Статические методы биометрической идентификации личности

---

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 
140 
СТАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ 
БИОМЕТРИЧЕСКОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЛИЧНОСТИ 
© Ральникова Н.С.

 
Университет ИТМО, г. Санкт-Петербург 
В данной статье проводится обзор существующих статических ме-
тодов биометрической идентификации личности, приводится подроб-
ная характеристика каждого, а также достоинства и недостатки. 
Ключевые слова: биометрическая идентификация, информационная 
безопасность, статические методы, биометрия. 
Достоинства биометрических идентификаторов на основе уникальных 
биологических, физиологических особенностей человека, однозначно удо-
стоверяющих личность, привели к интенсивному развитию соответствую-
щих средств. В биометрических идентификаторах используются статиче-
ские методы, основанные на физиологических характеристиках человека, 
т.е. на уникальных характеристиках, данных ему от рождения (рисунки па-
пиллярных линий пальцев, радужной оболочки глаз, геометрия руки и т.д.), 
и динамические методы (почерк, голос и особенности речи, ритм работы на 
клавиатуре и т.д.). 
Все биометрические системы работают практически по одинаковой 
схеме. Принцип работы таких систем основан на получении изображения со 
сканера биометрического считывателя и его преобразовании в некий шаб-
лон, который затем сравнивается с имеющейся базой. 
В момент сравнения полученного изображения с шаблоном возможно 
появление ошибок: ошибки первого рода – когда сканер не может распо-
знать зарегистрированного пользователя и ошибки второго рода – когда не-
зарегистрированный пользователь определяется системой как зарегистри-
рованный. 
В данной статье подробнее рассмотрим статические методы биометри-
ческой идентификации личности. 

Магистрант 1 курса кафедры Безопасных информационных технологий. 

---

И
нформационные технологии и безопасность 
141 
1. Отпечатки пальцев. 
Идентификация по отпечаткам пальцев – это наиболее распространенный 
биометрический метод идентификации личности. Каждый человек имеет 
уникальный папиллярный узор на кончиках пальцев, благодаря чему и воз-
можна идентификация. Обычно, алгоритмы распознавания по отпечаткам 
пальцев используют характерные точки на: окончание линии узора, разветв-
лении линии, одиночные точки. Особенности папиллярного узора преобразо-
вываются в уникальный код, который сохраняет информативность изображе-
ния отпечатка. Время перевода изображения отпечатка пальца в код и его 
идентификация обычно не превышает 1 с, в зависимости от размера базы [1]. 
Преимущества использования аутентификации по отпечаткам пальцев – 
легкость в использовании, быстрота и удобство, а также сравнительно ма-
ленькая стоимость оборудования. К недостаткам же данного метода отно-
сятся невозможность идентификации при царапинах, порезах и ожогах 
пальцев, а также недостаточная защищенность от подделки, что связано с 
широким распространением данного метода. 
2. Радужная оболочка глаза. 
Радужная оболочка – тонкая подвижная диафрагма глаза у позвоночных 
с отверстием (зрачком) в центре; расположена за роговицей, между перед-
ней и задней камерами глаза, перед хрусталиком. Радужная оболочка обра-
зовывается ещѐ до рождения человека, и не меняется на протяжении всей 
жизни. Радужная оболочка по текстуре напоминает сеть с большим количе-
ством окружающих кругов и рисунков, которые могут быть измерены ком-
пьютером, рисунок радужки очень сложен, это позволяет отобрать порядка 
200 точек, с помощью которых обеспечивается высокая степень надежности 
аутентификации. Для сравнения, лучшие системы идентификации по отпе-
чаткам пальцев используют 60-70 точек. Поэтому данный метод является 
наиболее точным [2]. 
Время первичной обработки изображения в современных системах 
примерно 300-500 мс, скорость сравнения полученного изображения с базой 
имеет уровень 50000-150000 сравнений в секунду на обычном ПК. Такая 
скорость сравнения не накладывает ограничений на применения метода в 
больших организациях при использовании в системах доступа [1]. 

---

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 
142 
К недостатком данного метода можно отнести высокую стоимость обо-
рудования, а к достоинствам – высокую точность метода и отсутствие фи-
зического контакта со сканером. 
3. Сетчатка глаза. 
Метод идентификации по сетчатке глаза основывается на уникальности 
рисунка кровеносных сосудов глазного дна. Для сканирования сетчатки ис-
пользуется инфракрасное излучение низкой интенсивности, направленное 
через зрачок к кровеносным сосудам на задней стенке глаза. Из полученного 
сигнала выделяется несколько сотен особых точек, информация о которых 
сохраняется в шаблоне [2]. 
К недостаткам подобных систем следует в первую очередь отнести пси-
хологический фактор: не всякому человеку приятно смотреть в непонятное 
темное отверстие, где что-то светит в глаз. К тому же, подобные системы 
требуют чѐткого изображения и, как правило, чувствительны к неправиль-
ной ориентации сетчатки. Поэтому требуется смотреть очень аккуратно, а 
наличие некоторых заболеваний может препятствовать использованию дан-
ного метода. Также к недостатком относится высокое время обработки. К 
достоинствам можно отнести очень низкую вероятность ошибок. 
4. Геометрия лица. 
Существует множество методов распознавания по геометрии лица. Все 
они основаны на том, что черты лица и форма черепа каждого человека ин-
дивидуальны. Эта область биометрии многим кажется привлекательной, 
потому что мы узнаем друг друга в первую очередь по лицу. Данная область 
делится на два направления: 2-D распознавание и 3-D распознавание [1]. 
2-D распознавание лица – один из самых статистически неэффективных 
методов биометрии. Но он хорошо подходит для биометрической иденти-
фикации в местах массового скопления людей. В последствие появились 
компьютерные интерпретации метода, в результате чего он стал более на-
дѐжным, но, безусловно, уступал и с каждым годом все больше уступает 
другим биометрическим методам идентификации личности. 2-D распозна-
вание лица сталкивается с такими проблемами как изменение цвета кожи (в 
том числе и с помощью косметики); ношением очков; ношением бороды и 
усов; изменения поверхности лица при болезни; с изменяющейся мимикой. 

---

И
нформационные технологии и безопасность 
143 
Появление 3D-алгоритмов распознавания в системах биометрической иден-
тификации минимизировало влияние этих факторов на достоверность рас-
познавания. Существуют различные методы 3-D распознавания. Один 
из них – метод 3-d распознавания по изображению, получаемому с 
нескольких камер. Примером этого может являться фирма Vocord со 
своим 3d сканером. 
Преимущества 2-D распознавания – низкая стоимость оборудования, а 
недостатки – низкая достоверность. 
5. Карта вен. 
Данный метод идентификации является наиболее новым. Инфракрасная 
камера делает снимки внешней или внутренней стороны руки. Рисунок вен 
формируется благодаря тому, что гемоглобин крови поглощает ИК излуче-
ние. В результате, степень отражения уменьшается, и вены видны на камере 
в виде черных линий. Специальная программа на основе полученных дан-
ных создает цифровую свертку [2]. Достоинство – не требуется контакта че-
ловека со сканирующим устройством. Многие возрастные заболевания мо-
гут затруднить идентификацию, привести к ошибке второго рода – это яв-
ный недостаток данного метода. 
6. Геометрия рук. 
Наименее распространенный метод. Он основан на получении геомет-
рических характеристик рук: длин пальцев, ширины ладони и.т.д. Этот ме-
тод, как и сетчатка глаза – умирающий, только у него еще более низкие ха-
рактеристики [1]. 
В данной статье был представлен обзор существующих статических ме-
тодов биометрической идентификации личности. Каждый из них имеет как 
преимущества, так и недостатки, и могут применяться в зависимости от по-
ставленной задачи. Например, самый быстрый метод – метод сканирования 
отпечатков пальцев, однако он не достаточно надежный, и если необходима 
более надежная система, то следует использовать метод распознавания по 
радужной оболочке, однако этот метод будет более дорогостоящим. Для 
массового распознавания людей лучше всего подходят методы идентифика-
ции по геометрии лица. Наименее распространенными являются методы 
идентификации по карте вен, геометрии рук и сетчатке глаза. 

---

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 
144