Что такое отпечаток пальца
11 фактов об отпечатках пальцев, которые могут заставить вас смотреть на свои руки с большим вниманием
Отпечатки пальцев — это так называемые «следы» на руках. Многие из нас считают, что они есть у всех и что они встречаются исключительно у людей. Но это не так. Дочитайте до конца, чтобы узнать больше об отпечатках пальцев.
Узнавай.Онлайн предлагает вам узнать 11 фактов о ваших отпечатках пальцев.
✔️Они формируются ещё в матке матери
Отпечатки пальцев развиваются в первые шесть месяцев беременности. Линии на пальцах образуются от давления, которое ребенок оказывает на то, что его окружает. Формы, которую они принимают, совершенно уникальны, и на конечный результат влияют многочисленные факторы. Например, стиль движения и конкретное место в матке, где развивается плод.
✔️Некоторые люди рождаются без отпечатков
Отсутствие отпечатков пальцев на руках и ногах называется адерматоглифией. Л юдей с адерматоглифией невозможно идентифицировать.
✔️Близнецы имеют уникальные отпечатки пальцев
Многие люди думают, что близнецы полностью идентичны. Это общее и ошибочное мышление, потому что различия все-таки есть. Формирование меток происходит не от ДНК человека, а от факторов, возникающих при развитии плода по мере его роста в утробе матери. Близнецы, находящиеся в одном и том же месте, могут достигать разного давления на пальцах, вызывая расхождения в узорах на пальцах.
✔️Самым распространенным паттерном является «локтевая петля»
⭕️Первый случай раскрытия преступления по идентификации отпечатка пальца
После убийства двух своих маленьких детей Франциска Рохас де Карабальо обвинила своего соседа Педро Рамона Веласкеса в том, что произошло. Однако полиция обнаружила запятнанный кровью отпечаток пальца в почтовом ящике двери дома, след, который мог принадлежать только убийце.
Под руководством Хуана Вучетича, аргентинца, пионера в дактилоскопии, полиция Буэнос-Айреса смогла сравнить отпечатки пальцев Франсиски и отпечаток в почтовом ящике, идентифицировав убийцу и немедленно захватив ее.
✅У обезьян и коал тоже есть отпечатки
Мало кто знает, что люди не единственные, у кого есть отпечатки пальцев. Да, есть несколько животных, которые имеют отпечатки, похожие на наши: коалы, шимпанзе и гориллы.
Университет Аделаиды в Австралии обнаружил, как эти животные развивают свои собственные отпечатки пальцев. Находясь в постоянном движении на деревьях и питаясь листьями, на их мягкую кожу оказывалось давление корой деревьев, и, таким образом, наконец, развивались свои собственные отпечатки пальцев.
⭕️Первый отпечаток был найден в Кувейте
В 2016 году группа археологов обнаружила самый старый в мире отпечаток человека, которому может быть до 1000 лет. Он был найден в северном Кувейте на обломке глиняной посуды, и, по оценкам, он относится к каменному веку (8700-2000 лет до нашей эры).
✅Марк Твен предвидел ценность отпечатков в качестве доказательства
Марк Твен был первым американским писателем, который задумался об использовании отпечатков пальцев для выявления и поимки преступников. Его интерес к созданию и использованию отпечатков пальцев был удивительным, учитывая то, что это был XIX век и даже упоминается в его книгах «Жизнь в Миссисипи» и «Трагедия в Пудднхеде Вильсоне», опубликованных соответственно в 1883 и 1894 годах, и в его театральных постановках. Тем не менее, полиция не практиковала данный способ вплоть до XX века.
✅Во время Второй мировой войны было собрано 70 миллионов отпечатков пальцев
Во время Второй мировой войны ФБР считало, что одним из способов поддержания порядка и бдительности является сбор и запись информации о людях. Чтобы осуществить этот план, они начали собирать отпечатки солдат, агентов и рабочих. К 1943 году их было собрано до 70 миллионов.
✔️Цифровой датчик Apple может определить, жив ли человек
Технологии развиваются все быстрее и быстрее, и Apple старается идти в ногу со временем. Датчики отпечатков пальцев Apple способны предупреждать, принадлежат ли отпечатки пальцев живому человеку или это отпечаток уже умершего человека. Устройство использует два механизма: один представляет собой емкостный датчик, который обнаруживает электрический ток в крови, а другой — радиочастоты, которые воспринимают волны, излучаемые живой тканью.
⭕️Отпечатки пальцев помогают не только идентифицировать злоумышленников, но и произведения искусства
Тери Хортон, 73-летний американский водитель грузовика, купил картину в подержанном магазине в Калифорнии за 5 долларов, чтобы подарить ее другу, который чувствовал себя подавленным. Когда они оба поняли, что картина слишком велика, чтобы украсить дом их друга, Хортон попытался продать ее на распродаже в гараже, разместив в своем саду. Учитель рисования, проходивший мимо этого места, сказал ему, что это может быть оригинал известного художника Джексона Поллока.
Отпечатки пальцев на картине стали доказательством, что это оригинальная работа, которая оценивается в 50 миллионов долларов.
Как вы думаете, для чего еще можно использовать отпечатки пальцев? Вы когда-нибудь замечали, какие линии образуются на ваших руках? Расскажите об этом в комментариях.
Сканер отпечатка пальца в смартфоне: дополнительная безопасность или наоборот?
Производители утверждают, что сканеры отпечатков данных удобны и очень безопасны. Но это не так.
Сканеры отпечатков пальцев сейчас можно найти практически во всех топовых смартфонах. Производители утверждают, что биометрические технологии не только удобны, но еще и очень безопасны. Так ли это?
Не совсем так. Для начала: эти датчики несовершенны. Емкостные сканеры старого образца плохо распознают отпечатки мокрых пальцев, да и вообще часто срабатывают не с первого раза. Если ваши руки потеют летом или во время занятий спортом, телефон может заупрямиться. Шрамы, царапины и прочие дефекты также влияют на качество распознавания. Кроме того, многие сенсоры не отличают слепок от реального пальца, и это уже угроза безопасности.
Часть проблем, скорее всего, решится, когда Qualcomm выпустит на рынок свою новую разработку — ультразвуковой сканер отпечатков пальцев. Слепком его не проведешь, да и влажные пальцы новому датчику не помеха. Но есть и другие угрозы.
Умная бутылка виски и четыре тренда, которые мы почувствовали на MWC 2015 и которые нас очень обнадеживают: http://t.co/V3G8pTP2lj
Новые технологии уязвимы просто в силу своей новизны — недостаточно просто встроить в телефон нечто инновационное, надо еще сделать это грамотно. Это удается не всем, и точно не сразу. В августе 2015 года был обнаружен способ украсть отпечатки пальцев — удаленно и в промышленных масштабах.
Специалисты выяснили, что смартфоны HTC One Max и Samsung Galaxy S5 хранят изображения с отпечатками пальцев пользователей в общем разделе файловой системы в виде незащищенного файла с расширением bmp, то есть как обычную картинку. Любое приложение, получившее на телефоне доступ к файлам и Интернету, может эту картинку выкрасть. К тому же во многих смартфонах недостаточно защищен сам датчик — вредоносная программа может считывать изображение непосредственно с него.
При этом iPhone справился с этой задачей гораздо лучше конкурентов: смартфоны Apple шифруют эти файлы, так что, если хакер получит изображение, он не сможет прочитать его без криптографического ключа. Производители выпустили патчи, но нет никаких гарантий, что в следующем флагмане с новой ОС не найдутся новые «дыры».
Кстати, про Google. Отпечатки пальцев на Android-смартфонах HTC, как оказалось, доступны почти всем желающим: https://t.co/0HImw2ozaf
Для защиты данных некоторые вендоры (к примеру, Huawei) используют технологию ARM TrustZone, которая анализирует отсканированные отпечатки пальцев в отдельной операционной системе, запущенной на выделенном виртуальном процессоре, к которому нет доступа у основной системы. В результате сторонние приложения и разработчики не могут добраться до критически важной информации вроде сканов отпечатков пальцев. К сожалению, из-за особенностей реализации эта технология также несовершенна.
Утверждение о том, что отпечаток пальца — не пароль и его нельзя «подглядеть», забыть или случайно передать кому-то другому, на практике не работает. В этом году исследователи также наглядно показали, что украсть отпечаток можно очень легко, причем не входя в контакт с жертвой, — достаточно сделать качественный снимок ее ладони или даже распечатать подходящую фотографию из журнала. Кстати, этот метод подходит и для подделки радужной оболочки глаза.
Попавший в сеть пароль можно заменить за пару минут, но украденные отпечатки пальцев поменять не получится и за всю жизнь. Поэтому не стоит безоглядно доверять громким рекламным заявлениям производителей. Пока же всем пользователям смартфонов, оборудованных сканерами отпечатков пальцев, мы рекомендуем следующее.
Сканер отпечатка пальца в смартфоне: дополнительная #безопасность или наоборот?
Как скрыть личные данные и список контактов в телефоне от любопытных глаз и мошенников: https://t.co/yvseX1MuIy pic.twitter.com/TX2NGJGfq5
В целом сканер отпечатков пальцев — изобретение неплохое, и в смартфонах от него больше пользы, чем вреда. Но не надо считать его решением всех проблем — пользуйтесь этой технологией с умом и не пренебрегайте другими мерами безопасности.
Как работает сканер отпечатка пальца
Удобно, но не всегда безопасно.
Сканер отпечатка пальца — удобная штука, но не самая надёжная. Иногда обычный пароль защитит ваши данные гораздо лучше, чем сканер. В этой статье — по какому принципу он работает и в чём уязвимость.
Всё дело в минуциях
Самое главное для сканера — это минуции. Минуции — это те места в узорах на пальцах, где изменяются линии. Например:
Именно минуции делают наши отпечатки уникальными и позволяют отличить один отпечаток от другого. Задача сканера — распознать их как можно точнее.
Как сканер получает данные
Самые первые сканеры работали по принципу фотоаппарата: фотографировали приложенный палец крупным планом, а потом сравнивали это изображение с тем, что есть в памяти. Сложность была в том, что для успешного распознавания нужно было прикладывать палец точно так же, как при первоначальном сканировании. Если приложить на полсантиметра ниже или выше — ничего не сработает.
Второй минус такого визуального подхода — этот сканер легко обмануть, приложив фотографию отпечатка. Сканер сфотографирует её, получит то же изображение, что и на отпечатке, и разрешит доступ. По этой причине такие оптические сканеры для серьёзной защиты почти не используются.
Современные сканеры работают не с общим видом отпечатка, а с минуциями. Задача сканера теперь такая:
Какие бывают сканеры отпечатков пальцев
Оптические — под экраном. OLED-матрицы, которые используются в современных смартфонах, могут пропускать свет изнутри и снаружи. Это свойство производители используют для того, чтобы поставить простой оптический сканер прямо под экраном. Технически такой сканер просто делает фотографию отпечатка, да ещё и плохого качества — сделать отличный снимок мешают пиксели на матрице. Поэтому такие сканеры могут ошибаться, работать медленно и срабатывать даже на простейший муляж отпечатка (например, на скотче или на пакете).
Оптические бесконтактные. Кроме оптических сканеров есть и оптические бесконтактные. Это значит, что палец кладётся не на сам сканер, а на стекло. Под этим стеклом есть несколько камер, которые снимают изображение с разных сторон. Теоретически этот сканер уже нельзя обмануть фотографией, потому что с нескольких камер получается стереоизображение. Но если палец изготовили на 3D-принтере — можно и обмануть.
Ёмкостные. Именно такие сканеры стояли в первых телефонах с датчиками отпечатков, и с разными модификациями они используются до сих пор.Работают они так: на поверхности сканера есть очень много миниатюрных полупроводников. Когда прикладывается палец, то выступающие линии на пальце замыкают эти проводники и их ёмкость в цепи меняется. По изменению ёмкости и составляется картина отпечатка сразу в цифровом виде.
Минусы ёмкостного сканера:
Ультразвуковые. Теоретически это самые передовые и надёжные сканеры отпечатков, потому что они могут собирать не только данные о линиях на пальце, но и проверять пульс и строить трёхмерную модель линий и впадин. На практике такое можно встретить пока только у некоторых телефонов Samsung — ультразвуковой сканер дороже остальных в производстве.
Что лучше — отпечаток или пароль
Если вам важнее скорость и удобство разблокировки телефона или ноутбука — используйте отпечаток. Или если вы считаете, что на вашем устройстве нет ничего ценного и даже если кто-то получит доступ ко всем данным, то тоже ничего страшного не случится. Ещё один вариант, когда отпечатка будет достаточно — если вам просто нужна защита от детей.
Во всех остальных случаях лучше использовать пароль. Есть много способов обмануть сканер отпечатка пальцев, и только два способа обойти пароль: подсмотреть или взломать. Если вы выберете сложный пароль и убедитесь, что никто не следит за вводом, то взломать такой пароль будет очень сложно.
Отпечатки пальцев
Дактилоскопи́я — метод идентификации человека по отпечаткам пальцев, основанный на уникальности рисунка кожи. Широко применяется в криминалистике. Основан на идеях англичанина Уильяма Гершеля, выдвинувшего в 1877 году гипотезу о неизменности папиллярного рисунка ладонных поверхностей кожи человека. Эта гипотеза стала результатом долгих исследований автора, служившего полицейским чиновником в Индии. Английский антрополог Френсис Гальтон добился введения дактилоскопии в качестве метода регистрации уголовных преступников в Англии в 1895 году.18 апреля 1902 — первое применение в Дании дактилоскопии для опознания преступника. Разные страны мира вводили у себя дактилоскопические методы в течение следующих полутора-двух десятилетий. Одной из последних была Франция.
В России дактилоскопия применяется с 1906 года.
Известно, что идея об уникальности отпечатков пальцев существовала в Китае и Японии ещё в VII в. н. э. Однако, несмотря на широкое практическое использование, предположение об уникальности отпечатков не имеет достаточного научного обоснования, а для метода идентификации по отпечаткам нет оценки достоверности (на практике принимается за 100%).
Содержание
История
Вообще-то, интерес людей к узорам на руках имеет, видимо, довольно долгую историю. Например ещё в Библии сказано: «Он полагает печать на руку каждого человека, чтобы все люди знали дело Его» (Ветхий Завет, Книга Иова, гл. 37, ст. 7). В так называемых Священных Писаниях всё иносказательно, но, возможно, имелись в виду именно эти непонятные и загадочные рисунки. В Коране, в переводе В.М.Пороховой (сура 75 «Воскресение», айат 4), сказано: «Мы можем его пальцев кончики собрать в порядке совершенном». А в другом переводе эти же айаты ещё ближе к теме и говорится уже конкретнее и определённее: «Неужели человек полагает, что мы не сможем собрать воедино его истлевшие кости? Да, у Нас хватит силы, чтобы собрать заново воедино даже рисунок на кончиках его пальцев (в Судный день)».
В VI-VII веках в Китае для подписания каких-то документов использовался отпечаток пальца руки. Правда, никто не приводит данных, что при этом был важен рисунок узора на пальце, что он использовался для идентификации личности. Важен был лишь «след прикосновения». Основания для таких подписей, посредством отпечатков пальцев, были не биологического характера, а мистические. Считалось важным, войдя в соприкосновение с документом, включиться в него частицей своей личности, оставить на нём след своего тела.
Если говорить о научном периоде развития дактилоскопии, то считается, что впервые о папиллярных узорах написал итальянский естествоиспытатель Марчелло Мальпеги (1451-1512): «рассматриваю крайнюю верхнюю часть пальца и наблюдаю те бесчисленные морщины, которые как будто идут кругообразно или извиваясь». При рассмотрении в микроскоп он наблюдал, что в этих сосочковых линиях посередине видны потовые отверстия: «видны открытые отверстия для пота, расположенные посреди хребтов извивающихся морщин». Подобные исследования делали и другие анатомы, описывали в своих трудах. Например, Кристиан Яков Гинце в 1747 году выпустил сочинение «Анатомические исследования папиллярных линий кожи, служащих для осязания».
Особо отмечают работу «К вопросу об исследовании физиологии и кожного покрова человека» (1823 г.) Йогана Пуркинье, которая является первым трудом, содержащим описание и классификацию узоров кожи на пальцах. Но затем Пуркинье никогда не возвращался к этой своей работе, не предвидел последствий её для криминалистики. Его открытие не привлекло к себе тогда ничьего внимания.
Развиваться же наука об этих узорах, причём не голой теории ради, а для конкретного, практического её применения, стала лишь во второй половине XIX века. Видимо к тому времени на неё, как говорится, «созрел социальный заказ». Подтверждением этому, то есть тому, что это был «социальный заказ», что в ней возникла потребность, является то, что в течение довольно краткого периода времени разные люди в разных концах света, в некоторых случаях совершенно независимо друг от друга, не зная о работах других своих коллег, создали и развили прикладную науку дактилоскопии до уровня её практического применения и использования.
Информационные признаки отпечатков пальцев
В каждом отпечатке пальца можно определить два типа признаков — глобальные и локальные.
Глобальные признаки — те, которые можно увидеть невооружённым глазом:
Папиллярный узор
Область образа — выделенный фрагмент отпечатка, в котором локализованы все признаки.
Ядро — пункт, локализованный в середине отпечатка или некоторой выделенной области.
Пункт «дельта» — начальная точка. Место, в котором происходит разделение или соединение бороздок папиллярных линий, либо очень короткая бороздка (может доходить до точки).
Тип линии — две наибольшие линии, которые начинаются как параллельные, а затем расходятся и огибают всю область образа.
Счётчик линий — число линий на области образа, либо между ядром и пунктом «дельта».
Типы папиллярных узоров:
Другой тип признаков — локальные. Их называют минуциями — уникальные для каждого отпечатка признаки, определяющие пункты изменения структуры папиллярных линий (окончание, раздвоение, разрыв и т. д.), ориентацию папиллярных линий и координаты в этих пунктах. Каждый отпечаток содержит до 70 минуций.
На данном отпечатке пальца отмечены следующие признаки: две линии — «тип линии»; то, что между ними — может выступать в качестве области образа, но обычно берётся вся площадь отпечатка; красная окружность слева — пункт «дельта»; красная окружность ниже — ядро; жёлтые окружности показывают некоторые минуции. Папиллярный узор — левая петля.
Практика показывает, что отпечатки пальцев разных людей могут иметь одинаковые глобальные признаки, но совершенно невозможно наличие одинаковых микроузоров минуций. Поэтому глобальные признаки используют для разделения базы данных на классы и на этапе аутентификации. На втором этапе распознавания используют уже локальные признаки.
Стандарты на отпечатки пальцев
Сейчас в основном используются стандарты ANSI и ФБР США. В них определены следующие требования к образу отпечатка:
Обычно в базе данных хранят более одного образа, что позволяет улучшить качество распознавания. Образы могут отличаться друг от друга сдвигом и поворотом. Масштаб не меняется, т. к. все отпечатки получают с одного устройства.
Принципы сравнения отпечатков по локальным признакам
(Локальные признаки — минуции) Этапы сравнения двух отпечатков:
Этап 1. Улучшение качества исходного изображения отпечатка. Увеличивается резкость границ папиллярных линий.
Этап 2. Вычисление поля ориентации папиллярных линий отпечатка. Изображение разбивается на квадратные блоки, со стороной больше 4 пикселей и по градиентам яркости вычисляется угол t ориентации линий для фрагмента отпечатка.
Этап 3. Бинаризация изображения отпечатка. Приведение к чёрно-белому изображению (1 bit) пороговой обработкой.
Этап 4. Утончение линий изображения отпечатка. Утончение производится до тех пор, пока линии не будут шириной 1 пиксель.
Этап 5. Выделение минуций. Изображение разбивается на блоки 9х9 пикселей. После этого подсчитывается число чёрных (ненулевых) пикселей, находящихся вокруг центра. Пиксель в центре считается минуцией, если он сам ненулевой, и соседних ненулевых пикселей один (минуция «окончание») или два (минуция «раздвоение»).
Координаты обнаруженных минуций и их углы ориентации записываются в вектор: W(p)=[(x1, y1, t1), (x2, y2, t2)…(xp, yp, tp)] (p — число минуций). При регистрации пользователей этот вектор считается эталоном и записывается в базу данных. При распознавании вектор определяет текущий отпечаток (что вполне логично).
Этап 6. Сопоставление минуций.
Два отпечатка одного пальца будут отличаться друг от друга поворотом, смещением, изменением масштаба и/или площадью соприкосновения в зависимости от того, как пользователь прикладывает палец к сканеру. Поэтому нельзя сказать, принадлежит ли отпечаток человеку или нет на основании простого их сравнения (векторы эталона и текущего отпечатка могут отличаться по длине, содержать несоответствующие минуции и т. д.). Из-за этого процесс сопоставления должен быть реализован для каждой минуции отдельно.
При регистрации определяются параметры аффинных преобразований (угол поворота, масштаб и сдвиг), при которых некоторая минуция из одного вектора соответствует некоторой минуции из второго.
При поиске для каждой минуции нужно перебрать до 30 значений поворота (от −15 градусов до +15), 500 значений сдвига (от −250 пкс до +250 пкс — хотя, конечно, границы выбирают и поменьше…) и 10 значений масштаба (от 0,5 до 1,5 с шагом 0,1). Итого до 150 000 шагов для каждой из 70 возможных минуций. (На практике, все возможные варианты не перебираются — после подбора нужных значений для одной минуции их же пытаются подставить и к другим минуциям, иначе было бы возможно сопоставить практически любые отпечатки друг другу).
Оценка соответствия отпечатков выполняется по формуле K=(D*D*100 %)/(p*q), где D — количество совпавших минуций, p — количество минуций эталона, q — количество минуций идентифицируемого отпечатка). В случае, если результат превышает 65 %, отпечатки считаются идентичными (порог может быть понижен выставлением другого уровня бдительности).
Если выполнялась аутентификация, то на этом всё и заканчивается. Для идентификации необходимо повторить этот процесс для всех отпечатков в базе данных (затем выбирается пользователь, у которого наибольший уровень соответствия (разумеется, его результат должен быть выше порога 65 %)).
Другие подходы к сравнению отпечатков
Несмотря на то, что описанный выше принцип сравнения отпечатков обеспечивает высокий уровень надёжности, продолжаются поиски более совершенных (и скоростных) методов сравнения, как например система AFIS (Automated fingerprint identification systems — системы автоматизированной идентификации отпечатков пальцев). В Белоруссии АДИС (автоматическая дактилоскопическая индефикационная система). Принцип работы системы: по бланку «забивается» дактилокарта, личная информация, отпечатки пальцев и ладоней. Расставляются интегральные характеристики (еще приходится редактировать вручную плохие отпечатки, хорошие система расставляет сама) рисуется «скелет» т.е система как бы обводит папилярные линии, что позволяет ей в будущем определять признаки весьма точно. Дактилокарта попадает на сервер где и будет храниться всё время.
Метод на основе глобальных признаков
Выполняется обнаружение глобальных признаков (ядро, дельта). Количество этих признаков и их взаимное расположение позволяет классифицировать тип узора. Окончательное распознавание выполняется на основе локальных признаков (число сравнений получается на несколько порядков ниже для большой базы данных).
Считается, что тип узора может определять характер, темперамент и способности человека, поэтому этот метод можно использовать и в целях, отличных от идентификации/аутентификации.
Метод на основе графов
Метод сравнения отпечатков на основе графов.
Исходное изображение отпечатка (1) преобразуется в изображение поля ориентации папиллярных линий (2). На нём (2) заметны области с одинаковой ориентацией линий, поэтому можно провести границы между этими областями (3). Затем определяются центры этих областей и получается граф (4). Стрелкой «d» отмечена запись в базу данных при регистрации пользователя. Определение подобия отпечатков реализовано в квадрате 5. (Дальнейшие действия аналогичны предыдущему методу — сравнение по локальным признакам).
Сканеры отпечатков пальцев
Устройства считывания отпечатков пальцев сейчас находят различные применения. Их устанавливают на ноутбуки, в мыши, клавиатуры, флешки, а также применяют в виде отдельных внешних устройств и терминалов, продающихся в комплекте с системами AFIS (Automated fingerprint identification systems — системы автоматизированной идентификации отпечатков пальцев).
Несмотря на внешние различия, все сканеры можно разделить на несколько видов:
Те сканеры, которые привыкли видеть в американских фильмах относятся обычно оптическим протяжным — видна полоса света, проходящая вдоль отпечатка. Более скоростными являются полупроводниковые и ультразвуковые, но последние дороже и встречаются реже.