Способ повышения надежности биометрической идентификации личности по отпечатку пальца

Предлагаемый способ относится к области информационной безопасности, конкретно к системам биометрической идентификации на основе папиллярного узора пальца.

Глобальное развитие современной техники создает ряд возможностей фальсификации биометрических параметров. В современном мире злоумышленникам не составляет труда завладеть отпечатками пальцев требуемого человека, например, сфотографировав руку в высоком разрешении, а затем распечатать полученное изображение или изготовить слепок отпечатка пальца и тем самым обойти существующую систему защиты. В связи с этим возникает потребность в системах идентификации личности путем распознавания отпечатков пальцев с учетом анализа различных характеристик считываемого объекта, чтобы противостоять атакам подбора.

Известен аналог заявляемого объекта «Способ сравнения папиллярных узоров пальцев» (РФ Патент №94039018 от 10.09.1996). Данный способ состоит из следующих этапов: считывание отпечатков и сравнение данных о расположении особенностей считываемого графического изображения папиллярного узора с архивными данными. Технический результат достигается за счет выявления особенностей папиллярного узора на считываемом графическом изображении и сравнения взаимного расположения этих особенностей с архивными данными.

Данный способ верификации и идентификации отпечатков пальцев позволяет идентифицировать полученное изображение папиллярного узора.

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого объекта, является регистрация отпечатков пальцев и сравнение данных о расположении особенностей считываемого графического изображения.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются: слабая защищенность от атак подбора путем считывания содержащих требуемый отпечаток пальца слепков и фотографий.

Известен аналог заявляемого объекта «Гибридное многосенсорное устройство биометрической идентификации» (US патент №8073204 от 31.12.2007). Способ, реализуемый данным устройством состоит из следующих этапов: считывание отпечатков двумя сенсорами различного типа (оптический и емкостной) и сравнение данных основного сенсора о расположении особенностей считываемого графического изображения папиллярного узора с архивными данными, сравнение данных дополнительного емкостного сенсора для исключения грубого обхода системы путем считывания изображения с фотографии или другого объекта, не обладающего достаточной емкостью, свойственной человеку. Технический результат достигается за счет выявления особенностей папиллярного узора на считываемом графическом изображении, сравнения взаимного расположения этих особенностей с архивными данными и дополнительной проверки на обход системы идентификации.

Данный способ верификации и идентификации отпечатков пальцев позволяет идентифицировать полученное изображение папиллярного узора и отсекает простые способы обхода системы идентификации.

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого объекта, является регистрация отпечатков пальцев, сравнение данных о расположении особенностей считываемого графического изображения и дополнительная проверка на обход системы идентификации.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются: слабая защищенность от атак подбора, невозможность распознать обход системы идентификации в случае, когда требуемый рисунок отпечатка пальца нанесен или расположен на пальце злоумышленника, что обеспечит срабатывание емкостного сенсора.

Из известных аналогов наиболее близким является «Система биометрической идентификации на основе снятия пульса» (US патент №8773239 от 04.04.2011). Данный способ состоит из следующих этапов: считывание отпечатков и сравнение данных о расположении особенностей считываемого графического изображения папиллярного узора с архивными данными, снятие датчиком пульсации с детектируемого объекта и сравнение его с заданными архивными данными. Технический результат достигается за счет выявления особенностей папиллярного узора на считываемом графическом изображении, сравнения взаимного расположения этих особенностей с архивными данными и дополнительной проверки на наличие пульса.

Данный способ верификации и идентификации отпечатков пальцев позволяет идентифицировать полученное изображение папиллярного узора и отсекает простые способы обхода системы идентификации.

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого объекта, является регистрация отпечатков пальцев, сравнение данных о расположении особенностей считываемого графического изображения и дополнительная проверка на обход системы идентификации.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются: слабая защищенность от атак подбора, невозможность распознать обход системы идентификации в случае, когда требуемый рисунок отпечатка пальца нанесен или расположен на пальце злоумышленника, ложный отказ при изменении психофизиологического состояния аутентифицируемой личности.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении надежности биометрической аутентификации личности человека через повышение стойкости защиты устройств к атакам подбора, за счет анализа локального взаимодействия зонда с поверхностью пальца, что позволит системе безопасности отличить истинный папиллярный узор от его графического изображения или слепка.

Технический результат достигается за счет измерения латерального отклонения зонда за счет сил трения при перемещении вдоль поверхности пальца, что позволяет повысить надежность биометрической аутентификации личности человека через повышение стойкости защиты устройств к атакам подбора.

Для достижения необходимого технического результата предложен способ повышения надежности биометрической идентификации личности по отпечатку пальца, включающий считывание изображение отпечатков пальца, сравнение данных о расположении особенностей считываемого графического изображения папиллярного узора с архивными данными, проводится измерение латерального отклонения зонда за счет сил трения при перемещении вдоль поверхности пальца.

На Фиг. 1 схематично изображено устройство, соответствующее предлагаемому способу и состоящее из сканера отпечатков пальцев 1, считывающее отпечаток пальца, а также зонда 2, измеряющего зависимость силы взаимодействия зонда с объектом от величины выдвижения зонда.

На Фиг. 2 схематически изображено латеральное отклонение зонда при перемещении вдоль поверхности пальца

Способ осуществляется следующим образом:

Для идентификации личности необходимо прижать палец к сканеру отпечатков пальцев 1 (Фиг. 1). В это время устройство считывает изображение отпечатков пальцев стандартным способом, одновременно через отверстие в сканере отпечатков пальцев 1 выдвигается зонд 2 и проводит измерение латерального отклонения зонда за счет сил трения при перемещении вдоль поверхности пальца (Фиг. 2). Затем проводится анализ графического изображения отпечатка пальцев для идентификации личности, одновременно для исключения атаки подбора, измеряется угол наклона зонда от первоначального положения. При совпадении рассчитанной величины взаимодействия зонда с поверхностью пальца с архивными данными для идентифицируемой по отпечатку пальца личности система выдает положительный результат, в обратном случае выдает сигнал об атаке подбора.

Анализ взаимодействия зонда с поверхностью пальца проводится следующим образом:

Во время сканирования отпечатков пальцев зонд с фиксированной силой прижимается к поверхности пальца. Затем поддерживая силу взаимодействия, зонд перемещается вдоль пальца (Фиг. 2), при этом регистрируется отклонение зонда от первоначального положения вследствие силы трения. Данное отклонение характеризует силу трения между зондом и считываемой поверхностью и уникально для каждого материала, тем самым по измеренной величине можно определить тип сканируемого объекта: кожа на пальце, бумага, резина, или другой материал с нанесенным на нем изображением папиллярного узора, что повышает стойкость защиты устройств к атакам подбора.

Отличие предложенного способа от способов-протипов состоит в том, что прототипы для повышения надежности измеряют макроскопические параметры (электрическая емкость и пульсация) которые также будут иметь место, если требуемый рисунок отпечатка пальца нанесен или расположен на пальце злоумышленника. При этом предложенный способ позволяет проводить анализ только приповерхностного слоя и способен отличить поверхность пальца идентифицируемого объекта от распечатанного графического изображения или слепка.

Данный способ повышения надежности биометрической идентификации личности по отпечатку пальца позволит повысить стойкость системы идентификации личности к атакам подбора, путем попыток считывания графического изображения или слепка папиллярного узора.

Таким образом, предлагаемый способ представляет собой способ повышения надежности биометрической идентификации личности по отпечатку пальца за счет анализа локального взаимодействия зонда с поверхностью пальца.

Таким образом, по сравнению с аналогичными способами, предлагаемый способ биометрической идентификации личности позволяет повысить надежность биометрической аутентификации личности человека через повышение стойкости защиты устройств к атакам подбора.