Falsifikace biometricke charakteristiky a detekce zivosti

Nadpis 1 Nadpis 2

Nadpis 3

Jméno PříjmeníVysoké učení technické v Brně, Fakulta informačních technologií v Brně

Božetěchova 2, 612 66 [email protected]

99.99.2008

Falsifikace biometrické charakteristiky a detekce živosti

Ing. Michal Doležel

Vysoké učení technické v Brně, Fakulta informačních technologiíÚstav inteligentních systémůBožetěchova 2, 612 66 Brno

[email protected]

05. 04. 2014

Úvod do problematiky rozpoznávání osob

• Podle čeho rozpoznáme známe osoby?

Falsifikace biometrické charakteristiky a detekce živosti 2/43

Úvod do problematiky rozpoznávání osob

• Podle čeho rozpoznáme známe osoby?

• obličej• postava• hlas• chůze• písmo


Identita – definice, rozdělení

• „Jednoznačná charakteristika každého jedince.“

• Identita bývá založena na:

1. Znalosti2. Vlastnictví3. Bytí


Identita založená na znalosti

• Založeno na něčem co víme:

• heslo, PIN, tajné tlačítko, ...

• 25 nejčastěji používaných hesel na internetu:

password, 123456, 12345678, 1234, qwerty, 12345, dragon, pussy, baseball, football, letmein, monkey, 696969, abc123, mustang, michael, shadow, master, jennifer, 111111, 2000, jordan, superman, harley, 1234567


Identita založená na vlastnictví

• Založeno na něčem co vlastníme:

• klíč, čipová karta


Identita založená na bytí

• Založeno na něčem co jsme:

• obličej, otisk prstu, ...


Biometrie - definice

• Biometrie je proces automatického rozpoznávání osob na základě jejich charakteristických anatomických a behaviorálních rysů.“


Biometrie – výhody/nevýhody

• Výhody:• vyšší bezpečnost• eliminuje ztráty identity• ztěžuje krádeže identity• eliminuje popření identity• zvyšuje pohodlnost

• Nevýhody• nezachovává soukromí• nemůže být anulována• nutnost osvěty• vyšší cena


Biometrie – výhody/nevýhody

• Výhody:• vyšší bezpečnost• eliminuje ztráty identity• ztěžuje krádeže identity• eliminuje popření identity• zvyšuje pohodlnost

• Nevýhody• nezachovává soukromí• nemůže být anulována• nutnost osvěty• vyšší cena


Biometrický rys

• Vlastnost daného jedince, která reprezentuje jeho identitu.


Rozdělení biometrických rysů

• Anatomické (fyziologické) rysy 1/2 1. Otisk vzoru papilárních linií prstů2. Otisk vzoru papilárních linií celé dlaně3. 2D geometrie ruky 4. 3D geometrie ruky5. Termogram ruky6. Snímek žil dlaně ruky7. Snímek žil hřbetu ruky8. Snímek žil prstu9. Snímek struktury nehtu 10. Běžný 2D snímek obličeje11. 3D model obličeje



• Anatomické (fyziologické) rysy 2/212. Termogram obličeje13. Snímek duhovky oka14. Snímek sítnice oka15. Snímek podpisu16. Struktura DNA17. Tvar ucha 18. Dentální obraz19. Snímek vlasů (head print) 20. Chemické složení pachu21. Snímek pozadí (butt print)



• Behaviorální (dynamické) biometrické rysy:22. Hlas23. Dynamické vlastnosti podpisu24. Dynamika stisku kláves25. Chůze26. Mimika obličeje a pohyby rtů27. Pravděpodobnostní charakteristiky konverzace


Biometrický systém a jeho slabá místa


Falsifikace biometrické charakteristiky

• Alt. název „Spoofing“

• Cílem je oklamat biometrický snímač podvrženou biometrickou vlastností.

• 2 fáze:• Získání vzorku biometrické vlastnosti cílové osoby• Vytvoření falsifikátu schopného oklamat snímač


Detekce živosti

• Metody pro odhalení pokusů o napadení systému metodou podvržení biometrické vlastnosti

• Často podceňovaný aspekt

• Neustálý boj a zdokonalování• Spoofing x detekce živosti• Virus x antivirus


UKÁZKY FALSIFIKACE VYBRANÝCH BIOMETRICKÝCH RYSŮ A DETEKCE ŽIVOSTI


Otisky prstů


Falsifikace otisku prstu

• Scénář 1:• Cíl: získat otisk kamarádova palce• Důvod: kamarád má přístup do zajímavé lokality• Situace: kamarád je ochotný nám otisk

poskytnout




poskytnout




poskytnout



• Scénář 2• Cíl: získat otisk kamarádova palce• Důvod: kamarád má přístup do zajímavé lokality• Situace: kamarád není ochotný nám otisk

poskytnout




poskytnout




poskytnout




poskytnout


Ukázka falsifikátů


Další možnosti falsifikace otisku prstu

• Reaktivace latentního otisku

• Vytištěný otisk/foto prstu

• Umělý prst (želatina, plastelína,...)

• Velmi tenký otisk nalepený na živém prstu

• Odejmutý prst


Detekce živosti - pocení

• 600 potních žláz na palec čtvereční• Trvání cca 5s


Time

29/43

Detekce živosti – spektrální charakteristiky


Illumination

Imaging

SpectroscopicSpoof Detector

Classical FTIR Principle

• Lumidigm Ltd.(Albuquerque)• Clones: TST Biometrics GmbH, Sagem Morpho etc.

30/43

Detekce živosti - ultrazvuk


• Ultra-Scan / Optel

Sound wavepulse transmission

Sound wave echos,captured to produce images:

Echo #1

Echo #2

Echo #3

Desired image depthis selected by range gate

Ridgestructure

Air gap or contamination

Platen

31/43

Detekce živosti – Teplý a studený podnět


• Teplota

• Teplý a studený podnět

32/43

Detekce živosti – reakce na přítlak


• National utility model ÚPV 19364

• Ridge elasticity• 20%

• Change of color (RGB)• G ~ 42

33/43

Detekce živosti – elektrické vlastnosti kůže


• Bio-impedance • Odpor / Vodivost

ohm

0 200 400 600 800 1000

kW

L_Thumb

L_Index

L_Middle

L_Ring

L_Little

R_Thumb

R_Index

R_Middle

R_Ring

R_Little

Fin

ger

Measurement with DC low voltage

34/43

Detekce živosti - puls


• Macroobjective I.

Glass

Finger (front view)

Mac

ro-o

bjec

tive

CCD camera

CC

D c

amer

aSemi-permeablemirror

35/43

Detekce živosti - puls


• Laser I.

CCD camera

Finger(front view)

Gla

ss

Las

er

mo

dule

Glass

36/43


2D snímek obličeje

Falsifikace, detekce živosti

• Falsifikace jednoduchá – běžná fotografie

• Detekce živosti – multimodální biometrie


Duhovka oka


Falsifikace, detekce živosti

• Falsifikace: pomocí fotografie

• Detekce živosti:

• Protiopatření pomocí reakcí (chování):• Nekontrolovatelné Pohyby pupily• Reflex pupily na světlo


Falsifikace a detekce živosti

• Falsifikace: pomocí kontaktní čočky• Detekce živosti:

• Fotonická a spektrografická protiopatření:• Spektrografické vlastnosti tkání, tuků a krve• Spektrografické vlastnosti barviva melanin• 4 Purkyňovy reflexe z povrchu rohovky a čočky


Závěr

• Identita a biometrie

• Použití biometrie – výhody a nevýhody

• Spoofing vs. Detekce živosti

• Otisky prstů

• Obličej

• Duhovka oka


Falsifikace biometrické charakteristiky a detekce živostiEMS 2008 43

Děkuji za pozornost!

Technology

Falsifikace biometricke charakteristiky a detekce zivosti