Биометрические системы аутентификации. Методы защиты шаблонов. Будущее биометрической защиты

Современная наука не стоит на месте. Все чаще и чаще требуется качественная защита для устройств, чтобы тот, кто случайно ими завладел, не смог в полной мере воспользоваться информацией. Кроме этого, методы охраны информации от используются не только в повседневной жизни.

Кроме ввода паролей в цифровом виде, применяются и более индивидуализированные биометрические системы защиты.

Что это такое?

Ранее такая система применялась только в ограниченных случаях, для защиты наиболее важных стратегических объектов.

Затем, после 11 сентября 2011 года, пришли к выводу, что такой и доступа может быть применен не только в этих областях, но и в других сферах.

Таким образом, приемы идентификации человека стали незаменимыми в ряду методов борьбы с мошенничеством и терроризмом, а также в таких областях, как:

Биометрические системы доступа к технологиям связи, сетевым и компьютерным базам;

Базы данных;

Контроль доступа в хранилища информации и др.

У каждого человека есть набор характеристик, которые не меняются со временем, или такие, которые могут модифицироваться, но при этом принадлежать только конкретному лицу. В связи с этим можно выделить следующие параметры биометрических систем, которые используются в этих технологиях:

Статические - отпечатки пальцев, фотографирование ушных раковин, сканирование сетчатки глаза и другие.

Технологии биометрики в перспективе заменят обычные методы аутентификации человека по паспорту, так как встроенные чипы, карты и тому подобные новшества научных технологий будут внедряться не только в данный документ, но и в другие.

Небольшое отступление по поводу способов распознавания личности:

- Идентификация - один ко многим; образец сравнивается со всеми имеющимися по определенным параметрам.

- Аутентификация - один к одному; образец сравнивается с ранее полученным материалом. При этом лицо может быть известно, полученные данные человека сравниваются с имеющимся в базе образцом параметра этого лица;

Как работают биометрические системы защиты

Для того чтобы создать базу под определенного человека, необходимо считать его биологические индивидуальные параметры специальным устройством.

Система запоминает полученный образец биометрической характеристики (процесс записи). При этом, возможно, потребуется сделать несколько образцов для составления более точного контрольного значения параметра. Информация, которая получена системой, преобразовывается в математический код.

Помимо создания образца, система может запросить произвести дополнительные действия для того, чтобы объединить личный идентификатор (ПИН-код или смарт-карту) и биометрический образец. В дальнейшем, когда происходит сканирование на предмет соответствия, система сравнивает полученные данные, сравнивая математический код с уже записанными. Если они совпадают, что это значит, что аутентификация прошла успешно.

Возможные ошибки

Система может выдавать ошибки, в отличии от распознавания по паролям или электронным ключам. В этом случае различают следующие виды выдачи неверной информации:

Ошибка 1 рода: коэффициент ложного доступа (FAR) - одно лицо может быть принято за другое;

Ошибка 2 рода: коэффициент ложного отказа в доступе (FRR) - человек не распознается в системе.

Для того чтобы исключить, к примеру, ошибки данного уровня, необходимо пересечение показателей FAR и FRR. Однако это невозможно, так как для этого нужно было бы проводить идентификацию человека по ДНК.

Отпечатки пальцев

На данный момент наиболее известен метод биометрики. При получении паспорта современные граждане России в обязательном порядке проходят процедуру снятия отпечатков пальцев для внесения их в личную карточку.

Данный метод основан на неповторимости пальцев и используется уже достаточно длительное время, начиная с криминалистики (дактилоскопия). Сканируя пальцы, система переводит образец в своеобразный код, который затем сравнивается с существующим идентификатором.

Как правило, алгоритмы обработки информации используют индивидуальное расположение определенных точек, которые содержат отпечатки пальцев - разветвления, окончание линии узора и т. д. Время, которое занимает перевод изображения в код и выдача результата, обычно составляет около 1 секунды.

Оборудование, в том числе и программное обеспечение для него, производятся на данный момент в комплексе и стоят относительно недорого.

Возникновение ошибок при сканировании пальцев руки (или обеих рук) возникают довольно часто в том случае, если:

Присутствует несвойственная влажность или сухость пальцев.

Руки обработаны химическими элементами, которые затрудняют идентификацию.

Есть микротрещины или царапины.

Имеется большой и непрерывный поток информации. К примеру, это возможно на предприятии, где доступ к рабочему месту осуществляется при помощи дактилоскопа. Так как поток людей значительный, система может давать сбой.

Наиболее известные компании, которые занимаются системами распознавания отпечатков пальцев: Bayometric Inc., SecuGen. В России над этим работают: "Сонда", BioLink, "СмартЛок" и др.

Глазная радужная оболочка

Рисунок оболочки формируется на 36 неделе внутриутробного развития, устанавливается к двум месяцам и не меняется на протяжении жизни. Биометрические системы идентификации по радужной оболочке являются не только наиболее точными среди других в этом ряду, но и одними из самых дорогих.

Преимущество способа состоит в том, что сканирование, то есть захват изображения, может происходить как на расстоянии 10 см, так и на 10-метровом удалении.

При фиксации изображения данные о расположении определенных точек на радужке глаза передаются в вычислитель, который затем выдает информацию о возможности допуска. Скорость обработки сведений о радужке человека составляет около 500 мс.

На данный момент данная система распознавания на биометрическом рынке занимает не более 9% от общего числа таких способов идентификации. В то же время доля рынка, которую занимают технологии по отпечаткам пальцев, составляет более 50%.

Сканеры, позволяющие захватывать и обрабатывать радужку глаза, имеют довольно сложную конструкцию и ПО, а поэтому на такие устройства установлена высокая цена. Кроме этого, монополистом в производстве систем распознавания человека изначально являлась компания Iridian. Затем на рынок стали заходить и другие крупные компании, которые уже занимались производством компонентов различных устройств.

Таким образом, на данный момент в России существуют следующие компании, которые формируют системы распознавания человека по радужке глаза: AOptix, SRI International. Однако данные фирмы не предоставляют показателей по количеству ошибок 1 и 2 рода, поэтому не факт, что что система не защищена от подделок.

Геометрия лица

Существуют биометрические системы безопасности, связанные с распознаванием по лицу в 2D и 3D-режимах. Вообще считается, что черты лица каждого человека уникальны и не меняются в течение жизни. Неизменными остаются такие характеристики, как расстояния между определенными точками, форма и т. д.

2D-режим является статическим способом идентификации. При фиксации изображения необходимо, что человек не двигался. Имеют также значение фон, наличие усов, бороды, яркий свет и другие факторы, которые мешают системе распознать лицо. Это означает, что при любых неточностях выданный результат будет неверным.

На данный момент этот метод не особо популярен из-за своей низкой точности и применяется только в мультимодальной (перекрестной) биометрии, представляющая собой совокупность способов распознавания человека по лицу и голосу одновременно. Биометрические системы защиты могут включать в себя и другие модули - по ДНК, отпечаткам пальцев и другие. Кроме этого, перекрестный способ не требует контакта с человеком, которого необходимо идентифицировать, что позволяет распознавать людей по фотографии и голосу, записанных на технические устройства.

3D-метод имеет совершенно другие входящие параметры, поэтому нельзя его сравнивать с 2D-технологией. При записывании образа используется лицо в динамике. Система, фиксируя каждое изображение, создает 3D-модель, с которой затем сравниваются полученные данные.

В этом случае используется специальная сетка, которая проецируется на лицо человека. Биометрические системы защиты, делая несколько кадров в секунду, обрабатывают изображение входящим в них программным обеспечением. На первом этапе создания образа ПО отбрасывает неподходящие изображения, где плохо видно лицо или присутствуют вторичные предметы.

Затем программа определяет и игнорирует лишние предметы (очки, прическа и др.). Антропометрические особенности лица выделяются и запоминаются, генерируя уникальный код, который заносится в специальное хранилище данных. Время захвата изображения составляет около 2 секунд.

Однако, несмотря на преимущество метода 3D перед 2D-способом, любые существенные помехи на лице или изменение мимики ухудшают статистическую надежность данной технологии.

На сегодняшний день биометрические технологии распознавания по лицу применяются наряду с наиболее известными вышеописанными методами, составляя приблизительно 20% всего рынка биометрических технологий.

Компании, которые занимаются разработкой и внедрением технологии идентификации по лицу: Geometrix, Inc., Bioscrypt, Cognitec Systems GmbH. В России над этим вопросом работают следующие фирмы: Artec Group, Vocord (2D-метод) и другие, менее крупные производители.

Вены ладони

Лет 10-15 назад пришла новая технология биометрической идентификации - распознавание по венам руки. Это стало возможным благодаря тому, что гемоглобин, находящийся в крови, интенсивно поглощает инфракрасное излучение.

Специальная камера ИК фотографирует ладонь, в результате чего на снимке появляется сетка вен. Данное изображение обрабатывается ПО, и выдается результат.

Расположение вен на руке сравнимо с особенностями радужки глаза - их линии и структура не меняются со временем. Достоверность данного метода тоже можно соотнести с результатами, полученными при идентификации при помощи радужной оболочки.

Контактировать для захвата изображения считывающим устройством не нужно, однако использование этого настоящего метода требует соблюдения некоторых условий, при которых результат будет наиболее точным: невозможно получить его, если, к примеру, сфотографировать руку на улице. Также во время сканирования нельзя засвечивать камеру. Конечный результат будет неточным, если имеются возрастные заболевания.

Распространение метода на рынке составляет всего около 5%, однако к нему проявляется большой интерес со стороны крупных компаний, которые уже разрабатывали биометрические технологии: TDSi, Veid Pte. Ltd., Hitachi VeinID.

Сетчатка глаза

Сканирование рисунка капилляров на поверхности сетчатки считается самым достоверным методом идентификации. Он сочетает в себе наилучшие характеристики биометрических технологий распознавания человека по радужке глаз и венам руки.

Единственный момент, когда метод может дать неточные результаты - катаракта. В основном же сетчатка имеет неизменяемую структуру на протяжении всей жизни.

Минус этой системы заключается в том, что сканирование сетчатки глаза производится тогда, когда человек не двигается. Сложная по своему применению технология предусматривает длительное время обработки результатов.

Ввиду высокой стоимости биометрическая система не имеет достаточного распространения, однако дает самые точные результаты из всех предложенных на рынке методов сканирования человеческих особенностей.

Руки

Ранее популярный способ идентификации по геометрии рук становится менее применяемым, так как дает наиболее низкие результаты по сравнению с другими методиками. При сканировании фотографируются пальцы, определяются их длина, соотношение между узлами и другие индивидуальные параметры.

Форма ушей

Специалисты говорят о том, что все существующие методы идентификации не настолько точны, как распознавание человека по Однако есть способ определения личности по ДНК, но в этом случае происходит тесный контакт с людьми, поэтому его считают неэтичным.

Исследователь Марк Никсон из Великобритании заявляет, что методы данного уровня - биометрические системы нового поколения, они дают самые точные результаты. В отличии от сетчатки, радужки или пальцев, на которых могут с большой долей вероятности появиться посторонние параметры, затрудняющие идентификацию, на ушах такого не бывает. Сформированное в детстве, ухо только растет, не изменяясь по своим основным точкам.

Метод идентификации человека по органу слуха изобретатель назвал «лучевое преобразование изображения». Данная технология предусматривает захват изображения лучами разного цвета, что затем переводится в математический код.

Однако, по словам ученого, у его метода существуют и отрицательные стороны. К примеру, получению четкого изображения могут помешать волосы, которые закрывают уши, ошибочно выбранный ракурс и другие неточности.

Технология сканирования уха не заменит собой такой известный и привычный способ идентификации, как отпечатки пальцев, однако может использоваться наряду с ним.

Полагают, что это увеличит надежность распознавания людей. Особенно важной является совокупность различных методов (мультимодальная) в поимке преступников, считает ученый. В результате опытов и исследований надеются создать ПО, которое будет использоваться в суде для однозначной идентификации виновных лиц по изображению.

Голос человека

Идентификация личности может быть проведена как на месте, так и удаленным способом, при помощи технологии распознавания голоса.

При разговоре, к примеру, по телефону, система сравнивает данный параметр с имеющимися в базе и находит похожие образцы в процентном отношении. Полное совпадение означает, что личность установлена, то есть произошла идентификация по голосу.

Для того чтобы получить доступ к чему-либо традиционным способом, необходимо ответить на определенные вопросы, обеспечивающие безопасность. Это цифровой код, девичья фамилия матери и другие текстовые пароли.

Современные исследование в данной области показывают, что этой информацией довольно легко завладеть, поэтому могут применяться такие способы идентификации, как голосовая биометрия. При этом проверке подлежит не знание кодов, а личность человека.

Для этого клиенту нужно произнести какую-либо кодовую фразу или начать разговаривать. Система распознает голос звонящего и проверяет его принадлежность этому человеку - является ли он тем, за кого себя выдает.

Биометрические системы защиты информации данного типа не требуют дорогостоящего оборудования, в этом заключается их преимущество. Кроме этого, для проведения сканирования голоса системой не нужно иметь специальных знаний, так как устройство самостоятельно выдает результат по типу "истина - ложь".

По почерку

Идентификация человека по способу написания букв имеет место практически в любой сфере жизни, где необходимо ставить подпись. Это происходит, к примеру, в банке, когда специалист сличает образец, сформированный при открытии счета, с подписями, проставленными при очередном посещении.

Точность этого способа невысокая, так как идентификация происходит не с помощью математического кода, как в предыдущих, а простым сравнением. Здесь высок уровень субъективного восприятия. Кроме этого, почерк с возрастом сильно меняется, что зачастую затрудняет распознавание.

Лучше в этом случае использовать автоматические системы, которые позволят определить не только видимые совпадения, но и другие отличительные черты написания слов, такие как наклон, расстояние между точками и другие характерные особенности.

Процедуры идентификации и аутентификации пользователя могут базироваться не только на секретной информации, которой обладает пользователь (пароле, секретном ключе, персональном идентификаторе и т.п.). В последнее время все большее распространение получает биометрическая идентификация и аутентификация, позволяющая уверенно идентифицировать потенциального пользователя путем измерения физиологических параметров и характеристик человека, особенностей его поведения.

Отметим основные достоинства биометрических методов идентификации и аутентификации по сравнению с традиционными:

· высокая степень достоверности идентификации по биометрическим признакам из-за их уникальности;

· неотделимость биометрических признаков от дееспособной личности;

· трудность фальсификации биометрических признаков.

В качестве биометрических признаков, которые могут быть использованы при идентификации потенциального пользователя, можно выделить следующие:

· узор радужной оболочки и сетчатки глаз;

· отпечатки пальцев;

· геометрическая форма руки;

· форма и размеры лица;

· биомеханические характеристики рукописной подписи;

· биомеханические характеристики «клавиатурного почерка».

При регистрации пользователь должен продемонстрировать один или несколько раз свои характерные биометрические признаки. Эти признаки (известные как подлинные) регистрируются системой в качестве контрольного «образа» законного пользователя. Такой «образ» хранится в электронной форме и используется для проверки идентичности каждого, кто выдает себя за соответствующего законного пользователя. В зависимости от совпадения или несовпадения совокупности предъявленных признаков с зарегистрированными в контрольном «образе» их предъявивший признается легальным пользователем (при совпадении) или нелегальным (при несовпадении).

Системы идентификации по узору радужной оболочки и сетчатки глаз могут быть разделены на два класса:

· использующие рисунок радужной оболочки глаза;

· использующие рисунок кровеносных сосудов сетчатки глаза.

Поскольку вероятность повторения данных параметров равна 10 -78 , подобные системы являются наиболее надежными среди всех биометрических систем.

Такие средства идентификации применяются там, где требуется высокий уровень безопасности (например, в зонах военных и оборонных объектов).

Системы идентификации по отпечаткам пальцев – самые популярные. Одной из основных причин их широкого распространения послужило наличие больших банков данных по отпечаткам пальцев. Основными пользователями подобных систем во всем мире являются полиция, различные государственные и некоторые банковские организации.

Системы идентификации по геометрической форме руки используют сканеры формы руки, обычно устанавливаемые на стенах. Следует отметить, что подавляющее большинство пользователей предпочитает системы именно этого типа.

Системы идентификации по лицу и голосу наиболее доступны из-за их дешевизны, поскольку большая часть современных компьютеров оснащена видео- и аудио-средствами. Системы данного класса широко применяются при удаленной идентификации субъекта доступа в телекоммуникационных сетях.

Системы идентификации личностей по динамике рукописной подписи учитывают интенсивность каждого усилия подписывающего, частотные характеристики написания каждого элемента подписи и ее начертание в целом.

Системы идентификации по биомеханическим характеристикам «клавиатурного почерка» основываются на том, что моменты нажатия и отпускания клавиш при наборе текста на клавиатуре существенно отличаются у разных пользователей. Динамический ритм набора («клавиатурный почерк») позволяет построить достаточно надежные средства идентификации. В случае обнаружения изменения «клавиатурного почерка» пользователя ему автоматически запрещается работа на ЭВМ.

Следует отметить, что применение биометрических параметров при идентификации субъектов доступа автоматизированных систем пока не получило надлежащего нормативно-правового обеспечения, в частности в виде стандартов. Поэтому применение систем биометрической идентификации допускается только в автоматизированных системах, обрабатывающих и хранящих персональные данные, составляющие коммерческую и служебную тайну.

Привычные системы аутентификации на сегодня не всегда удовлетворяют требованием политики информационной безопасности предприятия или компании. Все большую популярность набирает биометрическая аутентификация пользователя, разрешающая аутентифицировать пользователя с помощью считывания его физиологических данных.

Методы аутентификация основывающийся на паролях имеют недостаток: многоразовый пароль можно скомпрометировать разными способами. можно потерять, скопировать. Биометрические методы аутентификации не имеют эти недостатки. К основным плюсам таких методов относят:

большой уровень достоверности аутентификации по биометрическим параметрам из-за их уникальности
неотделимость биометрических параметров от пользователя
сложность фальсификации биометрических признаков

В качестве биопараметров используют следующие:

форма кисти руки
отпечаток пальца
размер и форма лица
узор сетчатки глаза и радужной оболочки
особенности голоса

Схема работы биометрической системы аутентификации

При процессе регистрации в системе пользователь должен показать один или несколько раз биометрический признак, по которому происходит дальнейшая аутентификация. Эти признаки в системе регистрируются как контрольный образец пользователя. Этот образец обрабатывается системой для получения ЭИП (эталонный идентификатор пользователя). ЭИП — числовая последовательность, из которой нельзя восстановить первоначальный образец. При прохождении аутентификации пользователем, сравнивается эталонные ЭИП и ЭИП при прохождении аутентификации. Поскольку эти 2 параметра никогда не совпадут, существует параметр отвечающий за степень совпадения. На основе этой степени совпадения система решает о прохождении аутентификации.

Ошибочный отказ (FRR)- это отказ, когда система не подтверждает законного пользователя. Такие отказы бывают 1 на 100.

Ошибочное подтверждение (FAR) — подтверждение, когда система подтверждает аутентификацию незаконного пользователя. ТАкие ошибки бывают 1 на 10000.

Дактилоскопическая система аутентификации

Одна из причин широкого использования таких систем, это наличие громадных банков данных по отпечаткам пальцев. Основные пользователи таких систем являются сотрудники гос. служб или банковские компании. Основные компоненты дактилоскопической системы аутентификации:

сканер
ПО идентификации
ПО аутентификации

Для разблокировки экрана и защиты от посторонних, чаще всего используется числовой пароль или графический ключ. Однако все они имеют множество вариантов обхода, что не гарантирует 100% сохранность личной информации. С ростом развития технологий, на смену традиционным методам, пришли более совершенные – биометрические системы аутентификации (БСА).

В отличие от введения точного набора символов, БСА использует уникальные особенности человека, приобретенные с рождения, способных меняться со временем или внешним воздействием. Это исключает вероятность несанкционированного доступа к устройству, и увеличивает сохранность личной информации. В мобильной индустрии распространение получили технологии: распознавания отпечатков пальцев, радужной оболочки глаза и голоса.

Стоит отметить, что каждый метод нуждается в не сложной предварительной настройке. Её суть заключается в видении биометрических данных одного или нескольких пользователей, которые будут использоваться для разблокировки смартфона или планшета. Так же необходимо ввести числовой код разблокировки, на случай если по какой-то причине, считать биометрические данные будет невозможно.

Аутентификация по отпечаткам пальцев (Дактилоскопия)

Принцип работы заключается в сканировании и распознании уникальных и неповторимых для каждого, отпечатков пальцев. Для этого достаточно приложить палец к специальному сенсору, располагаемому на тыльной или лицевой стороне устройства. Весь процесс занимает доли секунды и не требует дополнительных действий.

Достоинства

Самая высокая точность срабатывания, в сравнении с другими системами аутентификации.
Не высокая стоимость сканирующего модуля.
Простота эксплуатации.
Многоцелевое использование. Возможность назначить на сканер дополнительную функцию: ответ на звонок, спуск затвора камеры и т.д.
Самая высокая скорость считывания и распознания.

Недостатки

Высокая степень отказа в случае повреждения папиллярного узора отпечатка пальцев.
Сложность распознания при наличии на пальце влаги или грязи.
В недорогих модулях, предварительно нуждается в нажатии кнопки питания, для пробуждения экрана.

Аутентификация по радужке глаза

Как и в случае с предыдущим пунктом, радужка глаза является уникальной особенностью каждого человека и не меняется с возрастом. Её рисунок очень сложен и позволяет отобрать более 200 точек для идентификации, тогда как для отпечатков пальцев не более 60-70. Метод является наиболее точным, среди всех существующих, так как найти одинаковые рисунки радужки, даже у близнецов, не возможно.

Для аутентификации используется сканирующий модуль в паре с камерой, а эффективное расстояние для считывания биоматериала от 10 см до одного метра. Камера делает несколько последовательных снимков, а система сравнивает их с теми, что находятся в базе данных. Весь процесс может занимать несколько секунд и зависит от мощности устройства.

Достоинства:

Возможность проведения аутентификации на расстоянии.
Радужная оболочка защищена от внешнего воздействия и не будет меняться со временем.
На процесс сканирования не влияют очки, контактные линзы.
Высочайшая точность определения, а значит и защита от подделки.

Недостатки:

Высокая цена сканирующего модуля, как результат очень низкая степень распространения.
Проведение идентификации в условиях низкой освещенности затруднительно или не возможно.

Аутентификация по голосу

Наиболее простой, доступный и распространенный метод идентификации, так как не требует дорогостоящей аппаратуры, достаточно микрофона и звуковой платы. Технология хорошо развита, а для определения владельца может быть использовано несколько шаблонов и комбинаций: по свободной речи или строго определенной фразы.

Обычно для разблокировки устройства не нужно предпринимать дополнительных действий, звуковой модуль всегда находится в режиме ожидания (более дорогие модели смартфонов или планшетов). Активация может срабатывать после нажатия кнопки питания (более дешевые модели).

Достоинства:

Высокая дешевизна и самая широкая распространенность, ввиду ненадобности специального сканера или иного дорогостоящего оборудования.
Отсутствие специальных требований и может использоваться даже в самых дешевых смартфонах и планшетах.
Простота использования и практичность.

Недостатки:

Низкая точность метода, из-за способности изменения голоса в зависимости от обстоятельств, возраста или болезни.
Сложность проведения идентификации в условиях сильного шума.

Вывод и развитие технологии в будущем

Доступность к личной информации украденного или утерянного устройства, обусловлена редкой установкой пароля. Это неудобно, да и злоумышленник легко может подсмотреть код ранее или обойти защиту, используя известные уязвимости. Биометрические системы компенсируют этот недостаток и являются более улучшенными и комфортными для пользователя. Но и они пока далеки от совершенства и имеют ряд недостатков, которые компенсируются использованием нескольких методов идентификации. А благодаря регулярному исследованию и усовершенствованию сторонними компаниями, для промышленного и бытового использования, в будущем многие недостатки могут быть устранены.

Тема биометрической идентификации личности далеко не нова — достаточно вспомнить, что идея идентификации по отпечаткам пальцев возникла еще в XIX веке. Однако сложность и дороговизна технологий наряду с неготовностью людей оставлять третьей стороне свои биометрические признаки отодвинули массовое использование технологии на многие годы.

Проблематика компьютерной биометрии (по лицу, голосу, отпечаткам, подписи) начала активно развиваться в 1960-х годах, когда было создано биометрическое подразделение Национального института стандартов и технологий США (NIST). Потребителями биометрических технологий были в основном государство (биометрические паспорта) и силовые ведомства (контроль доступа на режимные объекты).

В последние несколько лет тема находится на гребне волны — биометрические технологии проникают повсеместно. Уже никого не удивишь сканером отпечатка пальца на мобильном устройстве, крупные банки начинают применять идентификацию клиентов по голосу и по лицу, есть пилотные проекты по внедрению биометрических платежных сервисов в розничных сетях. Среди последних новостей — появление биометрических банковских карт и планы создания в России Национальной биометрической платформы. Аналитики компании Tractica прогнозируют более чем 5-кратный рост доходов от реализации аппаратных и программных биометрических решений — с $2,4 млрд по итогам прошлого года до $15,1 млрд к 2025 году.

Прогнозы других аналитических компаний еще более оптимистичны. Например, по оценкам J"son & Partners Consulting, в ближайшие 6 лет среднегодовой темп роста выручки на рынке биометрии составит 18,6% и к 2022 году вырастет до $40 млрд.

Вслед за ростом рынка подтягивается государство, взнося все новые изменения в законодательство. В начале осени Госдума поддержала законопроект об удаленной идентификации клиентов кредитных организаций, вносящий изменения в 115-ФЗ «О противодействии легализации (отмыванию) доходов…». Подобные законопроекты дают дополнительный стимул к расширению применения биометрических технологий.

Аналитики Tractica прогнозируют, что примерно треть рынка биометрии будут занимать биометрические технологии аутентификации. Они становятся особенно актуальными в свете современной установки на сокращение операционных издержек на разных уровнях и повышение информационной безопасности в компаниях.

По данным компании Indeed-Id, за счет внедрения систем однократной аутентификации (SSO), которые автоматизируют процедуры доступа в приложения и периодической смены паролей, а также сокращают число инцидентов, связанных с забыванием паролей и блокировкой учетных записей, обеспечивается возврат инвестиций (ROI) в объеме от 2500 рублей в год на каждого пользователя.

В свою очередь внедрение биометрической аутентификации может еще больше увеличить сумму экономии за счет полного отказа от паролей. Не стоит также забывать, что, по мнению экспертов по информационной безопасности, биометрические методы аутентификации являются наиболее безопасными.

С февраля 2018 г. вступают в силу нововведения стандарта PCI DSS 3.2, в частности требование применения многофакторной аутентификации для защиты неконсольного административного доступа и удаленного доступа всех пользователей к информационной среде держателей карт (пункт 8.3: Secure all individual non-console administrative access and all remote access to the CDE using multi-factor authentication). В качестве факторов аутентификации стандарт PCI DSS определяет следующие: «то, что вы знаете» (Something you know) — пароль или кодовая фраза; «то, что у вас есть» (Something you have) — токен или смарт-карта; «то, что есть вы» (Something you are) — биометрические признаки. По стандарту, многофакторная аутентификация требует применения как минимум двух перечисленных факторов.

Традиционные методы аутентификации

В последнее время в СМИ все чаще появляется информация о проблемах, связанных с уязвимостями и неудобством традиционных методов аутентификации. К традиционным мы относим:

Пара «логин-пароль» . Этот метод сегодня применяется практически повсеместно, и проблемы, с ним связанные, всем хорошо известны. Основная из них — человеческий фактор: сколько бы не напоминали эксперты о необходимости соблюдать правила обращения с паролями (в сущности несложных), ситуация лучше не становится, а в чем-то даже ухудшается. Красноречиво свидетельствует об этом сравнение данных опросов «Лаборатории Касперского», проведенных в 2014 и 2016 годах среди российских пользователей. По-прежнему лишь около трети респондентов создают отдельные пароли для каждого аккаунта, большинство предпочитает использовать одну и ту же комбинацию символов для нескольких учетных записей. При этом увеличилась доля пользователей, которые обходятся одним-единственным паролем для всех аккаунтов.

Конечно, на корпоративном уровне проблему частично можно решить введением жестких парольных политик и требований к сложности и частоте смены пароля — эти меры способны повысить уровень безопасности данного метода аутентификации. Однако на практике они скорее всего приведут к увеличению количества сотрудников, которые будут записывать пароли на бумагу или в гаджеты. Если посмотреть на результаты опросов «Лаборатории Касперского» в данном аспекте, и тут ситуация не улучшается. Держать в голове несколько сложных паролей неудобно, а бороться с неудобством можно, только устранив ее причину.

Цифровые сертификаты считаются оптимальным методом аутентификации пользователей в информационных системах. Инфраструктура открытых ключей (PKI) позволяет быстро и удобно управлять всем жизненным циклом сертификата, а пользователь избавляется от необходимости запоминать сложные логины и пароли. Это удобно для пользователя и администратора, однако никуда не уходят риски потери/ кражи носителя, а также сложности персонификации: воспользоваться USB-токеном или смарт- картой может любой человек, в том числе тот, кто не имеет на это права. Распространенная проблема — забывание ключа в разъеме компьютера или считывателя. Подобные вопросы можно решить, выпустив единую карту, которая будет служить и пропуском для СКУД, и ключом входа на рабочую станцию, и, самое главное, будет привязана к зарплатному счету сотрудника. Последнее резко повышает ответственность сотрудника в обращении с картой и исключает случаи ее передачи посторонним лицам. Но при такой конфигурации стоимость решения увеличивается минимум на 2 тыс. рублей для одного сотрудника, без учета расходов на услуги по персонализации карты. Причем при увольнении существующую карту использовать повторно уже не получится, для каждого нового сотрудника необходимо выпускать новую.

Можно еще вспомнить про одноразовые пароли (OTP), которые отправляются пользователям по SMS или генерируются на специальном устройстве (брелоке). Но для доступа к персональной рабочей станции ОТР — не самая удачная идея. Затраты на SMS-шлюз и задержки при доставке SMS создадут больше проблем, нежели выгод. Что касается брелоков, существуют риски кражи и потери, поскольку при таком подходе сложно обеспечить персонификацию.

Альтернатива - биометрическая аутентификация

Давайте разберемся, насколько биометрические технологии на их нынешнем уровне развития готовы конкурировать с традиционными методами аутентификации, применяемыми в корпоративном секторе. Сразу оговоримся: мы не будем рассматривать методы на грани фантастики, такие как аутентификация по ДНК, сетчатке глаза (не путать с радужной оболочкой), походке и т.п. Мы рассмотрим решения, которые доступны на рынке и реально применимы в корпоративном сегменте, обеспечивая безопасный доступ к рабочим станциям.

В качестве биометрических признаков эти методы используют:

отпечаток пальца;
рисунок вен ладони;
голос;
радужную оболочку глаза;
лицо (2D-изображение);
лицо (3D-изображение).

Аутентификация по отпечатку пальца — один из наиболее распространенных методов биометрической аутентификации. По данным различных источников, эта технология занимает половину всего рынка биометрической аутентификации. Уровень ее развития таков, что современное сканирующее устройство уже нельзя обмануть с помощью оттиска на бумаге, желатине или стекле — технология достаточно безопасна. Основная проблема метода в том, что папиллярный узор пальца нестабилен, в результате чего система перестает узнавать человека. С такой проблемой столкнулся один из наших заказчиков в период дачного сезона. Сотрудники, успевшие хорошо потрудиться на дачном участке, вынуждены были в массовом прядке отправляться в службу ИБ для перезаписи шаблона.

Аутентификация по рисунку вен ладони дает высокую точность распознавания, хотя некоторые заболевания, в частности анемия конечностей, или последствия физических нагрузок на руки, могут затруднять работу считывателя. Однако эта технология довольно дорогая, к тому же в некоторых реализациях она контактная, что делает ее менее гигиеничной. Сильные стороны данного метода в том, что рисунок вен ладони сложно украсть и подделать, а также по прошествии времени он не меняется.

Аутентификация по голосу, 2D-изображению лица — технологии, наиболее доступные по стоимости. Однако они чувствительны к внешним факторам, что снижает уровень их удобства. В случае распознавания лица есть риски ошибок, связанных с недостаточным освещением, в случае голоса — вызванных посторонним шумом или низким качеством принимающего устройства. Не стоит также забывать о возможном искажении голоса из-за болезни. Кроме того, существуют сервисы по подмене внешности и голоса. Недавно подобная технология под названием Face2Face была продемонстрирована в США. С ее помощью можно с легкостью обмануть систему голосовой или 2D-аутентификации. Не помогает даже технология liveness, которая в режиме реального времени верифицирует объект, предлагая человеку наклонить/повернуть голову или произнести случайно сгенерированную фразу. Спасением от Face2Face и других подобных технологий подмены может служить применение камер, работающих в инфракрасном спектре. Но это уже будет решение совсем другой ценовой категории, так что разумнее задуматься о применении более продвинутого метода биометрической аутентификации.

Аутентификация по радужной оболочке глаза. До недавнего времени данный метод был практически не доступен для массового использования при аутентификации на рабочих станциях. Причин этому несколько, в первую очередь дороговизна сканирующих устройств. Также немаловажно действие некоторых патентов на биометрию радужной оболочки глаза. Завершение действия патентов дало новый толчок к развитию технологии. Отличительной особенностью данного метода являются очень высокие показатели безопасности, особенно при использовании одновременно двух глаз, однако стоимость таких устройств доходит до нескольких тысяч долларов. Более доступные по цене сканеры на нашем рынке работают только с одним глазом. При условии, что технология полностью бесконтактная и не восприимчива к внешним факторам, в ближайшем будущем все это может привести к тому, что данный метод станет одним из наиболее популярных на рынке биометрии.

Аутентификация по 3D-изображению лица — наиболее перспективная и активно развивающаяся технология. Например, в новом iPhone сканер отпечатка пальца заменен камерой, которая создает 3D-снимок лица и позволяет разблокировать телефон, просто взглянув на него. Можно не сомневаться: подобные технологии будут появляться и у других производителей смартфонов. Это, в свою очередь, даст новый толчок развитию, удешевлению и более широкому распространению указанного метода аутентификации. Сегодня уже можно купить ноутбуки со встроенными 3D-камерами, что позволяет использовать данный метод аутентификации сотрудников без покупки дополнительного оборудования. Однако одновременно с популярностью технологии возрастают риски компрометации в связи с удешевлением и доступностью 3D-камер и технологий трехмерной печати.

Сравнительная оценка биометрических технологий

Все перечисленные технологии присутствуют на рынке в виде коммерческих продуктов. При их реализации производители применяют различные математические алгоритмы, а также используют дополнительные механизмы защиты от подмены.

Мы оценили доступные на рынке технологии биометрической аутентификации, в качестве критериев сравнения использовали безопасность технологии (т.е. надежность плюс устойчивость к фальсификации), удобство использования, а также ценовую доступность.

На наш взгляд, основными параметрами, характеризующими безопасность биометрической аутентификации, являются коэффициент ложного принятия (FAR — False Accept Rate), т.е. вероятность того, что система аутентифицирует чужого сотрудника, и коэффициент ложного отказа (FRR — False Reject Rate), т.е. вероятность того, что система не аутентифицирует своего сотрудника. Другая характеристика безопасности технологии — степень сложности фальсификации — отражает объем усилий и затрат, которые потребуются для компрометации системы, т.е. подмены реального биометрического признака человека. Сложность фальсификации зависит от сложности и стоимости специализированных технологий, применяемых для сбора биометрических данных и изготовления копии биометрического признака.

Удобство биометрической технологии зависит от чувствительности к изменениям внешней среды (для офиса наиболее актуальны освещенность и шум), а также от собственно биометрических параметров. Не последнюю роль играет контактность или бесконтактность. Скорость срабатывания (количество времени, необходимое для аутентификации) тоже влияет на удобство технологии, но, поскольку по этому параметру все рассматриваемые технологии сопоставимы, мы не будем его учитывать при сравнении.

Недостатки биометрических технологий

Несмотря на множество достоинств биометрической аутентификации, у нее есть ряд недостатков. Всем знакома ситуация, когда после ухода с работы возникает необходимость заглянуть в какие-то материалы, сохраненные на рабочем ПК. Обычно в таком случае человек звонит коллеге, которому доверяет, сообщает ему пароль, а тот получает доступ к ПК и сообщает нужную информацию. При биометрической аутентификации такой номер не пройдет, поэтому сегодня в систему аутентификации встраивается функционал альтернативного доступа, например, по одноразовому паролю. Однако такой вариант сводит на нет преимущества биометрии в части безопасности, создавая дополнительную лазейку для взломщика. Впрочем, бурное развитие облачных технологий снижает вероятность возникновения подобных ситуаций.

Другая проблема биометрии — невозможность замены биометрического шаблона в случае его компрометации. Сменить логин или пароль можно в любой момент, то же относится к картам, токенам, мобильным телефонам и т.д. Но как провести подобную процедуру с лицом или голосом, а тем более с рисунком вен? В случае считывания отпечатка пальца у человека (при отсутствии анатомических дефектов) есть 10 попыток, но для других биометрических методов 100-процентного решения проблемы на текущий момент нет. А с учетом скорости развития технологий и тенденции к их удешевлению проблема компрометации биометрических систем аутентификации будет становиться все более актуальной, поскольку взлом будет доступен все большему кругу лиц. Однако, на наш взгляд, проблема компрометации для случаев аутентификации на офисных рабочих станциях стоит не так остро — сложно представить, что кто-то из сотрудников будет подносить к компьютеру распечатанную на 3D-принтере часть своего коллеги.

На сегодняшний день любая существующая технология аутентификации не идеальна, но по сравнению с традиционными биометрические методы существенно выигрывают: по безопасности, удобству, а нередко и по цене. Более того, в отличие от традиционных технологий аутентификации биометрические технологии постоянно совершенствуются. Например, современный смартфон с 3D-камерой легко отличит плоское изображение от настоящего лица. Микросхема, встроенная в сканер отпечатка пальца, позволяет определять, принадлежит ли палец живому человеку. А существующие алгоритмы распознавания голоса способны оценивать психологическое состояние человека и выявлять случаи, когда фразу для аутентификации пользователь произносит под давлением. На рынке появляется все больше пользовательских устройств со встроенными средствами биометрической аутентификации, и это не только сканеры отпечатка пальца. Яркий пример — уже упомянутый iPhone Х с технологией распознавания лица. А появление ноутбуков со встроенной 3D-камерой — предпосылка к реализации на их базе сканеров лица или радужной оболочки. Распространение биометрических технологий в консьюмерском сегменте способствуют тому, что они становятся более доступными и понятными для корпоративного сектора. Недалек тот день, когда биометрические технологии аутентификации станут для нас традиционными, а привычные пароли и сертификаты перейдут в разряд устаревших.