчивого, мягкого света, попадающего в глаза при сканировании. Этим она положительно отличается от сканирования сетчатки глаза, при которой иногда используется яркий свет.
Сканирование сетчатки глаза использует ее уникальный сосудистый рисунок, который различается даже у близнецов. Данный метод биометрии очень точен, но могут возникнуть проблемы с аутентификацией при некоторых заболеваниях.
Сканирование геометрии или термограммы лица
Это один из самых распространенных видов биометрии, очень простой по своей сути, но требующий серьезной аппаратной обработки изображений в процессе. Компания Apple использует данный вид биометрии в устройствах iPhone и iPad, где он называется Face ID. Главное преимущество данной биометрии — в бесконтактности и возможности сканирования лица с большого расстояния.
Метод используют правоохранительные органы, сканируя людные места, например, метро, в поисках преступников, находящихся в розыске.
Еще одна разновидность биометрии, использующей лицо — снятие его термограммы в инфракрасном диапазоне. Термограмма лица уникальна у каждого человека и не меняется с возрастом. Для этого метода не является помехой даже использование медицинских масок.
Аутентификация по геометрии или расположению вен ладони
Данный вид биометрии использует ряд параметров при сканировании геометрии ладони: расстояние между суставами пальцев, длина и толщина костей и их структура. В идентификации задействованы и мелкие детали, такие как складки на коже. Технология используется, начиная с 1970-х годов, и достаточно широко распространена.
Сканирование венозного рисунка ладони или отдельных пальцев дает еще более высокую надежность аутентификации, ведь венозный рисунок уникален для каждого человека и подделать его невозможно. Анализ производится бесконтактно — с помощью инфракрасной камеры.
Аутентификация по голосу
Очень простой в применении метод биометрии, для которого нужна лишь звуковая плата и микрофон. Аутентификация по голосу быстро развивается, находя применение в бизнес-среде и в бытовых целях, но имеет и ряд недостатков, один из которых — низкая точность метода. На результат заметно влияют посторонние шумы и состояние здоровья человека. Достаточно простудиться и система не сможет опознать пользователя.
Аутентификация по рукописному или клавиатурному почерку
Этот метод использует уникальность рукописного почерка каждого из нас, дополняя его анализом динамической составляющей. Снятие биометрии происходит во время подписания документов с использованием специальной ручки и чувствительной к нажатию поверхности.
Клавиатурный почерк тоже оказался пригоден для биометрии, ведь его можно разложить на множество составляющих: длительность нажатия клавиш, время между нажатиями, сочетания горячих клавиш и количество пальцев, используемых при наборе. Для анализа может применяться как механическая клавиатура компьютера, так и экранная — смартфона или планшета.
Такой метод может подойти для идентификации пользователя при проведении каких-либо финансовых операций или для подтверждения доступа к корпоративным данным.
Аутентификация по сердечному ритму и геометрии сердца
Биометрия сердечного ритма — перспективный и довольно новый метод, использующий уникальность работы сердца каждого из нас. Для него важны следующие параметры: частота, ритмичность, наполнение, напряжение, амплитуда колебаний и скорость пульса. А для снятия показаний достаточно специального браслета.
Анализ геометрии сердца — новая технология, появившаяся в 2017 году. Сейчас находится в стадии разработки. Для нее используется низкоуровневый допплеровский радар, сканирующий сердце каждые 8 секунд и определяющий форму, размер и ритм его сокращений. Уже сейчас в гаджетах доступны датчик пульса и функция ЭКГ. Возможно, в будущем они усовершенствуются до новой технологии, доступной в компактных устройствах.
Аутентификация по ДНК
Анализ ДНК — метод дорогой и сложный, но очень перспективный. Широко используется в медицине и криминалистике, позволяя находить преступников по следам, оставленным на месте преступления. Метод также позволяет установить родственников по неидентифицированному образцу ДНК. В гаджетах пока не используется из-за сложностей со сбором материала и его анализом, однако в будущем, вполне возможно, станет одним из важнейших методов идентификации пользователя.
Аутентификация по химическому составу пота
Новейший метод биометрии, находящийся в разработке с 2017 года. Он использует уникальный химический состав пота у каждого человека. Если метод найдет применение на практике, то для разблокировки, например, смартфона, надо будет лишь коснуться датчика, анализирующего состав аминокислот пота на коже.
Аутентификация по запаху
Еще один перспективный метод биометрии, который также пока находится на стадии разработки. Он использует уникальность запаха каждого человека. Анализ может производиться бесконтактно, а при необходимости — и незаметно от человека. Собак с их чувствительным обонянием используют для поиска людей очень давно. Если ученым удастся создать электронный «собачий нос», то, помимо идентификации людей или поиска взрывчатых или наркотических веществ, его смогут применить и в других сферах деятельности.
Аргументы сторонников и противников биометрии
Биометрия стала широко применяться совсем недавно, но уже вызывает в обществе бурные дискуссии. Ее противники упоминают «большого брата» и пугают миром, где будет невозможно спрятаться от всевидящего ока. Но такие аргументы от людей, пользующихся смартфонами на ОС Android, сервисами Google, соцсетями и ПК с Windows 10, выглядят уже не слишком серьезно.
Дальше всех пошло китайское приложение WeChat, которое аккумулировало практически всю возможную информацию о пользователе в одной базе. Несмотря на то, что оно открыто собирает огромное количество данных, приложением добровольно пользуются миллионы людей: через него заказывают товары, оплачивают коммунальные услуги, транспорт, записываются к врачу, оформляют документы, берут кредиты, подписываются на блогеров, организации и новости, общаются с друзьями. В результате WeChat знает, во сколько просыпается каждый пользователь, с кем он чаще всего общается и куда ходит, на каких остановках транспорта бывает ежедневно, сколько готов потратить на ту или иную статью расхода, какие у него любимые бренды и многое другое.
Понятно, что доступ к такой информации следует надежно защищать. Общество уже выбрало биометрическую аутентификацию как средство, которое заменит нам привычные, но не слишком надежные средства, такие как логин и пароль, на уникальный ключ, который невозможно забыть или потерять.
В обществе, где будут работать надежные средства биометрии, жить очень комфортно. Двери подъезда и квартиры будут открываться перед вами, но не пустят незнакомца. Машина заведет двигатель, только если за рулем сидит ее хозяин, а банковский платеж или покупка в магазине пройдут, только в том случае, если их осуществил владелец банковской карты.
Вопрос стоит лишь в выборе самых надежных и удобных способов биометрии или их комбинации. Рынок (и пользователи) выбирает такие способы, а развиваются они очень быстро: от первого, не самого удобного, бытового сканера отпечатков пальцев, доступного в громоздком ноутбуке, и до шустро работающих сканеров отпечатков пальцев и лица, установленных сегодня даже в не самых дорогих смартфонах, прошло менее 20 лет.
Что такое ЕБС и нужно ли начинать бояться биометрии в России
Насколько защищены биометрические данные и стоит ли переживать, что с помощью биометрии государство сможет контролировать каждого?
В 1983 году на экраны вышла очередная серия бондианы «Никогда не говори никогда». В этом фильме актёр Шон Коннери в роли агента 007 проникает в секретную комнату после прохождения биометрии: идентификации глаз, ладони и голоса.
Прошло 38 лет, и вход в офис по отпечатку пальца или перевод денег голосом уже не кажется такой фантастикой. Биоэквайринг работает в России с 2017 года, благодаря чему можно с помощью пальца оплатить покупки в магазине или рассчитаться ладошкой за школьный обед в столовой. Кроме того, к концу 2021 года в столичном метро должна появиться возможность оплаты проезда по лицу.
Обозреватель Skillbox Media. Пишет про бизнес, интернет-маркетинг и управление.
Что такое Единая биометрическая система?
Новый закон регламентирует объединение уже имеющихся и будущих биометрических данных в общую систему. С помощью ЕБС россияне могут взять кредит, открыть банковский счёт, снять наличные в банкомате или дистанционно подписать документы. За два года правительство рассчитывает увеличить число записей в ЕБС со 164 тысяч до 70 млн.
Чтобы сдать биометрические данные, нужно пойти в банк и завести учётную запись. Компьютер получит снимок лица человека и запомнит всё до мельчайших подробностей: форму носа, цвет глаз и другие параметры. При этом доступа к системе сами кредитные организации иметь не будут. Они смогут лишь узнавать о соответствии предоставленных данных шаблону, который хранится в ЕБС. Если процент соответствия окажется выше 99,99%, банк сможет предоставить услугу дистанционно.
Как рассказал Skillbox Media директор по цифровой идентичности ПАО «Ростелеком» Иван Беров, регуляторы предъявляют к ЕБС наиболее строгие правила. Биометрические данные передаются по защищённым каналам связи и хранятся в виде математически обработанных моделей.
«Восстановить фотографию или голос по модели просто невозможно. Кроме того, биометрические данные хранятся в обезличенной форме отдельно от персональных. Биометрия — в ЕБС, а персональные данные — на „Госуслугах“», — пояснил он.
Беров добавил, что, даже если злоумышленники выкрадут такие «слепки» у оператора, они не смогут увидеть фото или прослушать запись голоса.
По мнению директора технического департамента RTM Group Фёдора Музалевского, опасаться стоит не утечек биометрических данных, а обычных мошенников.
«Утечка образца голоса через ЕБС — не самое страшное. Обычные телефонные мошенники могут вывести вас на разговор и записать его, получив образец вашего голоса», — подчеркнул эксперт в разговоре со Skillbox Media.
Уже известны случаи, когда злоумышленники подделывали голоса, чтобы выманить деньги у своих жертв. Если в перспективе для подтверждения платёжной операции достаточно будет голосовой команды, то любые сведения о голосе гражданина могут стать материалом для фальсификации, считает Музалевский. Однако, как правило, банки используют двухфакторную аутентификацию — изображение лица и запись голоса.
Отпечаток пальца вместо банковской карты
Сканирование отпечатков пальцев в настоящее время чаще всего используется для аутентификации на смартфонах. Впервые таким сенсором оснастили телефон Pantech GI100 в 2004 году. Однако широкое распространение дактилоскопические сканеры получили только в 2013 году, когда Apple выпустила на рынок iPhone 5S.
Отпечаток пальца можно использовать не только в качестве ключа к защите информации, но и вместо банковской карты. Так, ещё в 2014 году Сбербанк опробовал в образовательных учреждениях Чувашии технологию безналичной оплаты питания с использованием отпечатков пальцев. Сейчас система, получившая название «Ладошки», запущена во многих российских школах.
Покупатели «Азбуки Вкуса» тоже могут расплатиться за покупки отпечатком пальца. Для этого необходимо зарегистрироваться на кассе магазина и привязать банковскую карту к своим биометрическим данным. После этого будет достаточно просто приложить палец к специальному терминалу — нужная сумма автоматически спишется со счёта клиента.
По словам руководителя направления анализа защищённости исходных кодов ПАО «Ростелеком» Вячеслава Герасименко, цифровой отпечаток пальца сам по себе нигде не хранится. Тот же дактилоскопический сканер для разблокировки смартфона просто генерирует математическую модель пальца и не требует для работы его снимок. Воспроизвести эти данные невозможно, отметил Герасименко в разговоре со Skillbox Media.
Однако надёжность такого метода аутентификации не раз подвергалась сомнению. Так, в 2014 году хакер Ян Крисслер, известный под псевдонимом Starbug, сумел подделать отпечаток пальца тогдашнего министра обороны Германии, а ныне главы Еврокомиссии, Урсулы фон дер Ляйен. Для этого Крисслер использовал программу Verifinger и несколько фотографий чиновницы, снятых обычным фотоаппаратом под разными углами.
Также Starbug демонстрировал способ обхода Apple Touch ID на iPhone 5S. Хакер взял отпечаток с поверхности экрана смартфона и распечатал его на кусочке латекса. Затем он намазал узор столярным клеем и покрыл графитом. С помощью этого «слепка» Крисслер смог разблокировать чужое устройство.
Как хакеры обманывают системы распознавания лиц
В 2020 году сеть московских кафе Prime запустила функцию оплаты счёта по лицу. Чтобы воспользоваться этой услугой, необходимо предварительно сдать биометрические данные в банке, который выпустил карту. Также оплату по лицу тестируют сети магазинов «Лента», «Перекрёсток» и «Пятёрочка».
Но иногда нейросети дают сбой. В 2020 году система распознавания лиц в столичном метро приняла москвича за преступника. В итоге его задержали — и не сняли с него все подозрения, пока не нашли реального подозреваемого.
В 2021 году двое похожих мужчин из Екатеринбурга случайно взломали Face ID на iPad. Даниил взял у своего друга Никиты планшет и хотел спросить пароль, но экран разблокировался сам. При этом они не приходятся друг другу родственниками, а лицо Даниила не было внесено в память устройства.
Это не единственный случай, когда Face ID не сумела защитить гаджет Apple от несанкционированной авторизации. В 2019 году на конференции Black Hat USA исследователи продемонстрировали способ обхода аутентификации, позволяющий получить доступ к iPhone жертвы за 120 секунд. Для этого потребовалось три вещи: очки, скотч и спящий владелец смартфона.
Исследователи обнаружили, что система биометрической аутентификации не извлекает полные 3D-данные из области вокруг глаз, если распознаёт, что владелец носит очки. Вместо этого Face ID ищет чёрную область с белой точкой посередине, которая является радужной оболочкой глаза.
Исследователи решили воспользоваться этим. Они взяли обычные очки, наклеили на линзы чёрный скотч, проделали в нём дырочку и надели аксессуар на спящего владельца смартфона. Этого оказалось достаточно, чтобы обмануть FaceID и получить доступ к смартфону.
Китайские хакеры пошли ещё дальше. Чтобы обойти государственную систему распознавания лиц, они использовали технологию deepfake, позволяющую «примерить» на себя чужую внешность. Злоумышленники подавали налоговые декларации за якобы трудоустроенные «мёртвые души» и присваивали себе деньги из фонда заработной платы. За три года они «заработали» более 76 млн долларов.
Борьба с дипфейками
Нейросети могут подделывать не только лица, но и голос. В 2016 году компания Adobe представила систему VoCo. Она позволяет редактировать запись речи, изменяя слова и целые фразы — как в текстовом редакторе. Приложение также может синтезировать любой голос путём анализа исходного аудиофайла. В основе системы лежат технологии рекуррентных и свёрточных нейронных сетей.
В 2019 году компания Тимура Бекмамбетова Screenlife Technologies и команда «Робот Вера» заявили о работе над проектом на основе искусственного интеллекта Vera Voice. Искусственный голос сможет озвучивать сериалы, игры, рекламу или даже отправлять поздравления с днём рождения с голосами знаменитостей.
Пока что для создания качественного дипфейка требуются немалые ресурсы, вычислительные мощности и время на тренировку моделей. Но тем не менее высококлассные подделки становятся всё более доступными благодаря решениям с открытым кодом. Распространение технологии вынуждает исследователей и власти искать способы противодействия новой угрозе.
Над технологиями распознавания дипфейков работают крупнейшие лаборатории Стэнфордского, Бингемтонского и Калифорнийского университетов, а также многие IT-гиганты, включая Facebook, Microsoft, Intel и Twitter. В 2019 году в Калифорнии приняли первый в истории закон по работе с дипфейками, который запрещает любую попытку манипуляции человеческим вниманием с помощью искусственного интеллекта.
Кроме того, в мае 2021 года МВД России объявило о запуске разработки решения для распознавания дипфейков. Система, получившая название «Зеркало», должна быть готова к ноябрю 2022 года. Однако эксперты скептически оценивают шансы правоохранителей на успех.
«На отечественные исследования в этой области выделено около 4 млн рублей, что ставит под сомнение создание действительно эффективного решения», — рассказала Skillbox Media Мария Чмир, глава стартапа Deepcake, специализирующегося на применении технологий замены лиц в рекламных роликах.
Переживать пока рано?
Директор технического департамента RTM Group Фёдор Музалевский считает, что сегодня не следует переживать из-за активного сбора биометрических данных и внедрения систем распознавания лиц. По словам специалиста, такие данные пока не предназначены для взаимодействия с произвольными камерами.
«Камеры ЕБС изначально созданы для идентификации граждан, в том числе для подтверждения финансовых операций. А вот камеры безопасности не позволяют достоверно и автоматизированно идентифицировать человека, поэтому на данный момент они не связаны с ЕБС», — пояснил Музалевский.
При этом он не исключил, что в отдельных случаях, например при раскрытии преступлений, данные из ЕБС могут сравниваться с данными камер наблюдения. Однако это не планируется делать систематически, так как сейчас точность идентификации оставляет желать лучшего.
Вместе с тем эксперт отметил, что любому государству удобнее управлять гражданами, если они находятся «на карандаше».
«ЕБС — один из способов учёта финансово активных граждан, что становится особенно актуальным в условиях санкций. Создание удобного механизма перевода безналичных денежных средств, очевидно, позволит усилить контроль за денежными потоками и сократить теневой сектор экономики», — резюмировал Музалевский в разговоре со Skillbox Media.
Как работает Единая биометрическая система
С начала июля в некоторых банках начала работать единая биометрическая система, созданная «Ростелекомом» по инициативе Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций и Центрального банка РФ. В этом посте мы подробно расскажем, как работает новая система, а в комментариях постараемся ответить на ваши вопросы, связанные с ней.
Единая биометрическая система была создана, чтобы сделать более доступными услуги, которые требуют юридически значимого подтверждения личности — в первую очередь для жителей отдаленных регионов и маломобильных граждан. Сервис удаленной идентификации, в основе которого лежит Единая биометрическая система, позволяет получать банковские услуги удаленно, при наличии смартфона или компьютера с интернетом.
Какие данные используются
Мы обеспечиваем обработку и хранение первичных данных, а также проверку их соответствия. Оборудование для снятия биометрии закупают и обслуживают банки.
Как зарегистрироваться в системе
Для того, чтобы зарегистрироваться в системе, нужно один раз прийти в банк, который поддерживает услугу, и дать свое согласие на сбор биометрических данных. Регистрация биометрии добровольна. Вы в любой момент можете удалить свои биометрические данные, заполнив форму на портале Госуслуг, и дальше открывать счета, вклады или получать кредиты по старинке, через личное посещение.
В сборе биометрических данных помогает операционист банка. Данные привязываются к подтвержденной учетной записи Госуслуг. Для регистрации также потребуется оригинал паспорта и СНИЛС. Операционист фотографирует лицо пользователя и записывает, как он произносит выданную программой последовательность цифр.
Камера и микрофон, с помощью которых собираются данные, не является специализированным. Требования к оборудованию и данным подробно изложены в 321 Приказе Минкомсвязи от 25 июня 2018 г.
Библиотека для контроля качества собранных данных (БКК) проверяет и оценивает собранные в банках образцы до их отправки в Единую биометрическую систему. С помощью нашего модуля «Ассистент» для снятия биометрии можно убедиться, что при фотографировании соблюдены необходимые условия. В режиме реального времени «Ассистент» оценивает наклон головы, углы поворота, освещенность, положение глаз, в некоторых случаях – мимику человека.
Как пользоваться системой
Чтобы воспользоваться услугами банков, работающих с системой, нужно зайти на сайт/в приложение банка, авторизоваться через Госуслуги и дать согласие на передачу персональных данных в банк, а биометрических данных — в Единую биометрическую систему. Затем нужно произнести текст с экрана — обычно это случайная последовательность цифр. Чтобы убедиться, что перед камерой живой человек, система попросит пользователя повернуть голову, подмигнуть или улыбнуться.
Затем данные передаются в систему, сопоставляются с образцами, и если образец соответствует оригинальным данным, пользователь начинает работу с системой дистанционного банковского обслуживания.
О пересдаче биометрических данных
Изменение прически, отращивание бороды, ношение очков не влияют на распознавание человека системой. Тем не менее, биометрические данные необходимо обновлять каждые три года. Досрочное обновление данных необходимо, если пользователь сделал пластическую операцию на лице или получил травму. Обновить данные можно во всех отделениях банков, которые проводят сбор биометрии.
О стоимости услуги для клиентов и банков
Для пользователей Единая биометрическая система полностью бесплатна, банки же платят 200 рублей за каждого нового клиента, пришедшего с использованием системы. Эти деньги распределяются между «Ростелекомом», банком, который зарегистрировал человека, и вендорами биометрических технологий. Такое распределение стимулирует другие банки к активному сбору биометрии.
О доступе банков к биометрии
У банков нет доступа к биометрическим данным пользователей, все они хранятся централизованно в Единой биометрической системе. При дистанционной идентификации клиента банк видит только процент схожести образцов и на основании этого решает, оказывать услугу или нет. Чтобы банки могли подключать свои системы дистанционного банковского обслуживания к системе без проблем, мы разработали специальный API.
Об охране данных
О злоумышленниках
Безусловно, у всех биометрических алгоритмов есть свои недостатки и слабые места. Именно поэтому мы используем мультивендорный подход: взломать один алгоритм, может быть, и возможно, но когда их несколько и они постоянно меняются, сделать этого гораздо сложнее.
Помимо того, что система сравнивает контрольный шаблон с полученным во время идентификации, она параллельно запускает проверку видео с помощью других биометрических алгоритмов. Если один или несколько из них не идентифицировали гражданина, то в работу включается «модуль аномалий»: он анализирует причины расхождений и при обнаружении мошеннических действий направляет уведомление в банк. Такая проверка занимает всего несколько секунд.
Связка биометрической идентификации с идентификацией на сайте Госуслуг — это еще один барьер для злоумышленников. Кроме того, в мобильном приложении «Ключ Ростелеком» мы защитим канал связи между телефоном клиента и базой данных, чтобы информацию было невозможно перехватить.
Как воспользоваться системой
Приглашаем пользователей Хабра протестировать Единую биометрическую систему и рассказать о своем опыте. Для этого нужно зарегистрировать биометрические данные в одном из отделений (список на карте есть здесь). После успешной регистрации и привязки биометрии к вашей учетной записи на Госуслугах вы получите подтверждение возможности удаленной идентификации. На данный момент протестировать ее можно, есть открывать счет в Почта Банке через их интернет-банк или оформлять кредит в Хоум Кредит Банке на товары из магазина online-samsung.ru. В будущем количество сценариев использования будет, конечно же, увеличиваться.
Дополнительную информацию о системе вы можете узнать в приказе Минсвязи о биометрических данных. Или в комментариях — мы готовы ответить на ваши вопросы.