Η Βιομετρία ως μέθοδος ταυτοποίησης και υλοποίηση ψηφιακού υλικού εκπαίδευσης φοιτητών στο αντικείμενο

Transcript

1 Τ.Ε.Ι ΙΟΝΙΩΝ ΝΗΣΩΝ Τμήμα Εφαρμογών Πληροφορικής στη Διοίκηση και στην Οικονομία Η Βιομετρία ως μέθοδος ταυτοποίησης και υλοποίηση ψηφιακού υλικού εκπαίδευσης φοιτητών στο αντικείμενο Η Βιομετρία ως μέθοδος ταυτοποίησης και υλοποίηση ψηφιακού υλικού εκπαίδευσης φοιτητών στο αντικείμενο 28/9/2010 ΝΙΚΟΛΑΪΔΟΥ ΜΑΡΙΑ ΝΤΡΕΛΙΑ ΓΡΗΓΟΡΙΑ

2 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ Ι Ο Ν Ι Ω Ν Ν Η Σ Ω Ν ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΛΕΥΚΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΣΤΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΚΑΙ ΣΤΗΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Επιβλέπων Καθηγητής : ΚΑΚΑΡΟΥΝΤΑΣ AΘΑΝΑΣΙΟΣ Ονοματεπώνυμο : ΝΙΚΟΛΑΪΔΟΥ ΜΑΡΙΑ,ΝΤΡΕΛΙΑ ΓΡΗΓΟΡΙΑ Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 2

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ... 3 ΠΙΝΑΚΑΣ ΕΙΚΟΝΩΝ... 5 ΠΙΝΑΚΕΣ... 7 Κεφάλαιο 1ο ( Εισαγωγή) Παρουσίαση Θέματος Διάρθρωση της Εργασίας... 9 Κεφάλαιο 2 ο (Εισαγωγή στην Βιομετρία) Τι είναι η βιομετρία Ιστορία της Βιομετρίας Μια υπόδειξη ως προς το χρόνο της βιομετρικής τεχνολογίας Βιομετρικά συστήματα ταυτοποίησης και ασφάλειας Χρήση της Βιομετρίας για Επαλήθευση ή Ταυτοποίηση Απαιτήσεις Συστήματος Στάδια Βιομετρικής Αναγνώρισης Ταίριασμα (Matching) Βαθμολογία (score) Όριο(Threshold) Απόφαση (dicision) Μέτρηση Απόδοσης Κεφάλαιο 3 ο (Βιομετρικές Τεχνικές) Φυσιολογικά Βιομετρικά Συστήματα Αναγνώριση Δακτυλικού Αποτυπώματος Χαρακτηριστικά δακτυλικών αποτυπωμάτων Σημεία Πυρήνα και Δέλτα (Core points and delta) Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 3

4 Λεπτομέρειες Αξιοπιστία δακτυλικών αποτυπωμάτων ως βιομετρικά χαρακτηριστικά Αναγνώριση ίριδας Συστήματα αναγνώρισης ίριδας Αναγνώριση προσώπου Σχέδιο αιμοφόρων αγγείων στο χέρι ή στο πρόσωπο Αναγνώριση Αμφιβληστροειδούς (Retina) Αναγνώριση χεριού DNA Συμπεριφοριστικά Βιομετρικά Συστήματα Αναγνώριση Φωνής Αναγνώριση Υπογραφής Δυναμική Πληκτρολόγησης Βηματισμός Κεφάλαιο 4 ο (Εφαρμογές Βιομετρίας) Εμπορικές εφαρμογές Η βιομετρία στον εκπαιδευτικό χώρο παγκοσμίως Η εφαρμογή των βιομετρικών τεχνολογιών στην εξ αποστάσεως εκπαίδευση IT/Ασφάλεια Δικτύου Ηλεκτρονικό εμπόριο και Διαδίκτυο Κυβερνητικές εφαρμογές RFID στα πλαίσια χρήσης ηλεκτρονικών διαβατηρίων Ασφάλεια βιομετρικού διαβατηρίου Ιατροδικαστικές-Εγκληματολογικές εφαρμογές Κεφάλαιο 5 ο (Ηλεκτρονικός οδηγός εκπαίδευσης) Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 4

5 5.1 Κύκλος ζωής λογισμικού Κατηγορίες Χρηστών Ανάλυση Απαιτήσεων Απαιτήσεις συστήματος Λειτουργικές ιδιότητες Μη λειτουργικές απαιτήσεις Απαιτήσεις χρηστών Απαιτήσεις Διαχειριστή Απαιτήσεις Επισκέπτη Δομημένη ανάλυση Ιεραρχική ανάλυση Διαγράμματα Ροής Δεδομένων Σχεδίαση διεπαφής χρήστη Πρόγραμμα δημιουργίας ιστοσελίδας Dreamweaver Βιβλιογραφία ΠΙΝΑΚΑΣ ΕΙΚΟΝΩΝ Εικόνα 1: Παραδοσιακές τεχνικές ταυτοποίησης 12 Εικόνα 2: : Εφαρμογές της Βιομετρίας Εικόνα 3 Διαγράμματα εγγραφής, επαλήθευσης, ταυτοποίησης με χρήση των 4 χαρακτηριστικών του βιομετρικού συστήματος (Πηγή: [7]) Εικόνα 4: Η λειτουργία ενός τυπικού βιομετρικού συστήματος (Πηγή [9]) Εικόνα 5 Παράδειγμα σχηματισμού ενός προτύπου από ένα δακτυλικό αποτύπωμα. 27 Εικόνα 6 Καµπύλες FAR και FRR Εικόνα 7 Τυπικό Βιομετρικό Σύστημα και σύστημα αναγνώρισης Εικόνα 8: Μερίδιο αγοράς των διαφόρων βιομετρικών μεθόδων το 2003 (Πηγή: [1]) Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 5

6 Εικόνα 9 Τοπογραφία δακτυλικού αποτυπώματος Εικόνα 10 Σάρωση δακτυλικού αποτυπώματος Εικόνα 11 Σάρωση δακτυλικού αποτυπώματος με υπέρηχο Εικόνα 12 (Α) Κορυφογραμμές και Κοιλάδες σε εικόνα δακτυλικού αποτυπώματος, (Β) Ξεχωριστές περιοχές (σε λευκά κουτάκια) και πυρήνες (κύκλοι) δακτυλικού αποτυπώματος Εικόνα 13 Τελείωμα (λευκό) και Διακλάδωση (γκρι) οι μικρολεπτομέρειες σε ένα δείγμα δακτυλικού αποτυπώματος Εικόνα 14 Κατηγορίες σημείων πυρήνα (core points) Εικόνα 15 κατηγορίες λεπτομερειών Εικόνα 16 Γραφική αναπαράσταση των φάσεων της εξαγωγής χαρακτηριστικών δακτυλικού αποτυπώματος Εικόνα 17 Σύστημα αναγνώρισης ίριδας Εικόνα 18 Εντοπισμός της ίριδας Εικόνα 19 Κανονικοποίηση της ίριδας και «ξετύλιγμα» σε ορθογώνιο παράθυρο Εικόνα 20: Αναγνώριση του χρήστη, σύγκριση με την βάση δεδομένων Εικόνα 21 Αποτέλεσμα σάρωσης προσώπου Source: MIT Face Recognition Demo Page... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. Εικόνα 22 Απεικόνιση πλέγματος αιµοφόρων αγγείων του χεριού Εικόνα 23 Τµήµα χεριού στο οποίο αντιστοιχεί το πλέγµα των αιµοφόρων αγγείων.54 Εικόνα 24 Σύστηµα λήψης εικόνας του πλέγµατος των αιµοφόρων αγγείων του χεριού Εικόνα 25 Ανατομία οφθαλμού American Academy of Ophthalmology Εικόνα 26 Τοποθέτηση παλάμης Εικόνα 27 Συσκεύη σάρωσης χερίου Εικόνα 30 Λογισμικό αναγνώρισης φωνής Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. Εικόνα 31 Ένα τυπικό σύστημα επαλήθευσης υπογραφής Εικόνα 32 Σύστημα σάρωσης υπογραφής Εικόνα 33 Γραφική παράσταση συνάρτησης μάθησης... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. Εικόνα 34 Χαρακτηριστικά μεγέθη που λαμβάνονται υπ όψιν κατά τη διαδικασία αναγνώρισης µέσω πληκτρολόγησης. Dwell time: Ο χρόνος που ένα πλήκτρο μένει Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 6

7 πατημένο, Flight time: Ο χρόνος που μεσολαβεί μεταξύ της πληκτρολόγησης δύο διαδοχικών χαρακτήρων Εικόνα 35: Βιομετρικό σύστημα για πρόσβαση στις σχολικές τραπεζαρίες Εικόνα 36 Το σύμβολο των βιομετρικών διαβατηρίων εμφανιζόμενο υποχρεωτικά στο εξώφυλλο... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. ΠΙΝΑΚΕΣ Πίνακας 1 Ιστορική αναδρομή σταθμών ως προς την εφαρμογή των Βιομετρικών χαρακτηριστικών (πηγή 4) Πίνακας 2 Συσκευές σάρωσης δειγμάτων.. Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. Πίνακας 3 Βιομετρικά δείγματα... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. Πίνακας 4. Αξιολόγηση βασικών μεθόδων ταυτοποίησης µε βάση συγκεκριμένους παράγοντες (πηγή 7) Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 7

8 Κεφάλαιο 1ο ( Εισαγωγή) 1.1 Παρουσίαση Θέματος Η βιομετρία αποτελεί έναν επιστημονικό κλάδο μέτρησης ανθρώπινων χαρακτηριστικών για την ταυτοποίηση του. Τα χαρακτηριστικά αυτά χωρίζονται σε φυσικά και συμπεριφοράς, παράδειγμα φυσικών χαρακτηριστικών μεθόδων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για βιομετρική αναγνώριση είναι δακτυλικά αποτυπώματα, η γεωμετρία της παλάμης, η ίριδα του ματιού ή ο αμφιβληστροειδής, χαρακτηριστικά προσώπου φωνής ακόμη και μυρωδιά σώματος. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμη και το ανθρώπινο DNA, αλλά αυτή είναι μια περισσότερο παραβιαστική διαδικασία και απαιτεί δείγμα από δέρμα, ιστό ή αίμα. Παραδείγματα συμπεριφοράς που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την μοναδική αναγνώριση κάποιου ατόμου περιλαμβάνουν τον τρόπο πληκτρολόγησης, το βάδισμα και το πώς κάποιο άτομο αντιδρά σε κάποιο καθορισμένο σύνολο ερωτήσεων. Στις μέρες µας, η έννοια ασφάλεια παίζει κυρίαρχο ρόλο. Έχοντας κατά νου τη μεγάλη εξάρτηση της κοινωνίας µας από τους υπολογιστές καθώς και τις ζωτικές πληροφορίες και αποστολές που τους έχουμε εμπιστευτεί, δεν προξενεί καμία απορία η μεγάλη βαρύτητα και προσοχή που έχει δοθεί στην ασφάλεια των υπολογιστικών συστημάτων και των δικτύων των υπολογιστών. Τα παραδοσιακά μέτρα προστασίας των υπολογιστών και των πληροφοριακών συστημάτων, όπως τα συνθηματικά (passwords) και οι προσωπικοί αριθμοί αναγνώρισης (PINs), δεν έχουν αποδειχθεί επαρκή. Νέοι τρόποι προστασίας αναζητούνται, µε κυρίαρχα επιθυμητά χαρακτηριστικά το μεγαλύτερο δυνατό ποσοστό ασφάλειας και το μικρότερο δυνατό κόστος υλοποίησης. Στο νέο αυτό περιβάλλον αυξημένων αναγκών σε αποτελεσματικούς τρόπους προστασίας, πρωταγωνιστικό ρόλο αναμένεται να παίξουν οι βιομετρικές μέθοδοι αναγνώρισης (biometrics). Ήδη αρκετές τέτοιες μέθοδοι έχουν αναπτυχθεί και εφαρμοσθεί, ενώ παρουσιάζονται διαρκώς και νέες, υποσχόμενες με ολοένα και μεγαλύτερη ασφάλεια. Με την έντονη ανάγκη για ισχυρές τεχνικές αναγνώρισης ανθρώπων στις κρίσιμες εφαρμογές όπως ο ασφαλής έλεγχος προσπέλασης, η διάβαση διεθνών συνόρων και η επιβολή του νόμου, η Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 8

9 βιομετρία έχει τοποθετηθεί ως βιώσιμη τεχνολογία που μπορεί να ενσωματωθεί στα μεγάλης κλίμακας συστήματα διαχείρισης ταυτότητας. Τα προηγούμενα έτη έχει πραγματοποιηθεί μια σημαντική αύξηση της βιομετρικής έρευνας με συνέπεια την ανάπτυξη καινοτόμων αισθητήρων, εξαγωγής νέων χαρακτηριστικών γνωρισμάτων και αλγορίθμων αντιστοίχησης, ενισχυμένων μεθοδολογιών δοκιμής και εφαρμογών αιχμής. 1.2 Διάρθρωση της Εργασίας Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη και κατανόηση της λειτουργίας των βιομετρικών μεθόδων αναγνώρισης με σκοπό την μεγαλύτερη ασφάλεια με το μικρότερο δυνατό κόστος. Η παρούσα πτυχιακή εργασία αφορά στην ανάπτυξη ενός πλήρους ψηφιακού οδηγού εκπαίδευσης φοιτητών στις Βιομετρικές μεθόδους, οι οποίες βρίσκουν εφαρμογή σε πλήθος περιπτώσεων, όπως η ασφάλεια συστημάτων και η εγκληματολογία. Η Βιομετρία βασίζεται στη μελέτη και καταγραφή των φυσικών χαρακτηριστικών και της συμπεριφοράς ενός υποκειμένου το οποίο έχει πρόσβαση σε κρίσιμης σημασίας πληροφορίες. Εκτός Ελλάδας, η Βιομετρία αποτελεί το βασικό σύγχρονο όπλο αύξησης της ασφάλειας σε μεγάλους οργανισμούς, καθώς και το μοναδικό όπλο για την πάταξη εγκλημάτων. Στόχος της πτυχιακής είναι η εξοικείωση με τη Βιομετρία, τις αρχές που βασίζεται, και τη χρήση της σε εξειδικευμένες εφαρμογές. Ως βιομετρικές μέθοδοι νοούνται οι τεχνικές πιστοποίησης της ταυτότητας του ατόμου μέσω ανάλυσης ενός ή περισσοτέρων φυσικών (π.χ. δακτυλικό αποτύπωμα, ίριδα του ματιού, γεωμετρία του προσώπου κτλ) ή/και δυναμικών (π.χ. τρόπος βαδίσματος ή πραγματοποίησης συγκεκριμένων κινήσεων κτλ) χαρακτηριστικών του. Τα βιομετρικά δεδομένα, που εξάγονται κατά την εφαρμογή των ανωτέρω μεθόδων, αποτελούν δεδομένα προσωπικού χαρακτήρα. Λόγω του αποκλειστικού δεσμού μεταξύ του κάθε ατόμου και των βιομετρικών του δεδομένων, η βιομετρία θεωρείται σήμερα ως αρκετά ακριβής και αποδοτική μέθοδος ταυτοποίησης, ιδίως στο πλαίσιο συστημάτων ελέγχου πρόσβασης κτιριακών εγκαταστάσεων ή/και ηλεκτρονικών υποδομών. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 9

10 Η ιδιαιτερότητα όμως αυτή των βιομετρικών δεδομένων δημιουργεί συγχρόνως ανησυχίες ως προς την επεξεργασία τους, καθώς η επισφαλής ή κακόβουλη συλλογή και περαιτέρω χρήση τους μπορεί να οδηγήσει στην παραβίαση θεμελιωδών δικαιωμάτων και ελευθεριών του ατόμου, όπως στην συνεχή παρακολούθηση ή ανάλυση της συμπεριφοράς του. Η εξέλιξη της βιομετρίας βασίζεται στο γεγονός ότι οι παραδοσιακές μέθοδοι ταυτοποίησης και τα παραδοσιακά συστήματα ασφάλειας δεν είναι εξίσου αξιόπιστα. Η εργασία αυτή αποτελείται από επτά κεφάλαια, στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση του θέματος, στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται η εισαγωγή στην επιστήμη της βιομετρίας και στους λόγους που οδήγησαν στην ανάπτυξη μεθόδων και συστημάτων τα οποία μετράνε φυσικά χαρακτηριστικά ενός ατόμου, γίνεται γενικότερη αναφορά στην έννοια της βιομετρίας, κατόπιν παρουσιάζεται η εξέλιξη της μέσα από συνοπτική ιστορική αναδρομή και τέλος με την παραπάνω ανάπτυξη του ορισμού βιομετρίας γίνεται χρήση των βιομετρικών συστημάτων ταυτοποίησης και ασφάλειας. Το τρίτο κεφάλαιο καταλαμβάνει το κύριο αντικείμενο του ενδιαφέροντος µας γίνεται η ανάπτυξη βιομετρικών χαρακτηριστικών καθώς και ο διαχωρισμός αυτών σε φυσικά χαρακτηριστικά (δακτυλικά αποτυπώματα, ίριδα κτλ) και χαρακτηριστικά της συμπεριφοράς (υπογραφή, φωνή κτλ) για την αναγνώριση ατόμων. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζουμε ορισμένες από τις εφαρμογές της χρήσης της βιομετρίας, τις εφαρμογές αυτές θα τις ταξινομήσουμε σε τρείς κυρίως κατηγορίες 1)Κυβερνητικές εφαρμογές, 2)Εμπορικές εφαρμογές και 3)Ιατροδικαστικές-Εγκληματολογικές εφαρμογές. Και στην συνέχεια θα παρουσιάσουμε ορισμένες από αυτές. Στο πέμπτο κεφάλαιο γίνεται ενημέρωση δημιουργίας του ψηφιακού υλικού εκπαίδευσης. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 10

11 Κεφάλαιο 2 ο (Εισαγωγή στην Βιομετρία) 2.1 Τι είναι η βιομετρία Ο όρος Βιομετρία προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις βίος, που σημαίνει ζωή, και μέτρο που προέρχεται από το ρήμα μετρώ, δηλαδή υπολογίζω. Η βιομετρία είναι η πρόταση προόδου σε μια τεχνολογία που προβλέπεται να ασκήσει σημαντική επίδραση στην τεχνολογία ασφάλειας στο μέλλον, είναι μια μεθοδολογία για την αναγνώριση και τον προσδιορισμό των ανθρώπων βασισμένων στα μεμονωμένα και ευδιάκριτα φυσιολογικά ή συμπεριφοριστικά χαρακτηριστικά. Είναι η επιστήμη που χρησιμοποιεί ψηφιακή τεχνολογία για να αναγνωρίσει την ταυτότητα ατόμων, βάση κάποιων ιδιαίτερων και μοναδικών φυσικών ή βιολογικών χαρακτηριστικών τους, είναι εξειδικευμένη επιστήμη, που το αντικείμενο της έρευνας της είναι η ανάλυση των βιολογικών στοιχείων με στατιστικές και μαθηματικές μεθόδους. Αναλύει με δική της μεθοδολογία και ειδικά όργανα τα βιομετρικά χαρακτηριστικά του ανθρώπου. Η φυσική βιομετρική βασίζεται στη μέτρηση και στην εξαγωγή δεδομένων από την μέτρηση κάποιων μελών του ανθρώπινου σώματος, π.χ. σάρωση δακτύλου, σάρωση παλάμης, σάρωση προσώπου, σάρωση ίριδας ματιού, σάρωση αμφιβληστροειδούς χιτώνα ματιού κτλ. Τα βιολογικά (συμπεριφοράς) χαρακτηριστικά βασίζονται σε κάποια λειτουργία του ατόμου. Οπότε η βιολογική βιομετρική βασίζεται στη μέτρηση και εξαγωγή συμπερασμάτων από μία λειτουργία και από την έμμεση μέτρηση χαρακτηριστικών του ανθρώπινου σώματος. Στη βιολογική βιομετρική αναφέρονται η σάρωση φωνής, η σάρωση υπογραφής κτλ. Στον κόσμο της τεχνολογίας, με τον όρο πιστοποίηση (authentication) εννοούμε την διαδικασία επιβεβαίωσης ότι η ταυτότητα ενός ατόμου είναι αυθεντική. Η προσπάθεια να επιβεβαιωθεί η ταυτότητα ενός ατόμου ονομάζεται πιστοποίηση χρήστη (user authentication). Γενικά υπάρχουν τρεις προσεγγίσεις για την πιστοποίηση ενός ατόμου : Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 11

12 1. Ο χρήστης παρουσιάζει κάτι που ξέρει, όπως ένας κωδικός. Αυτή η προσέγγιση είναι γνωστή ως παράγων γνώσης (knowledge factor). 2. Ο χρήστης παρουσιάζει κάτι που έχει στην κατοχή του, όπως μια κάρτα. Αυτή η προσέγγιση είναι γνωστή ως παράγων κατοχής (possession factor). 3. Ο χρήστης παρουσιάζει ένα προσωπικό φυσικό χαρακτηριστικό, όπως το δακτυλικό του αποτύπωμα. Αυτή η προσέγγιση είναι γνωστή ως παράγων ύπαρξης (being factor). Η καλύτερη και ασφαλέστερη προσέγγιση, όπου είναι και το θέμα της εργασίας μας, για να επιτευχθεί η πιστοποίηση χρήστη είναι η τρίτη προσέγγιση που περιλαμβάνει την ανάλυση μοναδικών φυσικών χαρακτηριστικών του χρήστη, όπως το δακτυλικό αποτύπωμα ή η ίριδα του ματιού. Ο βιομετρικός προσδιορισμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αποτρέψει την αναρμόδια πρόσβαση στα κτήρια, τις μηχανές του ATM, τους προσωπικούς υπολογιστές γραφείου, τα PC lap-top, τους τερματικούς σταθμούς, τα κυψελοειδή τηλέφωνα, τις ασύρματες συσκευές, τα αρχεία υπολογιστών και τις βάσεις δεδομένων, και κλειστά και ανοικτά δίκτυα υπολογιστών. Επομένως τα φυσικά χαρακτηριστικά ενός ατόμου έχουν την ιδιότητα να είναι μοναδικά και με βάση αυτή την ιδιότητα έχουν μελετηθεί και αναπτυχθεί βιομετρικές τεχνικές ταυτοποίησης, έτσι ώστε να βελτιωθεί η αξιοπιστία των συστημάτων ασφάλειας και να έχουμε υψηλή ακρίβεια και γρήγορους χρόνους αντίδρασης. Στις παρακάτω εικόνες βλέπουμε μερικές από τις παραδοσιακές μεθόδους και τις βιομετρικές μεθόδους. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 12

13 Εικόνα 1: Παραδοσιακές τεχνικές ταυτοποίησης Εικόνα 2: : Εφαρμογές της Βιομετρίας ατόμων με ταυτότητες, κωδικούς πρόσβασης και κλειδιά. 2.2 Ιστορία της Βιομετρίας Μια υπόδειξη ως προς το χρόνο της βιομετρικής τεχνολογίας Το πρώτο καταγεγραμμένο ιστορικό γεγονός αναφέρεται ότι έχει πραγματοποιηθεί στην αρχαία Αίγυπτο, κατά τη διάρκεια της κατασκευής της μεγάλης πυραμίδας Khufu[1]. Τότε χρησιμοποιήθηκαν βιομετρικές πληροφορίες για να επεξεργαστούν την πληρωμή (δελτία τροφίμων) για χιλιάδες εργαζόμενους που έχτιζαν τις πυραμίδες[2]. Τα ιστορικά έγγραφα αποδεικνύουν ότι διατηρούσαν σημειώσεις με λεπτομέρειες για τα ονόματα και τους τόπους γεννήσεως μαζί με φυσικά χαρακτηριστικά (ύψος, βάρος/περίμετρος, σημάδια, παραμορφώσεις) και συμπεριφοριστικά γνωρίσματα (αγενής, οξύθυμος, αλαζόνας, εύθυμος) για να εξασφαλίσουν ότι οι εργαζόμενοι δεν θα εξαπατούσαν το σύστημα πληρωμής. Μια άλλη ενδιαφέρουσα τεχνική παρουσιάστηκε αρχικά την εποχή της Βαβυλώνας, όπου οι σφραγίδες χεριών χρησιμοποιήθηκαν για να αποδείξουν την αυθεντικότητα ορισμένων χαράξεων και εργασιών, μια έννοια που ξαναχρησιμοποιήθηκε το 1823 από τον Τσέχο Jan Evangelista Purkinje, ο οποίος παρατήρησε ότι μοναδικά πρωτότυπα διαμορφώθηκαν από τον ιδρώτα που εκκρίθηκε από τα χέρια ενός ατόμου. Αυτή η έννοια καθορίστηκε περαιτέρω το 1888, από τον Juan Vucetich, έναν αργεντινό αστυνομικό, ο οποίος ήταν ο πρώτος που πήρε Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 13

14 δακτυλικά αποτυπώματα με χρήση μελάνης ως μέθοδο ταυτοποίησης. Το 1893, ο Sir Francis Galton τελικά κατέδειξε ότι ποτέ δύο δακτυλικά αποτυπώματα δεν είναι όμοια, ακόμη και σε περιπτώσεις μονογενών δίδυμων[1]. Η επιστημονική βιβλιογραφία στην ποσοτική μέτρηση των ανθρώπων με σκοπό την ταυτοποίηση χρονολογείται πίσω στη δεκαετία του 1870 και το σύστημα μέτρησης του Alphonse Bertillon. Το σύστημα του Bertillon για μετρήσεις σωμάτων, συμπεριλαμβανομένου τέτοιων μετρήσεων όπως τη διάμετρο κρανίων και το μήκος βραχίονα και ποδιών, χρησιμοποιήθηκε στις ΗΠΑ για να προσδιορίζει τους φυλακισμένους μέχρι τη δεκαετία του '20[3]. Ο Alphonse Bertillon, προϊστάμενος του τμήματος εγκληματικής ταυτοποίησης του Αστυνομικού Τμήματος στο Παρίσι, ανέπτυξε και άσκησε έπειτα την ιδέα της χρησιμοποίησης ενός αριθμού από μετρήσεις του σώματος για να προσδιορίσει τους εγκληματίες το 1883, δηλαδή επινόησε ένα ανθρωπομετρικό σύστημα (αργότερα επίσης γνωστό ως Bertillonage). Ακριβώς όταν η ιδέα του άρχιζε να κερδίζει δημοτικότητα, κρύφτηκε από μια πολύ σημαντική και πρακτική ανακάλυψη της ιδιομορφίας, δηλαδή της μοναδικότητας των ανθρώπινων δακτυλικών αποτυπωμάτων στα τέλη του 19ου αιώνα όπως προαναφέρθηκε. Σύντομα μετά από αυτήν την ανακάλυψη, πολλά σημαντικά τμήματα επιβολής νόμου αγκάλιασαν την ιδέα της κράτηση των δακτυλικών αποτυπωμάτων εγκληματιών και την αποθήκευση τους σε μια βάση δεδομένων (ένα αρχείο καρτών). Αργότερα, τα εναπομείναντα δακτυλικά αποτυπώματα στον τόπο του εγκλήματος, που αναφέρονται συνήθως ως latents, θα μπορούσαν να μεταφερθούν και να αντιστοιχηθούν με τα δακτυλικά αποτυπώματα στη βάση δεδομένων για να καθορίσουν την ταυτότητα των εγκληματιών. Ο Sir Francis Galton (1888) μαζί με τους προγενέστερους William Herschel (1856) και Henry Faulds (1880) πρότειναν την ποσοτική ταυτοποίηση μέσω του δακτυλικού αποτυπώματος και τις μετρήσεις του προσώπου. Το [2] συμπληρώνει ότι ταυτοποίηση με βάση πρότυπα δακτυλικών αποτυπωμάτων κρύβεται και πίσω από τη δουλειά του Edward Henry (1899). Ακολούθησε η ανάπτυξη των τεχνικών επεξεργασίας ψηφιακού σήματος τη δεκαετία του '60 που οδήγησε αμέσως την εργασία στην αυτοματοποίηση της ταυτοποίησης του ανθρώπου. Συστήματα αναγνώρισης ομιλίας και δακτυλικών Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 14

15 αποτυπωμάτων ήταν μεταξύ των πρώτων που ερευνήθηκαν. Η δυνατότητα για την εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας στον έλεγχο προσπέλασης υψηλής ασφάλειας, στις προσωπικές κλειδαριές και στις οικονομικές συναλλαγές αναγνωρίστηκαν στις αρχές της δεκαετίας του Η δεκαετία του '70 είδε την ανάπτυξη και την επέκταση των συστημάτων γεωμετρίας χεριών, την έναρξη ελέγχου μεγάλης κλίμακας και αυξανόμενο ενδιαφέρον για κυβερνητική χρήση αυτών των τεχνολογιών αυτόματης ταυτοποίησης ατόμων. Τα συστήματα επαλήθευσης αμφιβληστροειδή και υπογραφής ήρθαν τη δεκαετία του '80, που ακολουθήθηκε από τα συστήματα προσώπου. Τα συστήματα αναγνώρισης ίριδας αναπτύχθηκαν τη δεκαετία του '90[3]. Αν και η Βιομετρία προέκυψε από την εκτενή χρήση της στην επιβολή του νόμου για να προσδιορίσει τους εγκληματίες (π.χ., παράνομοι μετανάστες, εκκαθάριση ασφάλειας για τους υπαλλήλους σε ευαίσθητες εργασίες, πιστοποίηση πατρότητας, ιατροδικαστική-εγκληματολογία, θετική ταυτοποίηση κατάδικων και φυλακισμένων), όλο και περισσότερο χρησιμοποιείται σήμερα για να καθιερώσει την αναγνώριση προσώπων σε έναν μεγάλο αριθμό πολιτικών εφαρμογών. Τα γεγονότα της 11 ης Σεπτεμβρίου υποκίνησαν τις πιο πρόσφατες δραστηριότητες έρευνας και ανάπτυξης στη Βιομετρία. Στόχος αυτής της έρευνας είναι να ανακαλύψει τις τεχνικές που θα μπορούσαν μεμονωμένα να διακρίνουν έναν πιθανό τρομοκράτη από το γενικό πληθυσμό (1:Ν εκατομμύρια αναζητήσεις). Η έκβαση αυτής της προσπάθειας ήταν να αναπτυχθούν τα βιομετρικά συστήματα που μπορούν να επαληθεύσουν την ταυτότητα (επαλήθευση), η οποία εκτελεί μία-προς-μία αντιστοιχήσεις, ένα ευκολότερο έργο από την ταυτοποίηση. Ο ρυθμός της έρευνας στη Βιομετρία έχει δημιουργήσει νέες μεθόδους βασισμένες σε πρότυπα πληκτρολόγησης ή μετακινήσεων του ποντικιού, πρότυπα βαδίσματος(βηματισμός), τύπους εκφώνησης λόγου (ομιλία), διαμόρφωση των φλεβών στο δάχτυλο ή το χέρι (φλεβικό), γεωμετρία του δάχτυλου ή του χεριού, πρόσωπο, και σύνθετες δομές της περιοχής του ματιού που είναι πλούσια σε μελανίνη (ίριδα). Αυτές οι αναδυόμενες βιομετρικές μέθοδοι έχουν δημιουργήσει τις απέραντες εμπορικές ευκαιρίες έξω από τις πιo κοινές χρήσεις δημόσιου τομέα[2]. Οι βιομετρικές τεχνολογίες εξελίσσονται ραγδαία τα τελευταία 150 χρόνια και αυτό είναι εμφανές και στον παρακάτω Πίνακα 1 που μας πληροφορεί για κάθε Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 15

16 δείγμα προόδου που παρουσιάστηκε στην υλοποίηση και χρήση των Βιομετρικών μεθόδων μέχρι το 2005[4] Πίνακας 1 Ιστορική αναδρομή ως προς την εφαρμογή των Βιομετρικών χαρακτηριστικών (πηγή 4) 1858 Πρώτη συστηµατική διαδικασία αναγνώρισης ατόµου µέσω του χεριού του Ανάπτυξη νέας μεθόδου από τον Bertillon για αναγνώριση ατόµων µέσω ανθρωπομετρικών χαρακτηριστικών. Ανάπτυξη ενός νέου συστήµατος κατηγοριοποίησης των δακτυλικών αποτυπωµάτων από τον Galton Έκδοση ενός μυθιστορήματος του Mark Twain ( The Tragedy of Pudd nhead Wilson ), στο οποίο αναφέρεται ένα περιστατικό, κατά το οποίο ένας κατηγορούμενος προτείνει στο δικαστήριο τη σύγκριση των δακτυλικών του αποτυπωµάτων µε τα αντίστοιχα που είχαν βρεθεί στον τόπο του εγκλήματος, µε σκοπό να αποδείξει την αθωότητά του. Ανάπτυξη νέας μεθόδου κατηγοριοποίησης των δακτυλικών αποτυπωµάτων από τον Henry. Ενσωμάτωση της μεθόδου των δακτυλικών αποτυπωµάτων στις φυλακές της πολιτείας της Νέας Υόρκης. Κατάρρευση της θεωρίας του Bertillon. Το λόγο για την κατάρρευση αυτή αποτελεί η εύρεση διδύμων µε ίδια ανθρωπομετρικά χαρακτηριστικά Πρόταση από τον οφθαλμολόγο Frank Burch για αναγνώριση ατόµου µέσω του σχεδίου της ίριδας Ηµι-αυτοματοποίηση της αναγνώρισης προσώπου δηµιουργία του πρώτου μοντέλου acoustic speech Δημοσίευση μιας έρευνας του Hughes για την αυτοματοποίηση της μεθόδου των δακτυλικών αποτυπωμάτων. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 16

17 Εκκίνηση ερευνών για αναγνώριση ατόµων µέσω αναγνώρισης της υπογραφής. on System Division, North American Aviation Co., Anaheim, USA, (A.J.Mauceri, Feasibility Studies of Personal Identification by Signature Verification, Space and Informati 1965 Άσκηση πιέσεων από το FBI,ώστε να υιοθετηθεί η μέθοδος αναγνώρισης των ατόμων μέσω δακτυλικών αποτυπωμάτων, ως μια αυτοματοποιημένη διαδικασία Προώθηση της αυτοματοποίησης της αναγνώρισης προσώπου μοντελοποίηση των συμπεριφορικών χαρακτηριστικών της ομιλίας Διάθεση των πρώτων συστημάτων αναγνώρισης ατόμων αναγνώρισης μέσω της γεωμετρίας του χεριού για εμπορική χρήση Χρηματοδότηση από το FBI για την ανάπτυξη αισθητήρων και για την προώθηση τεχνολογιών για την εξαγωγή των χαρακτηριστικών ενδιαφέροντος των δακτυλικών αποτυπωµάτων 1976 Ανάπτυξη του πρώτου πρωτότυπου συστήµατος για αναγνώριση οµιλίας 1977 Κατοχύρωση πατέντας για δυναµική λήψη πληροφορίας από υπογραφή Ίδρυση της ομάδας για την αναγνώριση της ομάδας από το ινστιτούτο NIST(National Institute of standards and Technology). Παρουσίαση της ιδέας της μοναδικότητας της ίριδας, από τους οφθαλμολόγους Leonard Flom, Aran Safir Κατοχύρωση πατέντας για την αναγνώριση ατόµου µέσω της γεωμετρίας της παλάµης (David Sidlauskas). δηµοσίευση ενός προτύπου που αφορούσε στην ανταλλαγή δεδοµένων ως προς τα δακτυλικά αποτυπώµατα Κατοχύρωση πατέντας για τη χρήση της ίριδας στη διαδικασία ταυτοποίησης ατόµου (Leonard Flom, Aran Safir). Ανάπτυξη του πρώτου ηµι-αυτοματοποιημένου μοντέλου για την αναγνώριση ατόµου, µέσω του προσώπου Ανάπτυξη της τεχνικής Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 17

18 eigenface στη μέθοδο αναγνώρισης προσώπου (L.Sirovich M.Kirby) Εντοπισμός του προσώπου μέσα σε μια φωτογραφία γεγονός που καθιστά την αναγνώριση προσώπου εφικτή σε πραγματικό χρόνο Ίδρυση της Βιομετρικής κοινοπραξίας στους κόλπους της κυβέρνησης των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής Έναρξη ερευνητικών προγραμμάτων για την καθιέρωση ενός προτύπου στο πεδίο της αναγνώρισης της ίριδας Έναρξη του προγράμματος FERET (FacE Recognition Technology), µέσω του οποίου κατασκευάστηκαν και τα πρώτα συστήµατα αναγνώρισης προσώπου για εµπορική χρήση Κατοχύρωση της πατέντας για την αναγνώριση ίριδας (Dr. John Daugman) Υιοθέτηση του INSPASS (Immigration and Naturalization Service Passenger Accelerated Service System) σε επιλεγμένα αεροδρόμια στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αµερικής, το οποίο έκανε χρήση του βιοµετρικού χαρακτηριστικού της γεωμετρίας της παλάµης 1995 Διάθεση εµπορικών προϊόντων για αναγνώριση ίριδας Εφαρµογή της μεθόδου αναγνώρισης µέσω της γεωμετρίας του χεριού στους Ολυμπιακούς Αγώνες της Ατλάντα Εφαρµογή ετήσιας αξιολόγησης στο τµήµα αναγνώρισης οµιλίας στο NIST (National Institute of Standards and Technology) Υιοθέτηση από το FBI της μεθόδου ταυτοποίησης ατόµου µέσω DNA για περιπτώσεις που εµπίπτουν στον τοµέα της Εγκληματολογίας Πραγματοποίηση ελέγχου της μεθόδου αναγνώρισης προσώπου σε ευρείας κλίµακας βάσεις δεδοµένων δηµοσίευση της πρώτης επιστημονικής έρευνας µε θέµα τη χρήση της κατανοµής των αιµοφόρων αγγείων για ταυτοποίηση ατόµου Ίδρυση σχολής Βιοµετρίας στο Πανεπιστήμιο της West Virginia 2001 Χρήση της μεθόδου αναγνώρισης προσώπου σε αθλητική διοργάνωση Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 18

19 ( super Bowl ) στην πόλη Tampa της Florida 2002 Ίδρυση της επιτροπής ISO/IEC standards για τον καθορισµό προτύπων στις βιοµετρικές τεχνολογίες Υποβολή έρευνας για την αναγνώριση ατόµου µέσω του αποτυπώµατος της παλάµης του, στην Επιτροπή Υπηρεσιών Αναγνώρισης Έναρξη του επίσημου συντονισµού των βιοµετρικών δραστηριοτήτων στην κυβέρνηση των Ηνωμένων Πολιτειών της Αµερικής Ενσωμάτωση των κυανοτυπιών στα ταξιδιωτικά έγγραφα από το διεθνή οργανισµό ICAO (International Civil Aviation Organization) Ίδρυση του ευρωπαϊκού οργανισµού EBF (European Biometrics Forum) Υιοθέτηση από το Υπουργείο Άµυνας των Ηνωμένων Πολιτειών του συστήµατος ABIS (Automated Biometric Identification System) Έκδοση Προεδρικής Οδηγίας (από τον πρόεδρο G. Bush) για υποχρεωτική χρήση καρτών µε σκοπό την ταυτοποίηση ατόµων µέσω βιοµετρικών χαρακτηριστικών. Η Προεδρική αυτή απόφαση αφορούσε στα άτοµα, τα οποία είχαν πρόσβαση σε κυβερνητικά κτίρια και συστήµατα Ευρεία χρήση στις Ηνωμένες Πολιτείες βάσεων δεδοµένων µε χαρακτηριστικά που αφορούν στα αποτυπώµατα παλάµης Χρηματοδότηση από την κυβέρνηση των Ηνωμένων Πολιτειών ενός θεσµού, µέσω του οποίου προωθείται η ανάπτυξη βέλτιστων αλγορίθμων για αναγνώριση προσώπου. Λήξη της (αµερικανικής) πατέντας για την αναγνώριση ίριδας Ανακοίνωση των αποτελεσμάτων της έρευνας µε θέµα : Ίριδα εν κινήσει»( Iris On The Move ) στο συνέδριο Biometrics Consortium Conference 2.3 Βιομετρικά συστήματα ταυτοποίησης και ασφάλειας Μια αναγκαία συνθήκη για να είναι δυνατή η αποτίμηση της ασφάλειας, είναι η ύπαρξη ενός συνόλου απαιτήσεων που δεν πρέπει για κανένα λόγο να απουσιάζουν ή να αγνοούνται. Τα χαρακτηριστικά που είναι κοινά αποδεκτά είναι : Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 19

20 ΕΜΠΙΣΤΕΥΤΙΚΟΤΗΤΑ (Confidentiality), που σημαίνει προστασία από το να έχουν πρόσβαση µη εξουσιοδοτημένα λογικά ή φυσικά αντικείμενα (π. χ. προγράμματα, άνθρωποι κ. α.). Μόνο οι εξουσιοδοτημένοι χρήστες μπορούν να δουν τα προστατευμένα δεδομένα. ΑΚΕΡΑΙΟΤΗΤΑ (Integrity), είναι η ιδιότητα των στοιχείων του συστήματος (κυρίως των δεδομένων) να είναι ακριβή και να αντιπροσωπεύουν την πραγματικότητα. Συνέπεια της ακεραιότητας είναι κάθε αλλαγή (π.χ. του περιεχομένου των δεδομένων) να είναι αποτέλεσμα εξουσιοδοτημένης ενέργειας, ενώ παράλληλα µη εξουσιοδοτημένη αλλαγή να µην είναι δυνατή. Το χαρακτηριστικό της ακεραιότητας είναι πολύ δύσκολο να διευκρινιστεί απόλυτα και αυτό γιατί σημαίνει διαφορετικά πράγματα έννοιες της ακεραιότητας είναι: Ακριβής (precise) µε διαφορετικά περιεχόμενα. Μερικές από τις Ορθός (accurate) Τροποποίηση µόνο µε αποδεκτούς τρόπους (modified only in acceptable ways) Τροποποίηση µόνο από εξουσιοδοτημένους ανθρώπους (modified only by authorised people) Τροποποίηση µόνο από εξουσιοδοτημένες διεργασίες (modified only by authorised processes) ΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ (Availability) των πόρων του συστήματος είναι η ιδιότητα των πόρων να καθίστανται αμέσως προσπελάσιμοι από κάθε εξουσιοδοτημένο λογικό ή φυσικό αντικείμενο, που απαιτεί παρόμοια πρόσβαση. Η διαθεσιμότητα αναφέρεται τόσο στα δεδομένα όσο και στις υπηρεσίες που πρέπει να παρέχονται. Οι προσδοκίες του χαρακτηριστικού της διαθεσιμότητας περιλαμβάνουν: τρόπο. Παρουσία του αντικειμένου και της υπηρεσίας µε χρησιμοποιήσιμο Ικανότητα χειρισμού των απαιτούμενων πόρων. Συγκεκριμένος χρόνος αναμονής. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 20

21 είναι: Κατάλληλος χρόνος διάθεσης των πόρων Σκοπός της διαθεσιμότητας ίκαιη κατανομή των πόρων Έγκαιρη ανταπόκριση στη διάθεση των δεδομένων Ελεγχόμενη συμφωνία, δηλαδή χειρισμός δοσοληψιών, αποκλειστική πρόσβαση, χειρισµός του φαινομένου deadlock. Χρησιμότητα, οι πόροι και τα δεδομένα μπορούν να χρησιμοποιηθούν όπως σχεδιάστηκαν. Πέρα από τα παραπάνω χαρακτηριστικά στην πράξη υπάρχουν και άλλα, όπως η αυθεντικότητα, η αξιοπιστία,η δυνατότητα ελέγχου κ.α που πρέπει να λαμβάνουν υπόψη. Η ταχεία εξέλιξη των τεχνολογιών βιομετρίας και η εκτεταμένη εφαρμογή τους τα τελευταία χρόνια επιβάλλει τη διεξαγωγή προσεκτικών ελέγχων υπό το πρίσµα της προστασίας των δεδομένων 1. Η επεξεργασία στοιχείων βιομετρίας χρησιμοποιείται πλέον συχνά σε αυτοματοποιημένες διαδικασίες επαλήθευσης/εξακρίβωσης και αναγνώρισης της ταυτότητας, ιδίως όσον αφορά τον έλεγχο της εισόδου σε πραγματικούς και εικονικούς χώρους (π.χ. πρόσβαση σε ειδικά ηλεκτρονικά συστήματα ή υπηρεσίες). Σε μια εποχή παγκοσμιοποιημέμης οικονομίας και συνεχούς επιδίωξης της ανάπτυξης, παρατηρείται έντονα η αναζήτηση τεχνικών που θα προσφέρουν τον υψηλότερο δείκτη ασφάλειας. Τα βιομετρικά συστήματα είναι κατάλληλα για περιβάλλοντα στα οποία απαιτείται πολύ υψηλός βαθμός ασφάλειας, τα μειονεκτήματα τους είναι το υψηλό κόστος, η τεχνική πολυπλοκότητα και το γεγονός ότι η τεχνολογία αυτή δεν είναι ακόµη σε φάση ωρίμανσης αλλά ανάπτυξης, χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η πιθανότητα αποτυχίας σε περίπτωση μεταβολής ατοµικών χαρακτηριστικών (π.χ. χροιά φωνής). Το σίγουρο είναι ότι η τεχνολογία αυτή αποτελεί το μέλλον στον έλεγχο πρόσβασης. 1 Από την 11η Σεπτεμβρίου 2001, τα στοιχεία βιομετρίας παρουσιάζονται συχνά ως ένα ικανοποιητικό µέσο για τη βελτίωση της δημόσιας ασφάλειας. Στην Ευρωπαϊκή Ένωση, διεξάγονται συζητήσεις σχετικά µε την εισαγωγή στοιχείων βιομετρίας σε δελτία ταυτότητας, διαβατήρια, ταξιδιωτικά έγγραφα και άδειες εισόδου. Οι ΗΠΑ σύντομα θα ζητούν από τους αλλοδαπούς, κατά την είσοδο ή έξοδό τους από τη χώρα, βιομετρικά αναγνωριστικά της ταυτότητάς τους. Το 2003 τροποποιήθηκε η Σύμβαση της ΟΕ αριθ.108 προκειμένου να εισαχθεί η υποχρέωση υποβολής στοιχείων βιομετρίας για τους ναυτικούς. Συζητήσεις διεξάγονται, επίσης, σε άλλα διεθνή φόρουµ όπως η ομάδα των 8, ο ΟΟΣΑ κλπ. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 21

22 Στο γνωστικό αντικείμενο της Ασφάλειας [5], ο όρος αναφέρεται σε τεχνολογικές μεθόδους που επιτρέπουν τη συλλογή και ανάλυση χαρακτηριστικών του ανθρώπινου σώματος ή/και της ανθρώπινης συμπεριφοράς, με σκοπό τον έλεγχο πρόσβασης στους πόρους του συστήματος, ή στα πλαίσια της φυσικής ασφάλειας (physical security) σε σημεία ενδιαφέροντος. Στόχος Α: Επαλήθευση Ταυτότητας (Identity Verification): Σύγκριση ενός χαρακτηριστικού με ένα χαρακτηριστικό της βάσης δεδομένων, με σκοπό την εύρεση ταιριάσματος (matching). Υπό-ερώτημα που απαντάται: Είναι ο Α όντως ο Α; Στόχος Β: Ταυτοποίηση (Identification): Σύγκριση ενός χαρακτηριστικού με όλα τα χαρακτηριστικά της βάσης δεδομένων, με σκοπό την εύρεση ενός ταιριάσματος. Υπό-ερώτημα που απαντάται: Ποια είναι η ταυτότητα του υποκειμένου; Η έννοια της ταυτοποίησης παρουσιάζει το μεγαλύτερο τεχνολογικό και ερευνητικό ενδιαφέρον σε σχέση με την επαλήθευση ταυτότητας. Σε περιπτώσεις κατά τις οποίες το μέγεθος της βάσης είναι ιδιαίτερα μεγάλο, η ταυτοποίηση καθίσταται μια πολύ δύσκολη διαδικασία. Στην πράξη, οι βιομετρικές μέθοδοι χρησιμοποιούνται κυρίως για την επαλήθευση ταυτότητας (identity verification) των χρηστών ενός συστήματος, στα πλαίσια της ταυτοποίησης SYA (Something You Are). Η διαδικασία Ταυτοποίησης µε εφαρμογή συστημάτων βιομετρικής τεχνολογίας, αποτελεί µία ασφαλή μέθοδο ταυτοποίησης και βασίζεται σε φυσικά χαρακτηριστικά του ανθρώπινου σώµατος ως αποδεικτικά στοιχεία για την αναγνωρισιµότητα του λογικού υποκειμένου-χρήστη από ένα Πληροφοριακό Σύστηµα Χρήση της Βιομετρίας για Επαλήθευση ή Ταυτοποίηση Απαιτήσεις Συστήματος Ένα σύστημα (ή συσκευή) βιομετρίας συνήθως αποτελείται από: Διαδικασίες και συσκευές εισόδου και εξαγωγής χαρακτηριστικών από το αρχικό δείγμα, Έναν αποθηκευτικό χώρο (π.χ. μια Βάση Δεδομένων- ΒΔ) με τα χαρακτηριστικά που έχουν εξαχθεί, Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 22

23 Διαδικασίες αναγνώρισης (σύγκρισης και εξαγωγής αποτελέσματος). Ένα βιομετρικό σύστημα είναι ουσιαστικά ένα σύστημα αναγνώρισης προτύπων το οποίο αναγνωρίζει ένα άτομο καθορίζοντας την αυθεντικότητα ενός συγκεκριμένου φυσικού χαρακτηριστικού ή συμπεριφοράς του ατόμου. Κατά τον σχεδιασμό του συστήματος αυτού πρέπει να καθοριστεί πρώτα ο τρόπος με τον οποίο ένα άτομο αναγνωρίζεται. Σύμφωνα με το είδος της αναγνώρισης το σύστημα μπορεί να χωριστεί στις παρακάτω δυο κατηγορίες: 1. Σύστημα ταυτοποίησης[1] (Identification) βιομετρικών δεδομένων. 2. Σύστημα εξακρίβωσης (Verification) βιομετρικών δεδομένων. Ένα σύστημα εξακρίβωσης βιομετρικών δεδομένων, αναγνωρίζει την αυθεντικότητα της γνησιότητας της ταυτότητας ενός ατόμου συγκρίνοντας τα αποκτηθέντα από το σύστημα βιομετρικά χαρακτηριστικά με τα πρότυπα βιομετρικά χαρακτηριστικά του ατόμου με την γνήσια ταυτότητα, που έχουν αποθηκευτεί προηγουμένως στο σύστημα. Ένα σύστημα εξακρίβωσης απορρίπτει ή δέχεται ένα άτομο που ισχυρίζεται ότι έχει την συγκεκριμένη ταυτότητα σύμφωνα με τον βαθμό γνησιότητας των βιομετρικών χαρακτηριστικών του. Ακολούθως το σύστημα ταυτοποίησης αναγνωρίζει ένα άτομο αναζητώντας σε μια μεγάλη βάση δεδομένων, με βιομετρικά χαρακτηριστικά, την ταυτότητα του ατόμου προς αναγνώριση. Το σύστημα αυτό συγκρίνει ένα προς ένα τα αποθηκευμένα βιομετρικά χαρακτηριστικά της βάσης δεδομένων του συστήματος με τα βιομετρικά χαρακτηριστικά του ατόμου προς αναζήτηση, προκειμένου να εντοπίσει την ταυτότητα του ατόμου. Εάν τα χαρακτηριστικά του ατόμου δεν υπάρχουν στην βάση δεδομένων τότε το σύστημα αποτυγχάνει να τα εντοπίσει (fail). Σε σύστημα ταυτοποίησης δεν υπάρχει ο ισχυρισμός του ατόμου προς αναγνώριση, για την γνησιότητα των βιομετρικών δεδομένων του. Ακολούθως παρουσιάζονται στη παρακάτω (Εικ.3) ο τρόπος με τον οποίο γίνεται η εγγραφή (enrollment), η εξακρίβωση (verification) και η ταυτοποίηση (dentification). ένα Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 23

24 Εικόνα 3 Διαγράμματα εγγραφής, επαλήθευσης, ταυτοποίησης με χρήση των 4 χαρακτηριστικών του βιομετρικού συστήματος (Πηγή: [7]) Στάδια Βιομετρικής Αναγνώρισης α)εγγραφή (enrolment) βιομετρικών χαρακτηριστικών στο σύστημα. β)σύστημα εξακρίβωσης (Verification) βιομετρικών χαρακτηριστικών. γ)σύστημα αναγνώρισης (identification) βιομετρικών χαρακτηριστικών. Η διαδικασία της εγγραφής(enrolment) των βιομετρικών χαρακτηριστικών ενός ατόμου στην βάση δεδομένων (System DB) στο σύστημα αναγνώρισης γίνεται και στα δυο είδη αναγνώρισης. Κατά την εγγραφή καταχωρούνται στην βάση δεδομένων του συστήματος. Κατά την διαδικασία της εγγραφής, το βιομετρικό χαρακτηριστικό του ατόμου αποτυπώνεται από κάποιον αισθητήρα βιομετρικών Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 24

25 χαρακτηριστικών και μετατρέπεται σε ψηφιακό σήμα. Ακολούθως πραγματοποιείται ένας έλεγχος ποιότητας (Quality checker) με σκοπό να επιβεβαιωθεί ότι το συγκεκριμένο δείγμα του βιομετρικού χαρακτηριστικού μπορεί να επεξεργαστεί επιτυχώς στα επόμενα στάδια επεξεργασίας. Στο επόμενο στάδιο ακολουθεί μια προ-επεξεργασία (Preprocessing) με σκοπό την βελτίωση κάποιων χαρακτηριστικών του δείγματος, ώστε να επιτευχθεί η καλύτερη εξαγωγή των χαρακτηριστικών αυτών (Feature Extractor), τα οποία στο στάδιο της σύγκρισης (Matcher) θα χρησιμοποιηθούν για την αναζήτηση από την βάση δεδομένων. Η εξαγωγή κάποιων συγκεκριμένων χαρακτηριστικών γίνεται τόσο για να μειώσει των χρόνο αναζήτησης από την βάση όσο και να αυξήσει την αξιοπιστία της αναζήτησης. Τα χαρακτηριστικά (templates) που παράγονται από το στάδιο εξαγωγής (Feature Extractor) θα χρησιμοποιηθούν για την αναγνώριση, γι αυτό αποθηκεύονται σε μια βάση βιομετρικών δεδομένων (System DB) μαζί με το όνομα του ατόμου (Template name) που αντιστοιχούν αυτά τα χαρακτηριστικά. Στην περίπτωση του συστήματος εξακρίβωσης (Verification) o χρήστης εισάγει το όνομά του ή ένα μυστικό κωδικό PIN (Personal Identification Number) και ακολούθως εισάγει το βιομετρικό του χαρακτηριστικό. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 25

26 Εικόνα 4: Η λειτουργία ενός τυπικού βιομετρικού συστήματος (Πηγή [9]) Ο αισθητήρας απόκτησης βιομετρικών χαρακτηριστικών μετατρέπει το βιομετρικό χαρακτηριστικό σε ψηφιακό σήμα και εφόσον προχωρήσει στο επίπεδο ταιριάσματος (Matcher), γίνεται σύγκριση μόνο με τα χαρακτηριστικά (templates) του γνήσιου χρήστη που είναι αποθηκευμένο στην βάση δεδομένων του συστήματος, εφόσον βέβαια ο κωδικός PIN είναι σωστός. Στην περίπτωση της ταυτοποίησης (identification) δεν εισάγεται κωδικός ή όνομα και το σύστημα συγκρίνει τα χαρακτηριστικά (Templates) που εξήχθησαν από το βιομετρικό χαρακτηριστικό του χρήστη με όλα τα χαρακτηριστικά όλων των χρηστών ( N ) που είναι αποθηκευμένα στην βάση του συστήματος. Η έξοδος ενός συστήματος ταυτοποίησης είναι η ταυτότητα του χρήστη με το βιομετρικό χαρακτηριστικό που τοποθετήθηκε στην είσοδο του συστήματος ή ένα μήνυμα που δηλώνει ότι ο χρήστης δεν βρέθηκε στην βάση δεδομένων (user not identified). Όταν οι βάσεις βιομετρικών δεδομένων είναι πολύ μεγάλες χρησιμοποιούνται και τεχνικές ταξινόμησης των βιομετρικών χαρακτηριστικών σε κατηγορίες προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί ο χρόνος αναζήτησης και η ανάγκη για μεγάλη υπολογιστική ισχύ του συστήματος αναγνώρισης. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 26

27 Εικόνα 5: Παράδειγμα σχηματισμού ενός προτύπου από ένα δακτυλικό αποτύπωμα Η συσκευή χρησιμοποιεί έναν ιδιαίτερο αλγόριθμο για να εξάγει χαρακτηριστικά κατάλληλα από το βιομετρικό δείγμα. Το πρότυπο είναι απλώς μια εγγραφή των πιο ευδιάκριτων χαρακτηριστικών του βιομετρικού δείγματος του χρήστη. Για παράδειγμα πρότυπο δεν είναι μια εικόνα ή μια ολόκληρη εγγραφή του πραγματικού δακτυλικού αποτυπώματος ή της φωνής. Σε βασικές γραμμές τα πρότυπα είναι αριθμητικές απεικονίσεις βασικών σημείων που παίρνονται από το ανθρώπινο σώμα. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 27

28 Τα πρότυπα είναι συνήθως μικρά σε μέγεθος και επιτρέπουν γρήγορη επεξεργασία, πράγμα το οποίο αποτελεί ξεχωριστό χαρακτηριστικό της βιομετρικής πιστοποίησης. Το μικρό μέγεθος των προτύπων επιτρέπει την αποθήκευσή τους σε μαγνητικές ταινίες ή σε ραβδωτό κώδικα πάνω σε πλαστικές κάρτες ή έξυπνες κάρτες (smart cards). Τα πρότυπα εγγραφής (Enrollment Template) δημιουργούνται κατά την αρχική αλληλεπίδραση του χρήστη με το βιομετρικό σύστημα και αποθηκεύονται για χρήση σε μελλοντικά βιομετρικά ταιριάσματα. Τα πρότυπα εξακρίβωσης (Verification Template) παράγονται κατά τη διάρκεια των επακόλουθων προσπαθειών εξακρίβωσης της ταυτότητας του χρήστη, συγκρίνονται με το αποθηκευμένο πρότυπο και συνήθως αποβάλλεται μετά τη σύγκριση. Πολλαπλά δείγματα μπορεί να χρησιμοποιηθούν για να παραχθεί ένα πρότυπο εγγραφής. Για παράδειγμα στη σάρωση προσώπου θα χρησιμοποιηθούν αρκετές εικόνες του προσώπου του χρήστη, ώστε να παραχθεί το πρότυπο εγγραφής. Τα πρότυπα εξακρίβωσης κανονικά δημιουργούνται από ένα και μοναδικό δείγμα. Για παράδειγμα το πρότυπο που παράγεται από μια μονή εικόνα προσώπου μπορεί να συγκριθεί με το πρότυπο εγγραφής για να καθοριστεί ο βαθμός ομοιότητας. Ταίριασμα (Matching) Ταίριασμα είναι η σύγκριση βιομετρικών προτύπων για να προσδιοριστεί ο βαθμός ομοιότητας ή συσχέτισης τους. Από μια προσπάθεια ταιριάσματος προκύπτει μια βαθμολογία, που στα περισσότερα συστήματα συγκρίνεται με ένα όριο. Εάν η βαθμολογία υπερβεί το όριο, το αποτέλεσμα είναι ένα ταίριασμα. Εάν η βαθμολογία πέσει κάτω από το όριο, το αποτέλεσμα είναι η αποτυχία ταιριάσματος. Η διαδικασία ταιριάσματος περιλαμβάνει τη σύγκριση του προτύπου εξακρίβωσης, που παράγεται πάνω στην παράδοση δείγματος, με το πρότυπο εγγραφής, που βρίσκεται ήδη αποθηκευμένο σ ένα αρχείο. Στα ένα προς ένα (1:1) συστήματα εξακρίβωσης, γενικά υπάρχει ένα απλό πρότυπο εξακρίβωσης να συγκρίνεται απέναντι σ ένα πρότυπο εγγραφής. Στα ένα προς πολλά (1:Ν) συστήματα αναγνώρισης, ένα πρότυπο εξακρίβωσης μπορεί να συγκρίνεται με χιλιάδες ή και εκατομμύρια πρότυπα εγγραφής. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 28

29 Στα περισσότερα συστήματα το πρότυπο εγγραφής και το πρότυπο εξακρίβωσης δεν θα έπρεπε να είναι πανομοιότυπα. Ένα πανομοιότυπο ταίριασμα είναι μια ένδειξη ότι κάποιο είδος απάτης συντελείται. Βαθμολογία (score) Βαθμολογία είναι ένας αριθμός που δείχνει τον βαθμό ομοιότητας ή συσχέτισης του βιομετρικού ταιριάσματος. Παραδοσιακές μέθοδοι πιστοποίησης (συνθηματικά, PIN, κλειδιά) είναι δυαδικές και προσφέρουν μόνο μια αυστηρή απάντηση ναι ή όχι. Σχεδόν όλα τα βιομετρικά συστήματα βασίζονται σ έναν αλγόριθμο ταιριάσματος, ο οποίος παράγει μια βαθμολογία για κάθε προσπάθεια ταιριάσματος. Αυτή η βαθμολογία αντιπροσωπεύει το βαθμό συσχέτισης μεταξύ του προτύπου εξακρίβωσης και του προτύπου εγγραφής. Δεν υπάρχει καθιερωμένη κλίμακα για βιομετρική βαθμολόγηση. Ενδέχεται για κάποιες εταιρίες να χρησιμοποιείται μια κλίμακα 1-100, άλλες μπορεί χρησιμοποιούν μια κλίμακα από 1 ως 1, μερικές εταιρίες μπορεί να χρησιμοποιούν μια λογαριθμική κλίμακα, ενώ άλλες μια γραμμική κλίμακα. Ανεξάρτητα από την κλίμακα που χρησιμοποιείται, αυτή η βαθμολογία εξακρίβωσης συγκρίνεται με το όριο του συστήματος για να προσδιοριστεί πόσο επιτυχής ήταν η προσπάθεια εξακρίβωσης. Παρενθετικά αναφέρεται ότι πολλά συστήματα επιστρέφουν μια βαθμολογία κατά τη διάρκεια της εγγραφής, που αναφέρεται ως βαθμολογία εγγραφής ή βαθμολογία ποιότητας. Αυτή η βαθμολογία αναφέρεται στο πόσο επιτυχής ήταν η διαδικασία εξαγωγής, στο να βρει ιδιαίτερα χαρακτηριστικά στο βιομετρικό δείγμα. Εάν το δείγμα ήταν πλούσιο σε πληροφορία, θα υπήρχε πιθανότατα μια υψηλή βαθμολογία εγγραφής. Αυτή η βαθμολογία δεν χρησιμοποιείται στην διαδικασία ταιριάσματος, αλλά ενδεχομένως χρειάζεται ώστε να προσδιορίσει κατά πόσον ένας χρήστης μπορεί να εγγραφεί με επιτυχία. Μια χαμηλή βαθμολογία ποιότητας δηλώνει ότι δεν θα είναι αξιόπιστη η εξακρίβωση της ταυτότητας του χρήστης. Όριο(Threshold) Όριο είναι ένας προκαθορισμένος αριθμός, συχνά ελεγχόμενος από το διαχειριστή του βιομετρικού συστήματος, ο οποίος δηλώνει έναν βαθμό συσχέτισης απαραίτητο ώστε να κριθεί ένα ταίριασμα. Εάν η βαθμολογία που προκύπτει από μια σύγκρισή προτύπων υπερβεί το όριο, τότε το πρότυπο είναι ταιριαστό, ωστόσο δεν είναι Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 29

30 πανομοιότυπο. Όταν ένα βιομετρικό σύστημα είναι χαμηλής ασφάλειας, το όριο για επιτυχές ταίριασμα είναι χαμηλότερο σε σχέση με ένα σύστημα υψηλής ασφάλειας. Απόφαση (dicision) Απόφαση είναι το αποτέλεσμα της σύγκρισης μεταξύ της βαθμολογίας και του ορίου. Η απόφαση που μπορεί να λάβει ένα βιομετρικό σύστημα είναι το ταίριασμα, το μη-ταίριασμα ή ακόμα μπορεί να μη βγάλει κανένα συμπέρασμα. Ανάλογα με τον τύπο του βιομετρικού συστήματος ένα ταίριασμα μπορεί να παραχωρεί πρόσβαση στους πόρους του συστήματος, ένα μη-ταίριασμα μπορεί να περιορίζει την πρόσβαση στους πόρους, ενώ αν δεν βγάλει συμπέρασμα μπορεί να προτρέπει το χρήστη να δώσει άλλο δείγμα. Μέτρηση Απόδοσης Υπάρχουν σχεδόν τόσα κριτήρια απόδοσης όσα και τα βιομετρικά. Δυστυχώς δεν υπάρχει ένα απλό κριτήριο, το οποίο να μπορεί να δείξει πόσο καλά λειτουργεί ένα σύστημα. Η ανάλυση των πολλαπλών κριτηρίων είναι απαραίτητη, ώστε να προσδιοριστούν τα δυνατά και τα αδύνατα σημεία κάθε τεχνολογίας και κάθε εταιρίας για μια δεδομένη εφαρμογή. Ο έλεγχος, ο οποίος παράγει τα κριτήρια απόδοσης ενός συστήματος, είναι πιο πολύτιμος όταν εξομοιώνει περιβάλλοντα εφαρμογών πραγματικού κόσμου. Η επίδοση της κάθε μεθόδου μετράται µε βάση ένα σύνολο αντικειµενικών κριτηρίων, τα οποία µπορούν να συνοψιστούν στα εξής[14]: Δείκτης λανθασμένης αποδοχής (False Acceptance Rate, FAR). Τα αποτελέσµατα για το δείκτη αυτό εκφράζονται σε ποσοστιαία κλίµακα και σηματοδοτούν το ποσοστό των περιπτώσεων, κατά τις οποίες για δύο πρότυπα (templates) που αντιστοιχούν σε δύο διαφορετικά άτοµα, λαµβάνεται η απόφαση ότι αντιστοιχούν στο ίδιο άτοµο. είκτης λανθασµένης απόρριψης (False Rejection Rate, FRR). Τα αποτελέσµατα για το δείκτη αυτό εκφράζονται σε ποσοστιαία κλίµακα και καταδεικνύουν το ποσοστό των περιπτώσεων, κατά τις οποίες δύο πρότυπα (templates) που αντιστοιχούν στο ίδιο άτοµο, κατά τη διαδικασία της Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 30

31 σύγκρισης λαµβάνεται η απόφαση πως αντιστοιχούν σε δύο διαφορετικά άτοµα. Υπάρχει επίσης κι ένα επιπλέον σύνολοδεικτών, το οποίο απαρτίζεται από τους παρακάτω[14]: είκτης τοµής λανθασμένων εκτιµήσεων (Cross-over Error Rate, CER) ή είκτης ίσου σφάλματος (Equal Er ror Rate, EER): Εκφράζεται σε ποσοστιαία κλίµακα. Για τους δύο προαναφερθέντες δείκτες μέτρησης της απόδοσης των μεθόδων (FAR, FRR), όπως έχει ήδη αναφερθεί, ισχύει µία αντίστροφη σχέση. Ο δείκτης CER παριστάνει το σηµείο τοµής των δύο καµπύλων που αντιστοιχούν στους δείκτες FAR και FRR. Μικρή τιµή του δείκτη CER αποτελεί σηµαντική ένδειξη για την αξιοπιστία της μεθόδου (βλ. ιάγραµµα 7 ). είκτης αποτυχίας εγγραφής (Failure to Enroll Rate, FER ή FTR). Εκφράζει το ποσοστό των περιπτώσεων, κατά τις οποίες δεν κατέστη δυνατό να δημιουργηθεί το αρχικό πρότυπο (template) κατά τη διαδικασία της εγγραφής. Οι λόγοι που οδηγούν σε αδυναµία δημιουργίας επιταχυμένης εγγραφής, συνίστανται συνήθως στη µη έγκυρη λήψη δεδοµένων από τον αισθητήρα ή στη λήψη δεδοµένων κακής ποιότητας. Ένα τέτοιο παράδειγµα αφορά στη λήψη εικόνας του οφθαλµού (για τη μέθοδο αναγνώρισης ίριδας), υπό συνθήκες ακατάλληλου φωτισµού, που δηµιουργεί στη ληφθείσα εικόνα έντονη αντανάκλαση. είκτης αποτυχίας λήψης (Failure To Capture Rate, FTC). Αποδίδει την πιθανότητα ένα αυτοματοποιημένο σύστηµα να αποτύχει να εντοπίσει κάποιο βιοµετρικό χαρακτηριστικό, παρά το γεγονός ότι δεν υπάρχει κάποιο πρόβληµα στον τρόπο παρουσίασης του εν λόγω βιοµετρικού χαρακτηριστικού. Χωρητικότητα προτύπου (template capacity). Υποδεικνύει το μέγιστο αριθµό συνόλων δεδοµένων, που µπορεί να εισαχθούν στο σύστηµα Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 31

32 Εικόνα: 6 Καµπύλες FAR και FRR. Το Βιομετρικό σύστημα πραγματοποιεί την διαδικασία ταυτοποίησης του ατόμου επιτελώντας τις δύο βασικές εργασίες πρώτον την εγγραφή και δεύτερον τον έλεγχο και παρουσιάζεται διαγραμματικά στην παρακάτω εικόνα. Εικόνα :7 Τυπικό Βιομετρικό Σύστημα και σύστημα αναγνώρισης Τα βιομετρικά συστήµατα αποτελούν εφαρμογές των βιομετρικών τεχνολογιών που επιτρέπουν όπως έχουμε αναπτύξει στα προηγουμένως κείμενα την αυτόματη αναγνώριση και/ή επαλήθευση/εξακρίβωση της ταυτότητας ενός φυσικού Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 32

33 προσώπου 2. Εφαρμογές επαλήθευσης/εξακρίβωσης χρησιμοποιούνται συχνά για την εκτέλεση διαφόρων εργασιών που εμπίπτουν σε εκ διαμέτρου διαφορετικούς τομείς και υπό την ευθύνη ενός ευρέως φάσµατος διαφορετικών φορέων. Κάθε στοιχείο βιομετρίας, ανεξαρτήτως εάν χρησιμοποιείται για σκοπούς επαλήθευσης/εξακρίβωσης ή αναγνώρισης είναι, ανάλογα µε το εμπλεκόμενο στοιχείο βιομετρίας: καθολικό : το στοιχείο βιομετρίας υπάρχει σε όλους τους ανθρώπους 3 μοναδικό :Σχετίζεται µε το βαθµό κατά τον οποίο, το συγκεκριμένο βιοµετρικό χαρακτηριστικό είναι ικανό να διαχωρίσει ένα άτοµο από τα υπόλοιπα. μονιμότητα : Σχετίζεται µε το βαθµό κατά τον οποίο το εν λόγω βιοµετρικό χαρακτηριστικό παραµένει αναλλοίωτο κατά τη διάρκεια της ζωής του ατόµου. δυνατότητα συλλογής-λήψης του βιοµετρικού χαρακτηριστικού (Collectability). Επίδοση μεθόδου (Performance). Η επίδοση μετράται ως προς την ακρίβεια των αποτελεσμάτων, ως προς την ταχύτητα µε την οποία αυτά εξάγονται και ως προς το βαθµό, κατά τον οποίο τα αποτελέσµατα είναι ανεξάρτητα από ορισμένους παράγοντες, οι οποίοι δυσχεραίνουν τη διαδικασία (παραδείγματος χάριν η µέθοδος αναγνώρισης ίριδας θα θεωρείται πιο αξιόπιστη, όταν τα αποτελέσµατα που θα προκύπτουν θα είναι ανεξάρτητα 2 Η διαφορά μεταξύ επαλήθευσης (εξακρίβωσης) και αναγνώρισης της ταυτότητας ενός προσώπου είναι σημαντική. Η επαλήθευση απαντά στο ερώτημα: Είμαι πραγματικά αυτός που ισχυρίζομαι ότι είμαι; Το σύστηµα πιστοποιεί την ταυτότητα του προσώπου προβαίνοντας στην επεξεργασία στοιχείων βιομετρίας που αναφέρονται στο πρόσωπο που υποβάλλει το ερώτημα και λαμβάνει µία απάντηση ναι/όχι (σύγκριση 1:1). Η αναγνώριση της ταυτότητας δίνει απάντηση στο ερώτημα: Ποιος είµαι; Το σύστηµα αναγνωρίζει το πρόσωπο που υποβάλλει το ερώτηµα διαχωρίζοντάς το από άλλα πρόσωπα, των οποίων τα βιομετρικά στοιχεία είναι επίσης αποθηκευμένα. Στην περίπτωση αυτή το σύστηµα παίρνει µία απόφαση «1 από ν» και απαντά ότι το πρόσωπο που ερωτά είναι το Χ. 3 Από την άποψη αυτή, δεν είναι ισοδύναμα όλα τα βιομετρικά στοιχεία και το ποσοστό διαφοροποίησης του ενός προσώπου από το άλλο κυµαίνεται σημαντικά ανάλογα µε το χρησιμοποιούμενου στοιχείο βιομετρίας. Τα πλέον χαρακτηριστικά στοιχεία βιομετρίας φαίνεται ότι είναι το DNA, ο αμφιβληστροειδής και τα δακτυλικά αποτυπώματα. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 33

34 από τη γωνία κατά την οποία το υπό εξέταση άτοµο κοιτάζει προς την κάµερα). Βαθµός Αποδοχής της μεθόδου από το χρήστη (Acceptability). Σχετίζεται κυρίως µε δύο παράγοντες, το πόσο ο χρήστης θεωρεί ότι η εν λόγω µέθοδος αφενός είναι επιβλαβής για την υγεία του και το πόσο θεωρεί αφετέρου ότι η µέθοδος επεμβαίνει και παραβιάζει τα προσωπικά του δεδοµένα. Παράκαµψη (Circumvention). Μέσω της παράκαμψης περιγράφεται η ευκολία µε την οποία µπορεί στην εν λόγω μέθοδο να χρησιµοποιηθεί κάποιο υποκατάστατο.ακολουθεί ένας πίνακας, στον οποίο συνοψίζεται η αξιολόγηση των βασικότερων μεθόδων ταυτοποίησης µε βάση τους προαναφερθέντες παράγοντες: Πίνακας 2: Αξιολόγηση βασικών μεθόδων ταυτοποίησης µε βάση συγκεκριμένους παράγοντες (πηγή 7). Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 34

35 Σημείωση : Τα σύµβολα H, M, L αντιστοιχούν στις λέξεις High, Medium, Low. Τα χρώματα, επιπλέον, στον Πίνακα 4 σηματοδοτούν την αξιοπιστία της υπό εξέτασης μεθόδου. Από τον Πίνακα 4 γίνεται σαφές πως όλες οι µέθοδοι παρουσιάζουν θετικά και αρνητικά σηµεία. Η χρήση των βιοµετρικών χαρακτηριστικών του ατόµου µε σκοπό την ταυτοποίησή του, λαµβάνει χώρα σε µια πληθώρα εφαρμογών. Οι εφαρμογές αυτές διαφέρουν ως προς την προτεραιότητα των στόχων τους, µέσω της οποίας καθορίζεται και η επιλογή της αντίστοιχης μεθόδου. Κεφάλαιο 3 ο (Βιομετρικές Τεχνικές) Βιομετρικές Τεχνικές ορίζονται τα φυσικά χαρακτηριστικά ή τα γνωρίσματα εκείνα της συμπεριφοράς ενός ατόμου τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να αναγνωριστεί η ταυτότητά του. Η βιομετρική αναγνώριση αναφέρεται, όπως έχουμε παρουσιάσει, στη χρήση διαχωρίσιμων φυσικών χαρακτηριστικών[7] (δακτυλικά αποτυπώματα, ίριδα κτλ) και χαρακτηριστικών της συμπεριφοράς (υπογραφή, φωνή κτλ) για την αναγνώριση ατόμων. Τα φυσικά Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 35

36 χαρακτηριστικά σχετίζονται άμεσα με την συμπεριφορά ενός ατόμου με αποτέλεσμα η αναγνώριση ενός ατόμου να αποτελεί συνδυασμό και τον δύο χαρακτηριστικών. Παράδειγμα αποτελούν τα δακτυλικά αποτυπώματα τα οποία μπορεί να είναι φυσικά χαρακτηριστικά αλλά ο τρόπος με τον οποίο γίνεται η τοποθέτηση τους στην συσκευή αναγνώρισης, δηλαδή με ποιο σημείο του δακτύλου ο χρήστης θα ασκήσει την μεγαλύτερη πίεση στην επιφάνεια του αισθητήρα και με ποια γωνία, εξαρτάται από την συμπεριφορά του ατόμου. Η φωνή μπορεί να αποτελεί ένα χαρακτηριστικό που διαμορφώνεται κυρίως από την συμπεριφορά του ατόμου, δηλαδή την διάθεσή του, εάν μιλάει δυνατά ή χαμηλά, αλλά η βιολογική δομή του συστήματος ομιλίας ενός ατόμου που αποτελεί φυσικό χαρακτηριστικό έχει σημαντικό ρόλο στην αναγνώριση. Η φυσιολογική βιομετρία ανήκει στις στατικές τεχνολογίες, ενώ η συμπεριφοριστική στις δυναμικές. Τα βιομετρικά συστήματα όλο και περισσότερο επεκτείνονται σε μεγάλης κλίμακας πολιτικές εφαρμογές. Μεταξύ των τεχνολογιών, η ανίχνευση δακτυλικών αποτυπωμάτων είναι ο αδιαφιλονίκητος ηγέτης με μερίδιο αγοράς περισσότερο από 50% σε όλες τις εφαρμογές όπως φαίνεται και στην εικόνα8[1]. Εικόνα 8: Μερίδιο αγοράς των διαφόρων βιομετρικών μεθόδων το 2003 (Πηγή: [1]) Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 36

37 3.1 Φυσιολογικά Βιομετρικά Συστήματα Παρόλο που τα διάφορα είδη των βιομετρικών χρησιμοποιούν διαφορετικές λειτουργίες για να πετύχουν την αναγνώριση, η αρχή λειτουργίας είναι περίπου η ίδια. Το πρώτο στάδιο είναι η εγγραφή του χρήστη στο σύστημα. Κατά την διαδικασία αυτή ο χρήστης αποδίδει το βιομετρικό δείγμα του το οποίο αφού μετατραπεί σε ψηφιακή μορφή αποθηκεύεται σε μία βάση δεδομένων Αναγνώριση Δακτυλικού Αποτυπώματος Η τεχνολογία αντιπαραβολής δακτυλικών αποτυπωμάτων είναι η πλέον ανεπτυγμένη από όλες τις βιομετρικές τεχνολογίες και χρησιμοποιείται ευρέως από τις αρχές επιβολής του νόμου εδώ και πολλά χρόνια λόγω της ευκολίας στη χρήση της, του μη παρεμβατικού χαρακτήρα της και της αξιοπιστίας της. Ένα τυπικό σύστημα χρησιμοποιεί έναν σαρωτή δακτυλικών αποτυπωμάτων (οπτικό, ημιαγωγών πυριτίου ή υπερήχων) για τη ψηφιακή χαρτογράφηση των θηλογραμμών και των αυλακώσεων της επιφάνειας του δακτύλου. Τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά θηλογραμμών (minutiae points), δηλ. τα τοπικά χαρακτηριστικά στα σημεία διαχωρισμού ή στα σημεία απόληξης των θηλογραμμών, είναι μοναδικά για κάθε άνθρωπο και αποτελούν τη βάση για τη βιομετρική μέθοδο επαλήθευσης της ταυτότητας. Η αντιπαραβολή δακτυλικών αποτυπωμάτων μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές επαλήθευσης όταν ένα άτομο που χρησιμοποιεί έναν κωδικό PIN ή μια επαγωγική κάρτα ισχυρίζεται ότι είναι ένα συγκεκριμένο πρόσωπο και το σύστημα επαληθεύει τον ισχυρισμό αυτό αντιπαραβάλλοντας το δακτυλικό αποτύπωμα με το αποθηκευμένο υπόδειγμα. Η διαδικασία αυτή είναι γνωστή ως αναζήτηση ένα προς ένα (one to- one). Η αντιπαραβολή δακτυλικών αποτυπωμάτων μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί και για εφαρμογές αναγνώρισης της ταυτότητας (ταυτοποίησης) χωρίς τη χρήση κωδικού PIN ή επαγωγικής κάρτας, διαδικασία γνωστή και ως αναζήτηση ένα προς πολλά (one-tomany). Συνήθως, από νομικής άποψης, απαιτούνται τουλάχιστον 12 ιδιαίτερα χαρακτηριστικά θηλογραμμών για τη θετική ταυτοποίηση σε μια υπόθεση ποινικού δικαίου, αλλά ο βιομετρικός αναγνώστης δακτυλικών αποτυπωμάτων μπορεί να καταγράψει περισσότερα από 40 τέτοια χαρακτηριστικά. Πέραν των εφαρμογών ελέγχου πρόσβασης, η τεχνολογία δακτυλικών αποτυπωμάτων είναι μια πολύ καλή Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 37

38 λύση για την ταυτοποίηση στο πλαίσιο δικτύων ηλεκτρονικών υπολογιστών καθώς και για εφαρμογές στον κλάδο της υγειονομικής περίθαλψης και σε άλλους κλάδους στους οποίους είναι σημαντικό το ιδιωτικό απόρρητο, όπου μπορεί να συμβάλει στη βελτίωση της δυνατότητας πρόσβασης, διαχείρισης και ανταλλαγής πηγών δεδομένων διασφαλίζοντας παράλληλα την εμπιστευτικότητα και την ακεραιότητα των συναλλαγών. Στις υπόλοιπες πιθανές εφαρμογές συγκαταλέγονται οι μεταφορές (π.χ. λιμένες, αεροδρόμια κλπ).η σταθερότητα και η μοναδικότητα των δακτυλικών αποτυπωμάτων είναι αδιαμφισβήτητη. Σύμφωνα με προσεκτικές εξετάσεις έχει διαπιστωθεί ότι η πιθανότητα δύο ανθρώπων, συμπεριλαμβανομένων και των διδύμων, να έχουν το ίδιο δακτυλικό αποτύπωμα είναι μικρότερη από μια στο ένα δισεκατομμύριο. Πολλές συσκευές στην αγορά σήμερα αναλύουν τη θέση πολύ μικρών σημείων, που ονομάζονται λεπτομέρειες (minutiae). Οι συσκευές προσδιορίζουν τη θέση των λεπτομερειών χρησιμοποιώντας x, y και διευθυντικές μεταβλητές. Άλλες συσκευές προσεγγίζουν το δάκτυλο ως ένα πρόβλημα επεξεργασίας εικόνας. Τα δακτυλικά αποτυπώματα απαιτούν ένα από τα μεγαλύτερα περιγράμματα δεδομένων στο πεδίο τη βιομετρικής, που μπορεί να πάρει από μερικά bytes έως και πάνω από bytes, ανάλογα με την προσέγγιση και το επίπεδο ασφάλειας που απαιτείται. Εικόνα 9 :Τοπογραφία δακτυλικού αποτυπώματος Οι τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται σήμερα είναι η οπτική, με πυρίτιο και με υπέρηχο. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 38

39 Η οπτική τεχνολογία είναι η παλιότερη και η πιο ευρέως χρησιμοποιημένη. Το δάκτυλο τοποθετείται πάνω σε μια επικαλυμμένη πλάκα, συνήθως από σκληρό πλαστικό. Στις περισσότερες συσκευές μια φορτισμένη ζευγαρωτή συσκευή (CCD) μετατρέπει την εικόνα του δακτυλικού αποτυπώματος σε ψηφιακό σήμα. Η φωτεινότητα είτε αυξομειώνεται αυτόματα, είτε χειροκίνητα, δημιουργώντας μια πιο εύχρηστη εικόνα. Οι οπτικές συσκευές έχουν πολλά πλεονεκτήματα : είναι πιο ανθεκτικές στο χρόνο, μπορούν να αντέξουν στις διακυμάνσεις τις θερμοκρασίας, είναι αρκετά φθηνές, μπορούν να πετύχουν ανάλυση πάνω από 500 dpi. Στα μειονεκτήματα των συσκευών αυτών περιλαμβάνονται : το μέγεθος, η πλάκα πρέπει να έχει ένα επαρκή μέγεθος για να επιτύχει μια ποιοτική εικόνα. Άλλο ένα μειονέκτημα είναι ότι μπορεί να διατηρήσει απομεινάρια δακτυλικών αποτυπωμάτων από προηγούμενους χρήστες (Latent prints). Αυτό μπορεί να προκαλέσει μια παραμόρφωση στην εικόνα. Η τεχνολογία πυριτίου (silicon) έχει κερδίσει αξιοσημείωτη αποδοχή μετά την εισαγωγή της προς στο τέλος της δεκαετίας του 90. Αυτού του είδους η τεχνολογία γενικά παράγει εικόνα καλύτερης ποιότητας, με μικρότερη επιφάνεια, απ ότι στην οπτική τεχνολογία. Εικόνα 10 :Σάρωση δακτυλικού αποτυπώματος Η τεχνολογία υπέρηχου (ultrasound) αν και είναι η πιο ακριβής από τις τεχνολογίες σάρωσης δακτύλου, δεν είναι ακόμα ευρέως χρησιμοποιημένη. Μ αυτή την τεχνολογία εκπέμπονται ακουστικά κύματα και μετρούνται οι αποστάσεις βάση της σύνθετης αντίστασης του δάκτυλου, τις πλάκας και του αέρα. Ο υπέρηχος είναι ικανός να διαπεράσει τη βρομιά και τα υπολείμματα στην πλάκα, εκμηδενίζοντας το βασικό μειονέκτημα της οπτικής τεχνολογίας. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 39

40 Εικόνα 11 :Σάρωση δακτυλικού αποτυπώματος με υπέρηχο Χαρακτηριστικά δακτυλικών αποτυπωμάτων Τα χαρακτηριστικά των δακτυλικών αποτυπωμάτων καθορίζουν την μοναδικότητα και με βάση την θέση τους, το σχήμα τους και το μέγεθός τους γίνεται η αναγνώριση του ατόμου. Τα βασικότερα χαρακτηριστικά είναι οι διαδοχικές κοιλάδες(valleys) και παρυφές(ridges) της επιδερμίδας που βρίσκεται στο δακτυλικό αποτύπωμα. Συνήθως σε μια εικόνα δακτυλικού αποτυπώματος οι κοιλάδες(valleys) είναι άσπρες και οι παρυφές(ridges) μαύρες. Οι παρυφές έχουν πάχος συνήθως μm και οι κοιλάδες 200μm. Σημεία Πυρήνα και Δέλτα (Core points and delta) Συνήθως οι παρυφές και οι κοιλάδες βρίσκονται παράλληλα η μια στην άλλη μέχρι μια παρυφή να διακλαδωθεί σε δύο παρυφές ή να τερματίσει απότομα. Όταν αναλύουμε το δακτυλικό αποτύπωμα σε γενικό επίπεδο μπορούμε να παρατηρήσουμε μία ή δύο περιοχές στις οποίες οι παρυφές και οι κοιλάδες έχουν συγκεκριμένα σχήματα. Αυτές οι περιοχές ονομάζονται ιδιαίτερες(singular regions) και διαχωρίζονται στις κατηγορίες δέλτα σημείο(delta point) και σημείο πυρήνα (core points), σύμφωνα με την μελέτη του Juan Vucetich και του Edward Henry,και χαρακτηρίζονται από μεγάλη καμπυλότητα των παρυφών και των κοιλάδων και απότομων τερματισμών αυτών. Συγκεκριμένα ως σημεία δέλτα χαρακτηρίζονται τα σημεία στα οποία διασταυρώνονται παρυφές και κοιλάδες με τρεις διαφορετικές διευθύνσεις όπου κάθε διεύθυνση απέχει 120 από τις άλλες δύο. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 40

41 Εικόνα 12: (Α) Κορυφογραμμές και Κοιλάδες σε εικόνα δακτυλικού αποτυπώματος, (Β) Ξεχωριστές περιοχές (σε λευκά κουτάκια) και πυρήνες (κύκλοι) δακτυλικού αποτυπώματος. Εικόνα 13 :Τελείωμα (λευκό) και Διακλάδωση (γκρι) οι μικρολεπτομέρειες σε ένα δείγμα δακτυλικού αποτυπώματος Η διαφοροποίηση της καμπυλότητας των παρυφών και των κοιλάδων διαμορφώνει τις εξής πέντε κατηγορίες σημείων πυρήνα Αριστερός Βρόγχος (Left Loop), Δεξιός Βρόγχος (Right Loop), Δακτύλιος (Whorl), Τεντωμένο Τόξο (Tented Arch),Τόξο(Arch). Σε ορισμένα βιομετρικά συστήματα αναγνώρισης υπάρχει και η κατηγορία του Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 41

42 διπλού βρόγχου η οποία διακρίνεται πολύ δύσκολα από την κατηγορία του δακτυλίου. Οι κατηγορίες τεντωμένο τόξο, αριστερός και δεξιός βρόγχος έχουν μόνο ένα δέλτα σημείο ενώ η κατηγορία δακτύλιος έχει δύο δέλτα σημεία. Η κατηγορία τόξο δεν έχει δέλτα σημείο και το σημείο πυρήνα είναι το ποιο δύσκολα αναγνωρίσιμο από τα υπόλοιπα. Ακολούθως παρουσιάζονται τα είδη των σημείων πυρήνα με βάση τα δακτυλικά αποτυπώματα που συλλέξαμε από έναν συγκεκριμένο αισθητήρα με μικρή επιφάνεια. Η μικρή επιφάνεια του αισθητήρα έχει ως αποτέλεσμα στις παρακάτω εικόνες να μην εμφανίζεται το δέλτα σημείο (Εικ. 14). Εικόνα 14: Κατηγορίες σημείων πυρήνα (core points) Οι ιδιαίτερες περιοχές (singular regions) χρησιμοποιούνται για την ταξινόμηση των δακτυλικών αποτυπωμάτων σε κατηγορίες με σκοπό την ταχύτερη,πιο εύκολη και πιο αξιόπιστη αναζήτηση από μεγάλες βάσης δακτυλικών αποτυπωμάτων. Λεπτομέρειες Ο σχηματισμός των ιδιαίτερων περιοχών προκαλείται από την έντονη καμπυλότητα των παρυφών και των κοιλάδων, η συνηθισμένη όμως μορφή και διάταξη των παρυφών και των κοιλάδων είναι να βρίσκονται παράλληλα η μια στην άλλη μέχρι μια παρυφή ή κοιλάδα να διακλαδωθεί σε δύο παρυφές ή κοιλάδες ή να τερματίσει απότομα. Οι ιδιαίτερες περιοχές (singular regions) μπορεί να χρησιμοποιούνται κυρίως για την ταξινόμηση των δακτυλικών αποτυπωμάτων σε κατηγορίες αλλά τα κύρια χαρακτηριστικά αναγνώρισης είναι η διακλάδωση των παρυφών και των κοιλάδων ή ο απότομος τερματισμός Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 42

43 τους. Οι διακλαδώσεις (bifurcations) και οι τερματισμοί (terminations) των παρυφών ή των κοιλάδων αποτελούν τις λεπτομέρειες (miniatures) ενός δακτυλικού αποτυπώματος και είναι τα κύρια χαρακτηριστικά αναγνώρισης του ατόμου από το σύστημα.όλα τα είδη λεπτομερειών που υπάρχουν παρουσιάζονται στην παρακάτω εικόνα. Τα περισσότερα συστήματα αναγνώρισης χρησιμοποιούν μόνο τις δύο βασικές λεπτομέρειες γιατί όλες προκύπτουν από διακλαδώσεις και τερματισμούς. Εικόνα 15 :κατηγορίες λεπτομερειών Αξιοπιστία δακτυλικών αποτυπωμάτων ως βιομετρικά χαρακτηριστικά Ένα ανθρώπινο χαρακτηριστικό ή συμπεριφορά μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν βιομετρικό χαρακτηριστικό για την αναγνώριση ατόμου, εφόσον είναι χαρακτηριστικό που έχει κάθε άνθρωπος (καθολικότητα universality), είναι εμφανές διαχωρίσιμο μεταξύ δύο ατόμων (διαχωρισιμότητα distinctiveness), είναι μόνιμο και αμετάβλητο κατά την διάρκεια της ζωής του ατόμου(μονιμότητα permanence) collectability. και ότι μπορεί να μετρηθεί ποσοτικά(ικανότητα συλλογής- Τα δακτυλικά αποτυπώματα είναι πλήρη σχηματισμένα στον έβδομο μήνα ζωής του εμβρύου και δεν αλλάζουν κατά την διάρκεια ζωής του ατόμου εκτός της περίπτωσης που συμβεί κάποιο σοβαρό ατύχημα όπως βαθύ κόψιμο, έγκαυμα, ακρωτηριασμός. Εάν τα εγκαύματα ή τα κοψίματα είναι στην επιφάνεια του δέρματος δεν επηρεάζεται η δομή των παρυφών και των κοιλάδων γιατί η δομή αυτή θα αναπαραχθεί ξανά στο καινούργιο δέρμα που μεγαλώνει. Υπάρχουν τόσες πολλές Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 43

44 μεταβολές κατά τον σχηματισμό του δακτυλικού αποτυπώματος, οι οποίες καθιστούν απίθανη την ταύτιση δύο δακτυλικών αποτυπωμάτων από δύο άτομα. Ακόμα και τα δακτυλικά των ομόζυγων διδύμων διαφέρουν παρόλο που σχηματίζονται από το ίδιο Εικόνα 16 :Γραφική αναπαράσταση των φάσεων της εξαγωγής χαρακτηριστικών δακτυλικού αποτυπώματος γονίδιο. Ύστερα από έρευνες παρατηρήθηκαν ότι παρόλο που η πληροφορία των λεπτομερειών ενός δακτυλικού αποτυπώματος είναι διαφορετικά σε ομόζυγων διδύμους υπάρχει πολύ μεγάλη συσχέτιση στην ταξινόμηση τους ως προς το σημείο πυρήνα (core point). Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 44

45 3.1.2 Αναγνώριση ίριδας Η αναγνώριση της ίριδας του ματιού αναγνωρίζεται ευρέως ως μια από τις πλέον ακριβείς βιομετρικές τεχνολογίες καθώς η αναλογία λανθασμένων ταυτοποιήσεων είναι μόλις μία ανά 1,2 εκατομμύρια. Τα χαρακτηριστικά της μαθηματικής βεβαιότητας, της ταχύτητας και της μη παρεμβατικής λειτουργίας που συνδυάζει αναδεικνύουν σε ιδανική τεχνολογία για σημαντικές και απαιτητικές εφαρμογές όπως έλεγχοι από υπηρεσίες μετανάστευσης, σωφρονιστικά ιδρύματα, έλεγχος πρόσβασης σε αεροδρόμια, προγράμματα αναγνώρισης παιδιών και αυτόματες τραπεζικές συναλλαγές. Η ίριδα του ματιού κάθε ανθρώπου είναι τόσο μοναδική, όσο και τα δακτυλικά του αποτυπώματα. Κάθε ένα από τα μάτια μας έχει τη δική του εντελώς διαφορετική ίριδα με απολύτως μοναδικούς σχηματισμούς, που αν δεν συμβεί κάποιος τραυματισμός, παραμένουν αμετάβλητοι καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής μας. Η ποικιλότητα και η πολυπλοκότητα αυτών των σχηματισμών σε συνδυασμό με την τυχαία κατανομή τους σε ολόκληρο τον ανθρώπινο πληθυσμό, καθιστούν την ίριδα χρήσιμη στην ανάπτυξη βιομετρικών συστημάτων. Η διαδικασία ταυτοποίησης γίνεται σε δύο στάδια: αρχικά απαιτείται η ψηφιακή αποτύπωση της ίριδας του ματιού από κάποια απόσταση με τη χρήση ενός ανιχνευτή ή μίας φωτογραφικής μηχανής στην εγγύς υπέρυθρη φασματική περιοχή, όπου διακρίνονται οι σχηματισμοί ακόμα και των φαινομενικά πιο σκούρων και άμορφων ιρίδων. στη συνέχεια η ταυτοποίηση επιτυγχάνεται με τη χρήση ενός σύνθετου αλγορίθμου, που συγκρίνει συγκεκριμένα χαρακτηριστικά γνωρίσματα της ψηφιοποιημένης ίριδας με τα αντίστοιχα ιδιαίτερα γνωρίσματα των ιρίδων, που οι απεικονίσεις τους τηρούνται σε κάποια βάση δεδομένων. Τα βιομετρικά αναγνώρισης ίριδας χρησιμοποιούν ένα κυκλικό πλέγμα το οποίο επικάθεται στη ίριδα. Μέσω αυτού η κάμερα λαμβάνει ασπρόμαυρες φωτογραφίες και ανάλογα με τις διαβαθμίσεις άσπρου μαύρου του ματιού, που είναι μοναδικές για κάθε άνθρωπο, επιτυγχάνεται τόσο η εγγραφή όσο και η πιστοποίηση. Πρέπει να τονιστεί ότι τα βιομετρικά αναγνώρισης ίριδας ενσωματώνουν στις κάμερες μονάδες Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 45

46 Frame Grabber οι οποίες μετατρέπουν το δείγμα σε ψηφιακή μορφή. Θεωρείται από τα πλέον ασφαλή μέσα της βιομετρικής τεχνολογίας, καθώς η ίριδα είναι ένα εσωτερικό ανθρώπινο όργανο το οποίο μένει σχεδόν αναλλοίωτο εφ' όρου ζωής, ενώ ακόμη και τα χαρακτηριστικά της ίριδας του κάθε ματιού διαφέρουν μεταξύ τους. Η ίριδα είναι η κυκλική επιφάνεια που περικλείει την κόρη του ματιού. Η ίριδα του ματιού περιέχει ένα πλούσιο και πολύπλοκο μωσαϊκό γραμμών και σχημάτων (υπάρχουν περίπου 200 τέτοια σημεία), τα οποία είναι μοναδικά για κάθε υποκείμενο. Οι μέθοδοι αναγνώρισης που βασίζονται στην ίριδα θεωρούνται από τις πλέον ακριβείς (accurate) μεθόδους: H έρευνα έχει δείξει ότι ο έλεγχος πρόσβασης με τη χρήση του αποτυπώματος της ίριδας εμφανίζει ποσοστά ακρίβειας μεγαλύτερα και από τις μεθόδους αναγνώρισης DNA. Συστήματα αναγνώρισης ίριδας Τα περισσότερα συστήματα αναγνώρισης ίριδας προϋποθέτουν τη συμμετοχή του ατόμου για να τοποθετήσει το μάτι του σε απόσταση περίπου έξι ίντσες από μία φωτογραφική μηχανή. Μια εξωτερική πηγή φωτός NIR, που συχνά συνδυάζεται με το σύστημα απόκτησης, φωτίζει την ίριδα. Το υποσύστημα απόκτησης συλλαμβάνει μια σειρά οφθαλμικών εικόνων, χρησιμοποιεί ένα πρότυπο για να αξιολογήσει την ποιότητα της εικόνας και επιλέγει μία εικόνα με τις ικανοποιητικές πληροφορίες ίριδας, οι οποίες έπειτα υποβάλλονται σε πρόσθετη επεξεργασία. Εικόνα 17 Σύστημα αναγνώρισης ίριδας Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 46

47 Το υποσύστημα κατάτμησης ανιχνεύει την κόρη οφθαλμού και τα όρια των μελών και προσδιορίζει τις περιοχές όπου τα βλέφαρα και οι βλεφαρίδες διακόπτουν τα όρια του περιγράμματος των μελών. Η κατάτμηση της ίριδας είναι ένα κρίσιμο συστατικό οποιουδήποτε συστήματος ανίχνευσης ίριδας επειδή ανακρίβειες στον εντοπισμό της ίριδας μπορεί σοβαρά να υποβιβάσουν την ακρίβεια ταιριάσματος του συστήματος και να υπονομεύσουν τη χρησιμότητα του συστήματος. Εικόνα 18 Εντοπισμός της ίριδας Μόλις υπολογίσει το υποσύστημα κατάτμησης το όριο της ίριδας, το υποσύστημα κανονικοποίησης χρησιμοποιεί ένα μοντέλο rubber-sheet για να μετασχηματίσει τη σύσταση ιρίδων από καρτεσιανές σε πολικές συντεταγμένες. Η διαδικασία, που επικαλείται συχνά το ξετύλιγμα της ίριδας (iris unwrapping), παράγει μια ορθογώνια οντότητα που χρησιμοποιείται για μεταγενέστερη επεξεργασία. Η κανονικοποίηση έχει τρία πλεονεκτήματα: 1. Λογαριάζει τις αλλαγές στο μέγεθος της κόρης του οφθαλμού εξαιτίας των αλλαγών στον εξωτερικό φωτισμό που ίσως να επηρεάσει το μέγεθος της ίριδας. 2. Εξασφαλίζει ότι οι ίριδες διαφορετικών ατόμων είναι ταξινομημένες επάνω σε μια κοινή περιοχή της εικόνας παρά τις αλλαγές στο μέγεθος της κόρης οφθαλμού δια μέσου των αντικειμένων εξέτασης. 3. Επιτρέπει την αναγνώριση της ίριδας κατά τη διάρκεια του σταδίου αντιστοίχησης μέσω μιας απλής λειτουργίας μετάφρασης που μπορεί να λογαριάσει εσωτερικά το επίπεδο του ματιού και τις περιστροφές του κεφαλιού. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 47

48 Εικόνα 19 :Κανονικοποίηση της ίριδας και «ξετύλιγμα» σε ορθογώνιο παράθυρο Το να συνδεθεί ότι κάθε unwrapped ίριδα είναι μια δυαδική μάσκα η οποία χωρίζει τα pixels της ίριδας (χαρακτηρισμένα με» 1») από τα pixels που αντιστοιχούν στα βλέφαρα και στις βλεφαρίδες (χαρακτηρισμένα με» 0») που προσδιορίζονται κατά τη διάρκεια της κατάτμησης. Μετά την ομαλοποίηση, οι φωτομετρικοί μετασχηματισμοί ενισχύουν το ξετύλιγμα της δομημένης υφής της ίριδας. Αν και ένα σύστημα αναγνώρισης μπορεί να χρησιμοποιήσει την unwrapped ίριδα για να συγκρίνει άμεσα δύο ίριδες (για παράδειγμα χρησιμοποιώντας φίλτρα συσχετισμού), τα περισσότερα συστήματα χρησιμοποιούν πρώτα μια δραστηριότητα εξαγωγής χαρακτηριστικών γνωρισμάτων για να κωδικοποιήσουν το περιεχόμενο της υφής της ίριδας. Η κωδικοποίηση των αλγορίθμων εκτελεί γενικά μια ανάλυση πολύ- λύσεων της ίριδας με την εφαρμογή wavelets φίλτρων και εξετάζει την απάντηση που έπεται. Συνήθως σε ένα μηχανισμό χρησιμοποιείται κωδικοποίηση, τα 2D wavelets του Gabor χρησιμοποιήθηκαν αρχικά για να εξαγάγουν τις πληροφορίες του τοπικού σταδίου της σύστασης της ίριδας. Ο μηχανισμός κωδικοποιεί έπειτα κάθε απάντηση του σταδίου χρησιμοποιώντας δύο bits πληροφορίας, καταλήγοντας σε έναν κώδικα ίριδας (IrisCode). Το υποσύστημα αντιστοίχησης παράγει ένα αποτέλεσμα αντιστοίχησης συγκρίνοντας τα σύνολα των χαρακτηριστικών γνωρισμάτων δύο εικόνων ιρίδων. Μια τεχνική για τη σύγκριση δύο κωδικών ίριδας πρόκειται να χρησιμοποιήσει την απόσταση Hamming, η οποία αποτελείται από τον αριθμό των αντίστοιχων κομματιών που διαφέρουν μεταξύ των δύο κωδικών ίριδας. Η δυαδική μάσκα που υπολογίζεται στο υποσύστημα κανονικοποίησης εξασφαλίζει ότι η τεχνική συγκρίνει Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 48

49 μόνο τα κομμάτια που αντιστοιχούν στα έγκυρα pixels ίριδας. Οι δύο κώδικες ίριδας πρέπει να ευθυγραμμιστούν πριν υπολογίσουν την απόσταση Hamming μέσω μιας διαδικασίας εγγραφής. Ενώ μία απλή λειτουργία μετάφρασης θα μπορούσε να αρκεστεί στις περισσότερες περιπτώσεις, τα πολυπλοκότερα σχέδια μπορούν να λογαριάσουν για το ελαστικές αλλαγές στην σύσταση της ίριδας. Ερευνητές έχουν σχεδιάσει επίσης άλλους τύπους κωδικοποίησης και αντιστοίχησης σχεδίων, βασισμένοι στις διακριτές μετατροπές συνημίτονου (discrete cosine transforms), στα τακτικά χαρακτηριστικά γνωρίσματα (ordinal features), και στις μετατροπές αμετάβλητης κλίμακας των χαρακτηριστικών γνωρισμάτων (scale-invariant feature transforms). Η αναγνώριση ίριδας βρίσκει εφαρμογές στο στρατό, τις φυλακές και σε τράπεζες. Τα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι ότι η ίριδα είναι μοναδική για τον καθένα, παραμένει αμετάβλητη στο πέρασμα του χρόνου, προσδίδει υψηλή ακρίβεια και είναι εύκολη η εγγραφή της από απόσταση. Ωστόσο, το κόστος των μηχανημάτων για αναγνώριση της ίριδας είναι ακόμη αρκετά υψηλό και είναι αδιάκριτο προς το χρήστη. Η τεχνική καθώς παρουσιάζει εξαιρετικά χαμηλό ποσοστό λαθών, πολύ γρήγορη επεξεργασία και αντίσταση στην αντιγραφή, μια και το σύστημα καταλαβαίνει ότι πρόκειται για» ζωντανό μάτι»από τις μικρο-κινήσεις του οφθαλμικού βολβού κατά την ανάγνωση, ενώ παράλληλα ανιχνεύει την υγρή επιφάνεια και τη» γυαλάδα»του κερατοειδούς χιτώνα, για τον ίδιο λόγο [10]. Η σάρωση ίριδας είναι μία τρομακτικά ακριβής βιομετρική τεχνολογία. Μόνο η σάρωση του αμφιβληστροειδούς χιτώνα μπορεί να προσφέρει σχεδόν τόσο καλή ασφάλεια από αυτή που προσφέρει η ίριδα. Τα περισσότερα κοινά βιομετρικά προσφέρουν λογικά αποτελέσματα, αλλά δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μεγάλης κλίμακας υλοποιήσεις αναγνώρισης όπως η αναγνώριση ίριδας. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 49

50 Εικόνα 20: Αναγνώριση του χρήστη, σύγκριση με την βάση δεδομένων Αναγνώριση προσώπου Μία από τις γρηγορότερα αναπτυγμένες περιοχές της βιομετρικής, είναι η επαλήθευση και αναγνώριση προσώπου. Πολλοί οργανισμοί δουλεύουν με συστήματα που χρησιμοποιούν προηγμένες τεχνικές αναγνώρισης αντικειμένου, συμπεριλαμβανομένων των MIT Media Lab, το πανεπιστήμιο του Harvard, ένας μεγάλος αριθμός αμυντικών βιομηχανιών και πολλών άλλων μεγάλων εταιριών. Τα πλεονεκτήματα της αναγνώρισης προσώπου είναι προφανή. Πρώτον είναι η μέθοδος που βρίσκεται πιο κοντά στον τρόπο που εμείς ως άνθρωποι θα αναγνωρίζαμε ένα άτομο και δεύτερον μια εικόνα προσώπου μπορεί να παρθεί από αρκετά μέτρα απόσταση με το σημερινό εξοπλισμό. Στη σάρωση προσώπου δίνεται έμφαση σε σημεία του προσώπου που είναι λιγότερο ευάλωτα στην αλλαγή, όπως τα πάνω περιγράμματα του ματιού, τις περιοχές που περιβάλλουν τα ζυγωματικά και την όψη του στόματος. Τα περισσότερα συστήματα δεν αντιμετωπίζουν πρόβλημα σε αλλαγές κόμμωσης, όπως επίσης δεν χρησιμοποιούν περιοχές του προσώπου κοντά στα μαλλιά. Όλα τα βασικά συστήματα είναι σχεδιασμένα ώστε να είναι αρκετά δυνατά για να διεξάγουν αναζητήσεις 1- προς-πολλά, δηλαδή να μπορούν να βρίσκουν ένα πρόσωπο, μέσα σε μια βάση δεδομένων χιλιάδων ή ακόμα και εκατοντάδων χιλιάδων προσώπων. Όμως τα περισσότερα συστήματα αντιμετωπίζουν δυσκολίες στο να πετύχουν μεγάλα επίπεδα απόδοσης όταν το μέγεθος της βάσης δεδομένων αυξάνεται σε δεκάδες χιλιάδες ή και περισσότερο. Η σάρωση προσώπου απαιτεί ανάλυση 320x240 και τουλάχιστον 3 4 frames το δευτερόλεπτο. Περισσότερα frames το δευτερόλεπτο μαζί με μεγαλύτερη ανάλυση θα Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 50

51 οδηγήσουν σε καλύτερη λειτουργία της αναγνώρισης. Το κόστος μιας κάμερας είναι μικρό και εκδόσεις demo των κυριοτέρων εφαρμογών διατίθενται δωρεάν download. Έτσι η αναγνώριση προσώπου είναι ένα από τα λίγα βιομετρικά, με το οποίο κάποιος μπορεί να πειραματιστεί με ένα πολύ περιορισμένο προϋπολογισμό. Η επιτυχία της μεθόδου εξαρτάται εν πολλοίς από περιβαλλοντικούς παράγοντες όπως ο φωτισμός του χώρου όπου γίνεται η μέτρηση, η γωνία λήψης κ.α. Παρόλα αυτά, θεωρείται πολλά υποσχόμενη μέθοδος, εύκολα εφαρμόσιμη τουλάχιστον όσον αφορά τον τομέα της καταγραφής Σχέδιο αιμοφόρων αγγείων στο χέρι ή στο πρόσωπο Εν συνεχεία θα περιγραφεί µια ακόµη μέθοδος αναγνώρισης ατόµου µέσω των βιομετρικών του χαρακτηριστικών του, η οποία βασίζεται στη μελέτη της εικόνας των αιµοφόρων αγγείων στο πρόσωπο ή στο χέρι (η πλειοψηφία των περιπτώσεων που εξετάζονται σχετίζεται µε τη μελέτη της διάταξης των φλεβών-αιµοφόρων αγγείων στο χέρι ). Η μέθοδος αυτή είναι σχετικά καινούρια, οπότε και η αξία της είναι ακόµα υπό μελέτη. Εν πάση περιπτώσει, θεωρείται πως η πυκνότητα και η θέση των φλεβών είναι μοναδική για το κάθε άτοµο. Η συσκευή που χρησιμοποιείται για την εν λόγω εφαρμογή χρησιμοποιεί τεχνολογία υπέρυθρης ακτινοβολίας, έτσι ώστε απεικονίσει τη διάταξη των φλεβών, κάτω από την επιφάνεια του δέρµατος, στο πάνω µέρος του χεριού. Με τον τρόπο αυτό, αφού δημιουργηθεί µια απεικόνιση της περιοχής ενδιαφέροντος, η πληροφορία που λαµβάνεται κωδικοποιείται και αποθηκεύεται σε µια βάση δεδοµένων από την οποία και ανακαλείται κάθε φορά που πρόκειται να γίνει κάποια σύγκριση προς ταυτοποίηση [17]. Ένα πλεονέκτημα που µπορεί εύκολα να διακριθεί είναι πως η µέθοδος αυτή φαίνεται περισσότερο αξιόπιστη, δεδομένου ότι αφορά ένα βιοµετρικό χαρακτηριστικό, το οποίο είναι πολύ δύσκολο να αλλοιωθεί εκούσια, λόγω ότι είναι εντός του δέρµατος, ενώ αντίθετα τα δακτυλικά αποτυπώµατα, παραδείγματος χάριν, αλλοιώνονται εύκολα µε τη βοήθεια της πλαστικής χειρουργικής. Επιπροσθέτως, µέχρι τώρα δεν έχει υπάρξει κάποια ένδειξη για κάποια ασθένεια, η οποία να επιδρά Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 51

52 και να αλλοιώνει τη διάταξη των φλεβών-αιµοφόρων αγγείων. Το ίδιο πλεονέκτημα συναντάται επίσης και στις μεθόδους της σάρωσης του αµφιβληστροειδούς και της αναγνώρισης της ίριδας, οι οποίες όµως καθίστανται αναξιόπιστες σε περιπτώσεις οφθαλμολογικών παθήσεων. Ενώ στην περίπτωση της διάταξης των φλεβών, αντίστοιχο πρόβληµα θα υπάρχει µόνο στην περίπτωση που το άτοµο έχει υποστεί σοβαρά εγκαύματα και στα δύο του χέρια ή στην αρκετά ακραία περίπτωση που το άτοµο έχει χάσει και τα δύο του χέρια ή έχει γεννηθεί χωρίς αυτά (Εικόνες 26 και 27). Από τη µέχρι τώρα χρησιµοποίηση της μεθόδου έχει προκύψει πως στα χαρακτηριστικά αυτής, υπάγεται και η υψηλή ακρίβεια. Έστω ότι το ζητούμενο άτοµο είναι το άτοµο Α. Με τη μέθοδο αυτή, η πιθανότητα να αναγνωριστεί κάποιο άλλο άτοµο, έστω άτοµο Β, ως το άτοµο Α (False Acceptance Rate, FAR ) έχει υπολογιστεί ίση µε %, ενώ αντίστοιχα η πιθανότητα το άτοµο Α να µην αναγνωριστεί όντως ως το άτοµο Α ( False Rejection Rate, FRR ) έχει υπολογιστεί ίση µε 0.01% [17]. Επιπροσθέτως, η συσκευή που χρησιµοποιείται για τη λήψη της απεικόνισης των φλεβών-αιµοφόρων αγγείων, διαθέτει και αισθητήρες θερμοκρασίας, που σκοπό έχει να αντιλαμβάνεται»ότι το υπό εξέταση χέρι αποτελείται από ζωντανούς ιστούς και ότι δεν πρόκειται για κάποιο υποκατάστατο. Ένα επιπλέον πλεονέκτημα της μεθόδου αυτής είναι ότι η σάρωση του χεριού γίνεται χωρίς άµεση επαφή µε το μηχάνημα, γεγονός που έχει πολύ θετική επίδραση στην ευκολία µε την οποία τα άτομα υποβάλλονται στη διαδικασία αυτή. Έρευνες ψυχολόγων έχουν δείξει, πως στις περιπτώσεις κατά τις οποίες ο χρήστης πρέπει να τοποθετήσει το χέρι του πάνω σε κάποιο αντικείμενο, πάνω στο οποίο η διαδικασία έχει πολλάκις επαναληφθεί από µια πληθώρα ατόµων, ο χρήστης δυσανασχετεί, καθώς αρχίζουν αφενός να τον απασχολούν ζητήµατα όπως η μετάδοση μικροβίων και συνεπώς και ασθενειών, αφετέρου νιώθει πως η διαδικασία της σάρωσης είναι περισσότερο επιβλαβής για τον οργανισµό του. Μια άλλη θετική διάσταση του γεγονότος ότι δε χρειάζεται άµεση επαφή µε κάποιο μηχάνημα εντοπίζεται και στο ότι διευκολύνει πολύ τους χρήστες, πράγµα που σηµαίνει ότι το ποσοστό των χρηστών που έχουν πρόβληµα κατανόησης του πού ή πώς πρέπει να τοποθετήσουν το χέρι τους (0.02% ) είναι πολύ μικρότερο σε σχέση παραδείγματος χάριν µε την περίπτωση των δακτυλικών αποτυπωµάτων (5% ). Ένα επιπλέον πλεονέκτημα της Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 52

53 μεθόδου αυτής είναι, ότι, εφόσον το πεδίο ενδιαφέροντος της σάρωσης βρίσκεται κάτω από το δέρµα, αυτόµατα τα αποτελέσματα ανεξαρτητοποιούνται από την κατάσταση στην οποία βρίσκεται το δέρµα, είτε από άποψη καθαριότητας, είτε από άποψη τραυματισμών. Επίσης η συσκευή, η οποία χρησιµοποιείται στην εν λόγω μέθοδο, είναι κατασκευασμένη µε τρόπο τέτοιο, ώστε να είναι ανθεκτική σε οποιεσδήποτε περιβαλλοντικές και καιρικές συνθήκες, γεγονός που την καθιστά κατάλληλη σε μέρη όπως στρατιωτικές βάσεις, εργοτάξια οικοδομής, εργοστάσια. Τέλος, ένα σηµαντικό πλεονέκτημα της μεθόδου είναι ότι απαιτεί ελάχιστο χώρο αποθήκευσης για το κάθε άτοµο ( 208 bytes ), γεγονός επίσης που την καθιστά ιδιαιτέρως ευέλικτη σε διαδικτυακές εφαρμογές Εικόνα 21 :Απεικόνιση πλέγματος αιµοφόρων αγγείων του χεριού. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 53

54 Εικόνα 22 :Τµήµα χεριού στο οποίο αντιστοιχεί το πλέγµα των αιµοφόρων αγγείων. Εικόνα 23 :Σύστηµα λήψης εικόνας του πλέγματος των αιµοφόρων αγγείων του χεριού Αναγνώριση Αμφιβληστροειδούς (Retina) Ένας ακόµα τρόπος ταυτοποίησης του ατόµου µε τη βοήθεια βιοµετρικών χαρακτηριστικών είναι η σάρωση του αµφιβληστροειδούς. Η µέθοδος αυτή βασίζεται στη μοναδικότητα του σχεδίου του αµφιβληστροειδούς (retina pattern) [14], [15], [16], [17]. Ο αμφιβληστροειδής είναι ένας λεπτός ιστός, ο οποίος απαρτίζεται από νευρικά κύτταρα. Εξαιτίας της σύνθετης δοµής των τριχοειδών αγγείων που τροφοδοτούν µε αίµα τον αμφιβληστροειδή, ο τελευταίος χαρακτηρίζεται από Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 54

55 μοναδικότητα για το κάθε άτοµο ξεχωριστά. Το δίκτυο των αιµοφόρων αγγείων του αµφιβληστροειδούς είναι τόσο σύνθετο, που το σχέδιό του δεν είναι καν παρόµοιο ούτε στα µονοζυγωτικά δίδυµα. Παρόλο που το σχέδιο του αµφιβληστροειδούς είναι πιθανό να αλλοιωθεί σε περιπτώσεις διαβήτη, γλαυκώµατος, καταρράκτη, ο αμφιβληστροειδής σε τυπικές περιπτώσεις παραµένει αναλλοίωτος από τη γέννηση ως το θάνατο. Εξαιτίας αυτής της μοναδικότητας του καθώς και της αναλλοίωτης φύσης του, ο αμφιβληστροειδής θεωρείται το πιο ακριβές και αξιόπιστο βιοµετρικό χαρακτηριστικό. Οι μελετητές της μεθόδου της σάρωσης του αµφιβληστροειδούς έχουν συμπεράνει πως η µέθοδος είναι τόσο ακριβής ώστε το Ποσοστό Ίσου Λάθους (EER) περιορίζεται στο 10-6 [14]. Η βασική ιδέα για την υλοποίηση της μεθόδου αυτής συνοψίζεται στο ότι τα αιµοφόρα αγγεία του αμφιβληστροειδή απορροφούν φως πιο εύκολα σε σχέση µε τους περιβάλλοντες ιστούς, οπότε και καθορίζονται εύκολα µε το κατάλληλο φως. Η σάρωση λοιπόν του αµφιβληστροειδούς επιτυγχάνεται µε τη χρήση υπέρυθρης ακτινοβολίας, η οποία δεν είναι ορατή αφενός και είναι και αβλαβής για το µάτι αφετέρου. Αυτή η δέσµη φωτός που ρίχνεται στο µάτι, δεδομένου ότι τα αιµοφόρα αγγεία είναι περισσότερο ευαίσθητα στο φως σε σχέση µε τα υπόλοιπα μέρη του ματιού, το µέγεθος της αντανάκλασης αυξομειώνεται. Τα αποτελέσµατα της σάρωσης μετατρέπονται στον αντίστοιχο κώδικα και τέλος αποθηκεύονται στην αντίστοιχη βάση δεδοµένων. Όσον αφορά στην ιστορία της μεθόδου αυτή, η αρχική σύλληψη της ιδέας έγινε από τους Dr. Carleton Simon και Dr. Isodore Goldstein και δημοσιεύτηκε στο περιοδικό New York Journal of Medicine το 1935 [14]. Η ιδέα όµως αυτή προέκυψε λίγο πρόωρα, δεδομένης της έλλειψης του απαιτούμενου επιπέδου τεχνογνωσίας, αλλά μόλις άρθηκε ο περιορισµός αυτός, αναδύθηκε το 1975 η σκέψη για την κατασκευή της αντίστοιχης συσκευής, µε τη βοήθεια της οποίας θα υλοποιείται η σάρωση του αµφιβληστροειδούς. Το 1976, ο Robert» Buzz»Hill ίδρυσε µια εταιρία, η οποία ονοµαζόταν EyeDentify» ( Λογοπαίγνιο της λέξης identify = αναγνωρίζω, προσδιορίζω ταυτότητα) και της οποίας η δραστηριότητα κατευθυνόταν στην υλοποίηση µιας τέτοιας συσκευής που θα πραγματοποιούσε τη σάρωση του αµφιβληστροειδούς. Η πατέντα της συσκευής αυτής έγινε Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 55

56 πραγματικότητα το 1978, η οποία και ακολουθήθηκε από µια πρακτική εφαρµογή της το 1981[14]. Εικόνα 24 :Ανατομία οφθαλμού American Academy of Ophthalmology Η µέθοδος της σάρωσης του αµφιβληστροειδούς είχε κυρίως υιοθετηθεί από κυβερνητικές οργανώσεις, συμπεριλαμβανομένων των FBI, CIA, NASA. Παρ όλα αυτά, τα τελευταία χρόνια η σάρωση του αµφιβληστροειδούς αποτελεί πιο διαδεδοµένη σε σχέση µε το παρελθόν εµπορική μέθοδο ταυτοποίησης ατόµου. Χρησιµοποιείται, παραδείγματος χάριν, σε φυλακές καθώς επίσης και στα ATM για εξακρίβωση ταυτότητας. Η σάρωση του αµφιβληστροειδούς έχει επίσης εφαρµογή και στην ιατρική. Ορισμένες μεταδοτικές ασθένειες, όπως για παράδειγµα το AIDS, η σύφιλη, η ελονοσία, καθώς επίσης και ορισμένες κληρονομικές ασθένειες, όπως η λευχαιμία και η δρεπανοκυτταρική αναιµία επηρεάζουν τα µάτια. Τα µάτια επηρεάζονται επίσης και από την εγκυμοσύνη. Επιπροσθέτως, και για τις χρόνιες παθήσεις όπως για παράδειγµα η καρδιακή ανεπάρκεια, αρτηριοσκλήρυνση ( ή αλλιώς αρτηριοσκλήρωση, χοληστερόλη πρώτες ενδείξεις εµφανίζονται στα µάτια) [14]. Στη συνέχεια παρουσιάζονται συνοπτικά τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της προαναφερθείσας μεθόδου: Πλεονεκτήματα: Μικρό ποσοστό λανθασμένης απόρριψης (FRR) Εξαιρετικά μικρό ποσοστό λανθασμένης αποδοχής (σχεδόν 0%) Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 56

57 Μεγάλη αξιοπιστία, δεδομένης της μοναδικότητας του σχεδίου του αµφιβληστροειδούς για το κάθε άτοµο Μεγάλη ταχύτητα ταυτοποίησης Μειονεκτήματα: Η ορθότητα των αποτελεσμάτων µπορεί να επηρεαστεί σε περιπτώσεις καταρράκτη και γλαυκώµατος Η διαδικασία της σάρωσης του αµφιβληστροειδούς θεωρείται αρκετά εισχωρητική (invasive) Ως διαδικασία δε θεωρείται ευχάριστη γι αυτούς, οι οποίοι υποβάλλονται σε αυτήν Περιορισµένη χρηματοδότηση τόσο από κρατικούς όσο και από ιδιωτικούς φορείς Το άτοµο, το οποίο υπόκειται στη διαδικασία σάρωσης του αµφιβληστροειδούς, πρέπει να εστιάσει στο σαρωτή από µία απόσταση περίπου 3 ιντσών (7,62 cm) Υψηλό κόστος εξοπλισμού Ακατάλληλος φωτισµός µπορεί να επηρεάσει τα αποτελέσµατα Αναγνώριση χεριού Η σάρωση χεριού είναι γνωστή και ως γεωμετρία χεριού (hand geometry). Είναι μια αυτοματοποιημένη μέτρηση πολλών μεγεθών του χεριού και των δακτύλων. Η τεχνολογία αυτή χρησιμοποιεί το ύψος των δακτύλων, την απόσταση μεταξύ των κλειδώσεων και το σχήμα των αρθρώσεων για να πιστοποιήσει την ταυτότητα του χρήστη. Παρόλο που δεν είναι η πιο ακριβής τεχνολογία, η σάρωση χεριού έχει αποδειχτεί ως η ιδανική λύση για χαμηλού επιπέδου εφαρμογές ασφάλειας. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 57

58 Η μέθοδος απόκτησης του βιομετρικού δείγματος είναι αρκετά απλό. Ο χρήστης τοποθετεί το χέρι του στην ειδική συσκευή ακουμπώντας την παλάμη του σε μία μεταλλική επιφάνεια διαστάσεων 8x10. (Όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα). Εικόνα 25 :Τοποθέτηση παλάμης Στη συνέχεια ο χρήστης ευθυγραμμίζει το χέρι του σύμφωνα με τα πέντε ειδικά καρφιά, που είναι σχεδιασμένα ώστε να υποδείξουν την κατάλληλη θέση του αντίχειρα, του δείκτη και του μεσαίου. Το σύστημα χρησιμοποιεί μια pixel CCD (charged coupled device) ψηφιακή κάμερα, εξάγοντας συμπεράσματα για το μήκος, το πλάτος, το πάχος και την επιφάνεια του χεριού από τις εικόνες των περιγραμμάτων που σχεδιάζονται μέσα στον σαρωτή. Γίνονται πάνω από 90 μετρήσεις και τα χαρακτηριστικά του χεριού αναπαριστούνται σ ένα πρότυπο 9 bytes. Η σάρωση χεριού ενίοτε παρεξηγείται με τη σάρωση παλάμης που είναι μια εντελώς ξεχωριστή τεχνολογία. Πλεονεκτήματα της σάρωσης χεριού : Ευκολία στη χρήση. Απλή διαδικασία και με κατάλληλη εκπαίδευση μπορούν να μειωθούν και τα λάθη στην τοποθέτηση του χεριού. Με μια μικρή εξαίρεση στα άτομα μεγάλης ηλικίας ή σε άτομα με αρθριτικά προβλήματα στα χέρια, που ίσως να μη μπορούν να ανοίξουν τα δάκτυλα και να τοποθετήσουν το χέρι τους στην συσκευή. Ανθεκτική στην απάτη. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 58

59 Μικρό μέγεθος προτύπου. Μόλις 9 Bytes. Αντίληψη του χρήστη. Σε αντίθεση με τη σάρωση προσώπου ή τις τεχνολογίες βασισμένες στο μάτι, οι οποίες μπορεί να συναντούν κάποιες αντιδράσεις, η σάρωση χεριού είναι αποδεκτή από τη συντριπτική πλειοψηφία των χρηστών. Μειονεκτήματα της σάρωσης χεριού : Στατικός σχεδιασμός. Η τεχνολογία της σάρωσης χεριού παραμένει σε μεγάλο βαθμό αμετάβλητη για χρόνια. Κόστος. Κακώσεις στο χέρι. Όπως σε όλα τα βιομετρικά φυσικές αλλαγές μπορεί να προκαλέσουν εσφαλμένη απόρριψη των χρηστών. Ακρίβεια. Παρόλο που είναι πιο αξιόπιστη από τα βιολογικά βιομετρικά, όπως η φωνή και η υπογραφή, η σάρωση χεριού δεν μπορεί να πραγματοποιήσει αναζητήσεις ένα -προς- πολλά. Εικόνα 26 :Συσκεύη σάρωσης χερίου DNA Το βασικό ερώτημα σ αυτή την περίπτωση είναι το κατά πόσο το DNA μπορεί να συμπεριληφθεί στις βιομετρικές τεχνολογίες. Το DNA διαφέρει από τα τυπικά βιομετρικά σε πολλά σημεία : Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 59

60 Το DNA απαιτεί ένα χειροπιαστό φυσικό δείγμα, σε αντίθεση με μια εικόνα, ένα αποτύπωμα, ή μια εγγραφή. Το ταίριασμα του DNA και δεν γίνεται σε πραγματικό χρόνο και συγχρόνως δεν είναι όλα τα στάδια της σύγκρισης αυτοματοποιημένα. Το ταίριασμα του DNA δεν δημιουργεί πρότυπα ή εξαγωγή χαρακτηριστικών, αλλά αντιθέτως αναπαριστά τη σύγκριση με πραγματικά δείγματα. Ανεξάρτητα από αυτές τις βασικές διαφορές, το DNA είναι ένας τύπος βιομετρικής αφού χρησιμοποιείται ως φυσικό χαρακτηριστικό στην επαλήθευση και τον προσδιορισμό ενός χρήστη. Το αν το DNA θα βρει χρήση πέρα από την παρούσα χρήση του και σε άλλες εφαρμογές είναι αβέβαιο. Λογικές συζητήσεις πάνω στο πως, πότε και που θα έπρεπε ή δεν θα έπρεπε να χρησιμοποιηθεί, ποιος θα ελέγχει τα δεδομένα, που θα έπρεπε να αποθηκευτούν αυτά, είναι απαραίτητο πριν την χρήση του να επεκτείνονται σε πεδίο ανησυχίας. Οι συνθήκες κάτω από τις οποίες η χρήση, η συλλογή, η αποθήκευση και η διάθεση πρέπει να είναι οροθετημένες και ενισχυμένες. Αυτοί οι προσδιορισμοί θα διαφέρουν από εφαρμογή σε εφαρμογή. Είναι παράλογο η χρήση του DNA σε δημόσιου οφέλους προγράμματα να αντιμετωπιστεί ισοδύναμα με τη χρήση DNA σε μια έρευνα εγκληματία. Τρία ζητήματα περιορίζουν τη χρησιμότητα αυτής της βιομετρικής για άλλες εφαρμογές: (α) μόλυνση και ευαισθησία: είναι εύκολο να κλαπεί ένα κομμάτι του DNA από ένα ανυποψίαστο υποκείμενο και μπορεί να μην χρησιμοποιηθεί σωστά στη συνέχεια για έναν μεταγενέστερο σκοπό (β) ζητήματα αυτόματης αναγνώρισης σε πραγματικό χρόνο: η παρούσα τεχνολογία για το ταίριασμα DNA απαιτεί βραδείς χημικές μεθόδους (υγρές διαδικασίες) που περιλαμβάνουν τις δεξιότητες εμπειρογνωμόνων και δεν συνδέονται με απευθείας αναγνώριση (iii) ζητήματα μυστικότητας: πληροφορίες για ευαισθησίες ενός ατόμου σε ορισμένες ασθένειες θα μπορούσε να βρεθεί από το πρότυπο DNA και υπάρχει μια ανησυχία ότι η απρομελέτητη κατάχρηση των πληροφοριών του γενετικού κώδικα μπορεί να οδηγήσει στη διάκριση, π.χ., στο σύστημα μίσθωσης. Μια άλλη χρήση του DNA αφορά στην επιβεβαίωση (ή όχι) της πατρότητας. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 60

61 3.2 Συμπεριφοριστικά Βιομετρικά Συστήματα Τα συμπεριφοριστικά χαρακτηριστικά βασίζονται σε μια ενέργεια που λήφθηκε από ένα πρόσωπο. Η Συμπεριφοριστική Βιομετρία συνεπώς βασίζεται σε μετρήσεις και δεδομένα που προκύπτουν από μια δράση, και έμμεσα μετρούν χαρακτηριστικά του ανθρώπινου σώματος. Η αναγνώριση υπογραφής, η ανίχνευση πληκτρολόγησης, και η ανίχνευση βηματισμού υπερέχουν στις συμπεριφοριστικές βιομετρικές τεχνολογίες. Ένα από τα χαρακτηριστικά καθορισμού της Συμπεριφοριστικής Βιομετρίας είναι η ενσωμάτωση του χρόνου σαν μετρική, δηλαδή η συμπεριφορά που μετράται έχει μια αρχή, μια μέση και ένα τέλος Αναγνώριση Φωνής Η σάρωση φωνής χρησιμοποιεί φωνητικά χαρακτηριστικά για να αναγνωρίσει άτομα. Είναι πολύ ελκυστική τεχνολογία λόγω της αποδοχής που έχει από τους χρήστες. Τα συστήματα σάρωσης φωνής αναγνωρίζουν το μοναδικό ηχητικό σήμα που παράγει ο χρήστης λέγοντας μια συγκεκριμένη φράση κλειδί (pass-phrase). Το βασικό προτέρημα αυτής της τεχνολογίας είναι η δυνατότητα για εξ αποστάσεως πιστοποίηση. Δηλαδή δεν είναι αναγκαίο ο χρήστης να βρίσκεται μπροστά σε κάποιο μηχάνημα ή συσκευή του συστήματος, όπως γίνεται κατά την αναγνώριση δακτυλικού αποτυπώματος ή προσώπου, αλλά μπορεί να βρίσκεται χιλιόμετρα μακριά χρησιμοποιώντας το τηλέφωνό του ή να βρίσκεται στο σπίτι του και να χρησιμοποιήσει ένα κοινό μικρόφωνο. Σ αυτό το σημείο πρέπει να ξεκαθαρίσουμε τη διαφορά μεταξύ αναγνώρισης φωνής και αναγνώρισης ομιλίας, ώστε αυτές η δύο έννοιες να μη συγχέονται. Η αναγνώριση φωνής αναγνωρίζει το άτομο που μιλάει, ενώ από την άλλη η αναγνώριση ομιλίας είναι η διαδικασία της κατανόησης του τι λέει κάποιος, χωρίς να προσδιορίζει το ποιος είναι. Επιπλέον είναι ασαφές αν κατά την αναγνώριση φωνής οι τεχνολογίες όντως αναγνωρίζουν τη φωνή ή απλά την προφορά της φράσηςκλειδιού του χρήστη. Η φράση κλειδί συνήθως πρέπει να είναι διάρκειας ενός έως τριών δευτερολέπτων. Δεν χρειάζεται να περιέχει κανενός είδους μυστικές πληροφορίες ή ειδικές λέξεις. Μερικά τυπικά παραδείγματα τέτοιων φράσεων είναι το ονοματεπώνυμο, η διεύθυνση ή η πόλη του χρήστη. Ένα πρόβλημα που δημιουργείται συχνά είναι το ότι Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 61

62 μαζί με τη φράση-κλειδί περνάνε και θόρυβοι που προκαλούνται άθελα μας, όπως θόρυβος με τα χείλη, θόρυβος αναπνοής, βήχας, άσχετες συλλαβές όπως αα ή εε. Συνήθεις ανησυχίες για τα συστήματα αναγνώρισης φωνής προκαλούν οι απομιμήσεις. Αυτό δεν είναι σημαντικό, γιατί οι συσκευές σκόπιμα εστιάζουν σε διαφορετικά χαρακτηριστικά της ομιλίας, απ ότι οι άνθρωποι. Οι απομιμητές εστιάζονται στα χαρακτηριστικά που ως άνθρωποι ακούν και κάνουν φτωχή δουλειά με τα υπόλοιπα. Ακόμα μια απειλή για τα συστήματα φωνής είναι η κλωνοποίηση της φωνής. Όμως και αυτός ο φόβος είναι μηδαμινός αν υπολογίσει κανείς ότι για να δημιουργηθεί ένας κλώνος φωνής χρειάζονται ώρες ομιλίας του αυθεντικού χρήση και ότι το κόστος είναι μεγάλο Αναγνώριση Υπογραφής Η σάρωση υπογραφής είναι επίσης γνωστή και ως δυναμική εξακρίβωση υπογραφής (Dynamic Signature Verification). Είναι η βιομετρική τεχνολογία η οποία δεν έχει ευρεία χρήση, όμως ίσως σύντομα βοηθήσει στην αντιμετώπιση της πιστοποίησης επίσημων εγγράφων. Μετρώντας τον τρόπο με τον οποίο ένας χρήστης γράφει το όνομα του, ένα συνθηματικό, ή μια φράση κλειδί, η σάρωση υπογραφής ερευνά τον τρόπο, την ταχύτητα, την πίεση και άλλους παράγοντες οι οποίοι συνδέονται με τη διαδικασία της υπογραφής. Εικόνα 27 :Ένα τυπικό σύστημα επαλήθευσης υπογραφής Η σάρωση υπογραφής εξασφαλίζει αξιόπιστη αναγνώριση ατόμων, με βάση την υπογραφή τους. Χρησιμοποιεί μετρήσεις του μοναδικού τρόπου με τον οποίο δημιουργείται μια χειρόγραφη υπογραφή, ώστε να επιβεβαιώσει την ταυτότητα του Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 62

63 χρήστη. Σε μεγάλες επιχειρήσεις ή μέσο του internet μια ψηφιακή υπογραφή καθιστά ικανές τις εφαρμογές να παρέχουν αυξημένη μυστικότητα και αξιόπιστη ηλεκτρονική εξουσιοδότηση, σε αντίθεση με ένα συνθηματικό, ένα PIN ή μια keycard, που μπορεί να ξεχαστούν, να χαθούν, ή να κλαπούν. Εικόνα 28: Σύστημα σάρωσης υπογραφής Τα συστήματα αυτά αναλύουν και τα δυναμικά και τα «του χώρου» χαρακτηριστικά γνωρίσματα της χειρόγραφης υπογραφής για να ελέγξουν την ταυτότητα του υπογράφοντος. Επειδή κάθε άτομο έχει τον προσωπικό του γραφικό χαρακτήρα, το σύστημα παίρνει τα χαρακτηριστικά του τρόπου γραφής και αναλύουν τη δυναμική του χτυπήματος, της ταχύτητας και της πίεσης. Ενώ με εξάσκηση κάποιος ίσως μπορέσει να αντιγράψει την οπτική εικόνα της υπογραφής κάποιου άλλου, είναι πολύ δύσκολο, έως αδύνατο, να αντιγράψει τον τρόπο με τον οποίο το άτομο αυτό υπογράφει. Ακόμα και αν η υπογραφή είναι τέλεια σχεδιασμένη, η ταχύτητα, η δύναμη και η πίεση θα διαφέρουν. Αρκετά συστήματα σάρωσης υπογραφής ενσωματώνουν μια συνάρτηση μάθησης, η οποία μπορεί αυτομάτως να απορροφά και να απεικονίζει κάθε φυσική αλλαγή στην υπογραφή κατά τη διάρκεια του χρόνου. Αυτά τα συστήματα χρησιμοποιούν τις αλλαγές στην πίεση, στη μορφή, στην κατεύθυνση και στην ταχύτητα σε συνάρτηση με το χρόνο. Έτσι τα δεδομένα αναλύονται σε τέσσερις διαστάσεις x (οριζόντια ταχύτητα), y (κάθετη ταχύτητα), z (πίεση) και t (χρόνος) Δυναμική Πληκτρολόγησης Η δυναμική πληκτρολόγησης είναι γνωστή και ως ρυθμός δακτυλογράφησης. αυτή η μέθοδος εξετάζει τον τρόπο με τον οποίο ένα άτομο δακτυλογραφεί ή πιέζει τα πλήκτρα σ ένα πληκτρολόγιο. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 63

64 Η αυθεντική τεχνολογία προέρχεται από την ιδέα αναγνώρισης ενός αποστολέα σημάτων Morse, χρησιμοποιώντας ένα κλειδί τηλεγραφίας γνωστό ως γροθιά του αποστολέα, δια του οποίου οι χειριστές μπορούσαν να αναγνωρίσουν τους αποστολείς που διαβίβαζαν ένα μήνυμα από το ρυθμό, το μέτρο και τη βραχύτητα του σήματος. Στις αρχές της δεκαετίας του 80 το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (National Science Foundation) και το National Institute of Standards στην Αμερική διεξήγαγαν έρευνες για να αποδείξουν ότι ο τρόπος δακτυλογράφησης περιέχει μοναδικά χαρακτηριστικά τα οποία μπορούν να αναγνωριστούν. Αυτή η τεχνολογία αναλύει χαρακτηριστικά όπως η ταχύτητα, η δύναμη, η συχνότητα λάθους, ο συνολικός χρόνος δακτυλογράφησης ενός συγκεκριμένου συνθηματικού και ο χρόνος που μεσολαβεί από το πάτημα ενός συγκεκριμένου πλήκτρου έως το πάτημα ενός άλλου συγκεκριμένου πλήκτρου. Εικόνα 29 :Χαρακτηριστικά μεγέθη που λαμβάνονται υπ όψιν κατά τη διαδικασία αναγνώρισης µέσω πληκτρολόγησης. Dwell time: Ο χρόνος που ένα πλήκτρο μένει πατημένο, Flight time: Ο χρόνος που μεσολαβεί μεταξύ της πληκτρολόγησης δύο διαδοχικών χαρακτήρων. Πλεονεκτήματα της δυναμικής πατήματος πλήκτρου : Η επιβεβαίωση βασίζεται στην παραδοχή ότι ο τρόπος δακτυλογραφεί ένα άτομο είναι ξεχωριστός, ειδικά ο ρυθμός του. Ακόμα και αν κάποιος μαντέψει το σωστό συνθηματικό, δεν θα μπορέσει να το δακτυλογραφήσει με τον κατάλληλο ρυθμό. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 64

65 Η συσκευή εισόδου μπορεί να είναι το υπάρχον πληκτρολόγιο. Έτσι μειώνεται δραστικά το κόστος. Μειονεκτήματα αυτής της τεχνολογίας : Υπάρχουν πολλές τεχνικές δυσκολίες που κάνουν την συγκεκριμένη τεχνολογία να μην αποδίδει τα αναμενόμενα αποτελέσματα. Οι μισές προσπάθειες σε εμπορικές τεχνολογίες έχουν αποτύχει. Διαφορές στα πληκτρολόγια, ακόμα και της ίδιας εταιρίας, και στα πρωτόκολλα επικοινωνίας προκαλούν εμπόδια στις εταιρίες ανάπτυξης αυτής της τεχνολογίας Βηματισμός Ο βηματισμός είναι ο ιδιαίτερος τρόπος που κάποιος περπατά και είναι μία σύνθετη χώρο-χρονική βιομετρική μέθοδος. Όπως και η αναγνώριση προσώπου, έτσι και αυτή είναι μια τεχνική που χρησιμοποιούν διαισθητικά οι άνθρωποι για να αναγνωρίσουν κάποιον. Ο βηματισμός δεν θεωρείται ότι είναι πολύ διακριτικός, αλλά αρκετά μεροληπτικός για να επιτρέψει την επαλήθευση σε μερικές εφαρμογές χαμηλής ασφάλειας. Ο βηματισμός είναι συμπεριφοριστικό χαρακτηριστικό και μπορεί να μην παραμένει σταθερός, ειδικά κατά τη διάρκεια μιας μεγάλης χρονικής περιόδου, λόγω των διακυμάνσεων στο βάρος του σώματος, σημαντικούς τραυματισμούς που περιλαμβάνουν αρθρώσεις ή εγκέφαλο, ή λόγω μέθης. Η απόκτηση του βηματισμού είναι παρόμοια με την απόκτηση μιας εικόνας προσώπου και ως εκ τούτου μπορεί να είναι μια αποδεκτή βιομετρική μέθοδος. Δεδομένου ότι τα συστήματα που βασίζονται στο βηματισμό χρησιμοποιούν το μήκος ακολουθίας video ενός ατόμου που περπατά για να μετρήσουν αρκετές διαφορετικές μετακινήσεις κάθε ευκρινούς άρθρωσης, αυτά είναι εντατικά και υπολογιστικά ακριβή [4]. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 65

66 Κεφάλαιο 4 ο (Εφαρμογές Βιομετρίας) Η χρήση βιομετρικής τεχνολογίας µε σκοπό την εφαρμογή ελέγχων ταυτοποίησης και αυθεντικοποίησης, αρχικά αναπτύχθηκε από κυβερνητικούς οργανισμούς προκειμένου να εφαρμοστεί σε εφαρμογές που αφορούσαν τον έλεγχο πρόσβασης σε εγκαταστάσεις κρίσιμες για την εθνική ασφάλεια όπως είναι π.χ. οι πυρηνικές και γενικότερα οι στρατιωτικές εγκαταστάσεις, τα θησαυροφυλάκια των κεντρικών τραπεζών κ.τ.λ. H βιομετρική υπήρχε σε νεογενή μορφή από τον 19οαιώνα, όταν οι αστυνομικές δυνάμεις άρχισαν να χρησιμοποιούν δακτυλικά αποτυπώματα για την χειρωνακτική αναγνώριση εγκληματιών. Η αυτόματη βιομετρική τεχνολογία αναπτύχθηκε από την στρατιωτική βιομηχανία (φυσικά), την δεκαετία του 1970 χρησιμοποιώντας εξοπλισμό που μπορούσε να σαρώσει φωνή, ίριδα, αμφιβληστροειδή και δακτυλικό αποτύπωμα για την πρόσβαση ατόμων σε στρατιωτικές περιοχές. Από τα τέλη της δεκαετίας του 1990 η βελτίωση των βιομετρικών τεχνικών λόγω των σημαντικών εξελίξεων στον επιστημονικό χώρο όπως και η μείωση του κόστους εξοπλισμού πλέον, έχει οδηγήσει σε παγκόσμια αύξηση της εφαρμογής τους σε πολλούς τομείς όπως: σε δημόσιες Υπηρεσίες, Επιχειρήσεις και Οργανισμούς, Αστυνομικές Υπηρεσίες, Εμπορικούς Οργανισμούς κλπ. Η πιο αμφιλεγόμενη μορφή εφαρμογής των βιομετρικών συστημάτων, πέρα των δακτυλικών αποτυπωμάτων, είναι η αναγνώριση του DNA. Αστυνομικές υπηρεσίες σε διάφορες χώρες όπως στον Καναδά, τη Γερμανία, και τις ΗΠΑ, έχουν δημιουργήσει τεράστιες βάσεις δεδομένων µε δείγματα DNA από ανθρώπους που έχουν διαπράξει αξιόποινες πράξεις. Οι εφαρμογές της βιομετρικής τεχνολογίας ποικίλουν και αφορούν, μεταξύ άλλων, τον έλεγχο της πρόσβασης σε εγκαταστάσεις υψηλού κινδύνου και της εισόδου εργαζομένων στην επιχείρηση, την κατάρτιση συναλλαγών, όπως και τη χρήση τους στα ταξιδιωτικά έγγραφα και διαβατήρια των κρατών μελών της ΕΕ. Η χρήση συστημάτων βιομετρικής τεχνολογίας στο χώρο εργασίας παρουσιάζει πολλά πλεονεκτήματα, καθώς επιτρέπει την επακριβή επαλήθευση της ταυτότητας του προσώπου και αυτό, διότι η βιομετρία αναφέρεται σε χαρακτηριστικά του Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 66

67 ανθρώπου που παραμένουν αναλλοίωτα, όπως είναι το δακτυλικό αποτύπωμα, η ίριδα, η εικόνα του προσώπου κλπ. Αντιθέτως, οι παραδοσιακοί μηχανισμοί επαλήθευσης και αναγνώρισης της ταυτότητας ενός προσώπου που στηρίζονται στη χρήση ενός σταθερού μέσου όπως είναι η ταυτότητα και η κάρτα με μικροτσίπ ή άλλως, στην απομνημόνευση ενός κωδικού πρόσβασης ή ενός κωδικού αριθμού, παρουσιάζουν το μειονέκτημα ότι μπορούν να χαθούν, να κλαπούν ή να τα ξεχάσει ο κάτοχός τους. Τα πλεονεκτήματα αυτά καθιστούν σαφές ότι αναμένεται να γίνει γενίκευση της χρήσης βιομετρικών μεθόδων για την επαλήθευση ή αναγνώριση της ταυτότητας ατόμων, όπως φανερώνει η εξέλιξη με την υιοθέτησή τους στα διαβατήρια των κρατών μελών της ΕΕ. Ιδίως σημειώνεται ότι με τις βιομετρικές μεθόδους παρέχεται προστασία σε ευαίσθητες πληροφορίες, π.χ. σε φορητά αποθηκευτικά μέσα και σε εγκαταστάσεις υψηλής ασφαλείας, στις οποίες επιτρέπεται η πρόσβαση μόνο σε εξουσιοδοτημένα πρόσωπα. Η ανάγκη για αξιόπιστες τεχνικές εξακρίβωσης χρηστών έχει αυξηθεί μετά την τεταμένη ανησυχία για την ασφάλεια, και τους ταχείς ρυθμούς προόδου στη δικτύωση, την επικοινωνία και την κινητικότητα. Κατά συνέπεια, η Βιομετρία όλο και περισσότερο ενσωματώνεται σε διαφορετικές εφαρμογές. Αυτές οι εφαρμογές μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις κύριες ομάδες [2], [4]: Εμπορικές εφαρμογές, όπως σύνδεση σε δίκτυο υπολογιστών, ασφάλεια ηλεκτρονικών δεδομένων, ηλεκτρονικό εμπόριο, πρόσβαση στο Διαδίκτυο, χρήση ATM ή πιστωτικών καρτών, έλεγχος φυσικής προσπέλασης, κινητό τηλέφωνο, PDA, διαχείριση ιατρικών φακέλων, εκμάθηση από απόσταση, κλπ. Κυβερνητικές εφαρμογές, όπως εθνική ταυτότητα, διαχείριση τροφίμων σε σωφρονιστικό ίδρυμα, άδεια οδήγησης, κοινωνική ασφάλιση, πληρωμή κρατικής επιδότησης, συνοριακός έλεγχος, έλεγχος διαβατηρίων, κλπ. Ιατροδικαστικές-Εγκληματολογικές εφαρμογές, όπως ταυτοποίηση πτωμάτων, έρευνα για έγκλημα, πιστοποίηση πατρότητας, κλπ. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 67

68 Η νέα αυτή τεχνολογία είναι αρκετά προσφιλής σε µια πληθώρα Κυβερνήσεων, οι οποίες έχουν ενσωματώσει τη χρήση τους σε διάφορες εφαρμογές. Ενδεικτικά αναφέρονται ορισμένες παρακάτω[21]: Αυστραλία: Το σύστηµα της έξυπνης πύλης»(smartgate). Υφίσταται στα τελωνεία και επαληθεύει την αντιστοιχία μεταξύ των εγγράφων (διαβατήριο-βίζα) µε το άτοµο, το οποίο τα φέρει. Η Αυστραλία ήταν η πρώτη χώρα, η οποία δημιούργησε έναν κώδικα προστασίας των καταχωρημένων βιοµετρικών χαρακτηριστικών. Βραζιλία: Στη Βραζιλία χρησιµοποιούνται κάρτες ID από τις αρχές του 21ου αιώνα. Η απόφαση για την υιοθέτηση βιοµετρικών στοιχείων στηρίχθηκε από τον Dr.Felix Pacheco - στο Ρίο Ντε Τζανέιρο, ο οποίος συνδεόταν φιλικά µε τον Dr.Juan Vucetich, ο οποίος εφηύρε µία από τις πληρέστερες μεθόδους κατηγοριοποίησης δακτυλικών αποτυπωµάτων (µε τη μέθοδο κατά την οποία χρησιµοποιούνται τα δακτυλικά αποτυπώματα όλων των δακτύλων των χεριών). Το σύστηµα του Vucetich υιοθετήθηκε όχι µόνο από τη Βραζιλία, αλλά και από τις περισσότερες χώρες της Νοτίου Αµερικής. Κάθε κράτος της Βραζιλίας µπορεί να τυπώνει κάρτες ID µε τη µορφή της δικής του προτίμησης, το σύνολο όµως των δεδοµένων που τελικά υπάρχουν σε µια κάρτα είναι το ίδιο σε κάθε κράτος και περιλαμβάνει επιπροσθέτως ( από το 2000 και µετά, προκειµένου να αυξηθεί η ασφάλεια που παρείχαν οι κάρτες αυτές) έγχρωμη φωτογραφία, υπογραφή και τα δακτυλικά αποτυπώµατα δύο δακτύλων. Στο τέλος του 2005, η κυβέρνηση της Βραζιλίας άρχισε να αναπτύσσει μία καινούρια µορφή για τα διαβατήρια. Η υλοποίηση της νέας αυτής μορφής των διαβατηρίων πραγματοποιήθηκε µε την έναρξη του Τα νέα διαβατήρια περιλαµβάνουν µία ακολουθία από χαρακτηριστικά, τα οποία εξασφαλίζουν μεγαλύτερα επίπεδα ασφαλείας όπως για παράδειγµα από laser, υπεριώδη σύµβολα, τα οποία δεν είναι ορατά, καθώς επίσης και τα δακτυλικά αποτυπώµατα όλων των δακτύλων των χεριών. Γερµανία: Η νέα αυτή βιοµετρική τεχνολογία τυγχάνει ιδιαίτερης απήχησης και χρηματοδότησης από τη Γερµανική Ομοσπονδιακή Κυβέρνηση. Το Μάιο του 2005 ενεκρίθη το e-pass, το οποίο και τέθηκε σε λειτουργία το Νοέμβριο του 2005 και χορηγήθηκε σε όλους τους Γερµανούς πολίτες και το οποίο φέρει ένα chip, που έχει ενσωματωμένα µία ψηφιακή φωτογραφία και τα δακτυλικά αποτυπώµατα των δύο Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 68

69 δεικτών. Ο λόγος που οδήγησε στην υιοθέτηση του e-pass δεν είναι µόνο η ασφάλεια των Γερµανών πολιτών, αλλά και η συμμόρφωση της Γερµανικής κυβέρνηση µε την απαίτηση των Ηνωμένων Πολιτειών της Αµερικής. Η απαίτηση αυτή αφορά στην έκδοση αυτών των διαβατηρίων, που περιλαµβάνουν και βιομετρικά χαρακτηριστικά και απευθύνεται στις χώρες, των οποίων οι πολίτες δεν είναι υποχρεωμένοι να εκδώσουν βίζα, προκειµένου να επισκεφτούν τις Ηνωμένες Πολιτείες. Η Γερµανική κυβέρνηση εισήγαγε τη χρήση των βιοµετρικών χαρακτηριστικών (για την ακρίβεια πρόκειται για δακτυλικά αποτυπώµατα, για αναγνώριση ίριδας και για ψηφιακή φωτογραφία) και σε περίπτωση που κάποιος ήθελε να εξασφαλίσει βίζα για τη Γερµανία για πάνω από 3 μήνες. Αξίζει στο σηµείο αυτό να σημειωθεί πως οι Γερµανοί ήταν οι πρώτοι που εισήγαγαν τη χρήση της βιοµετρικής τεχνολογίας για την προστασία των Γερµανών αθλητών (κατά τη διάρκεια των Ολυμπιακών Αγώνων της Αθήνας, 2004). Ισραήλ: Στο Ισραήλ πραγµατοποιείται ευρεία χρήση της βιοµετρικής τεχνολογίας εδώ και αρκετά χρόνια. Τα σηµεία από τα οποία πρέπει κανείς να διέλθει προκειµένου να περάσει στη Λωρίδα της Γάζας ελέγχονται και περνούν µόνο όσοι Παλαιστίνιοι δικαιούνται (περίπου Παλαιστίνιοι υφίστανται αυτή τη διαδικασία καθημερινά, δεδομένου ότι εργάζονται στο Ισραήλ). Δικαιούχοι να περνούν τα σύνορα είναι όσοι Παλαιστίνιοι διαθέτουν µία κάρτα ID, η οποία έχει τυπωμένη µια φωτογραφία και περιλαμβάνει επίσης ένα chip, στο οποίο είναι αποθηκευμένη ψηφιακή µορφή της προαναφερθείσας φωτογραφία και βιομετρικά χαρακτηριστικά που αφορούν στα δακτυλικά αποτυπώµατα, στη γεωμετρία του χεριού και του προσώπου. Η κάρτα αυτή διατίθεται από τον ισραηλινό στρατό. Έλεγχος µέσω βιοµετρικών χαρακτηριστικών πραγµατοποιείται και στο αεροδρόμιο Ben Gurion, στο Τελ Αβίβ. Τέλος, ο βιοµετρικό έλεγχος έχει υιοθετηθεί επίσης από το τµήµα Αλλοδαπών για τους αλλοδαπούς που καταφτάνουν στο αεροδρόμιο, µε σκοπό να εργαστούν στο Ισραήλ. Υπάρχει επίσης µια φορητή εκδοχή της συσκευής που πραγματοποιεί το βιοµετρικό έλεγχο, η οποία χρησιµοποιείται από την αστυνομία. Ιράκ: Στο Ιράκ γίνεται εκτεταμένη χρήση της βιοµετρικής τεχνολογίας. Ο σκοπός είναι να καταγραφούν όσο το δυνατόν περισσότεροι Ιρακινοί. Τις καταχωρημένες σε Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 69

70 βάσεις δεδοµένων πληροφορίες που αφορούν στα βιομετρικά χαρακτηριστικά των Ιρακινών συμπληρώνουν οι πληροφορίες που αφορούν σε προσωπικές πληροφορίες των ατόµων, γεγονός που δίνει τη δυνατότητα στις αµερικανικές δυνάµεις στο Ιράκ, να γνωρίζουν αν το υπό εξέταση άτοµο έχει στο παρελθόν προκαλέσει προβλήµατα. Ιαπωνία: Σε πολλές τράπεζες στην Ιαπωνία έχει υιοθετηθεί κατά τη χρήση των μηχανημάτων ανάληψης χρημάτων η μέθοδος επαλήθευσης της ταυτότητας του ατόµου µέσω της μοναδικής διάταξης των αιµοφόρων αγγείων του χεριού του. Η µέθοδος αυτή έχει παρουσιάσει χαµηλό FRR (της τάξεως του 0.01%) και εξαιρετικά χαµηλό FAR (της τάξεως του %) Ηνωμένες Πολιτείες Αµερικής (ΗΠΑ): Στις ΗΠΑ το ζήτηµα της χρήσης των βιοµετρικών χαρακτηριστικών έχει πάρει τεράστιες διαστάσεις. Ο λόγος είναι ότι η τρομοκρατική επίθεση της 11ης Σεπτεμβρίου επέφερε έναν τεράστιο πανικό, ο οποίος δημιούργησε την τάση για αλόγιστους ελέγχους µε τη βοήθεια της βιοµετρικής βιοτεχνολογίας. Η τακτική αυτή είχε ως αποτέλεσµα να ξεσηκωθεί θύελλα αντιδράσεων από πολιτικούς ακτιβιστές, οι οποίοι θεωρούσαν πως σε διάφορες περιπτώσεων παραβιάζονταν οι προσωπικές ελευθερίες του ατόµου. Πλέον, η χρήση μετρικών τεχνολογιών σε ευρεία κλίµακα στις ΗΠΑ αποτελεί αναμφίβολα ένα γεγονός. 4.1 Εμπορικές εφαρμογές Η βιομετρία στον εκπαιδευτικό χώρο παγκοσμίως Ήδη από το 2000 σχολεία σε ολόκληρο το κόσμο έχουν αρχίσει να υιοθετούν βιομετρικά συστήματα για ποικίλους λόγους. Κάποιοι απ αυτούς αφορούν την αποφυγή του σκασιαρχείου, την αντικατάσταση των καρτών δανεισµού στις βιβλιοθήκες ή των καρτών λήψης γευµάτων µε πιο ευέλικτα μέσα, την ασφάλεια κοκ. Οι πολέµιοι βέβαια της χρήσης βιομετρικών δεδομένων στην εκπαίδευση έχουν διατυπώσει πολλές ανησυχίες για τη δημιουργία τραπεζών δεδομένων που προοδευτικά θα είναι σε θέση να περιλάβουν το σύνολο του πληθυσμού. Ωστόσο πάρα πολλά σχολεία μέχρι σήµερα έχουν εφαρμόσει συστήµατα κλειδαριών µε αναγνώριση αποτυπωμάτων, ή διατηρούν αρχεία αποτυπωμάτων των μαθητών τους. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 70

71 Γενικά θα λέγαµε ότι οι χώρες που πρωτοστατούν παγκοσμίως στην εφαρμογή βιομετρικών συστημάτων στην εκπαίδευση είναι οι Η.Π.Α 4. και η Μεγάλη Βρετανία. Ειδικά στη Μεγάλη Βρετανία έχει καταγραφεί το γενετικό προφίλ περισσοτέρων από εφήβων και έχει προστεθεί στην εθνική βάση DNA από το 1995 που αυτή ιδρύθηκε. Μάλιστα τα προφίλ αθώων παιδιών και εφήβων διατηρούνται στην εγκληματολογική βάση δεδομένων ακόµη κι αν αυτά υπήρξαν θύµατα ή απλοί μάρτυρες σε συγκεκριμένα γεγονότα. Πολύ πιο περιορισμένη χρήση γίνεται σε κάποια σχολεία στο Βέλγιο και στη Σουηδία ενώ η Κίνα και το Χονγκ Κονγκ απέσυραν την τεχνολογία αυτή από τα σχολεία διατυπώνοντας σοβαρές ανησυχίες για ζητήματα ιδιωτικότητας. Εικόνα 30: Βιομετρικό σύστημα για πρόσβαση στις σχολικές τραπεζαρίες Στη Μεγάλη Βρετανία, έχουν χρησιμοποιηθεί βιομετρικές τεχνολογίες για δανεισµό βιβλίων αλλά και για πρόσβαση στις σχολικές τραπεζαρίες, όσο και για εγγραφή σε σχολικά μαθήματα. Για τους ίδιους λόγους χρησιμοποιούνται και στις Η.Π.Α. Η µη κυβερνητική οργάνωση Privacy International ωστόσο προσπάθησε να κινητοποιήσει την κοινή γνώµη καθώς στη Βρετανία έγινε καταγραφή δακτυλικών αποτυπωμάτων δεκάδων χιλιάδων μαθητών χωρίς τη γνώση ή την έγκριση των γονέων τους. Το 2002 η εταιρία Micro Librarian Systems η οποία χρησιμοποιεί τεχνολογία αντίστοιχη µ αυτή που εφαρμόζεται στις φυλακές των Η.Π.Α. και στο γερµανικό στρατό, υπολόγισε ότι 350 σχολεία σε όλη τη Βρετανία χρησιμοποιούσαν αυτά τα 4 Η πρώτη εφαρμογή βιομετρικού συστήματος σε σχολείο των ΗΠΑ έγινε στο Eagan High School της Μινεσσότα το Σεπτέμβριο του 1995 για να διευκολύνει το δανεισµό βιβλίων. Στη Μεγάλη Βρετανία κάτι αντίστοιχο συνέβη το 2001 και μέχρι σήµερα είναι πολύ διαδεδομένη αν και δεν υπάρχουν επίσηµα στοιχεία για τον αριθµό των σχολείων και εκπαιδευτικών οργανισµών που μεταχειρίζονται αυτή την τεχνολογία. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 71

72 συστήµατα για να αντικαταστήσουν τις κάρτες δανεισµού στις βιβλιοθήκες. Το 2007 υπολογίστηκε ότι τα συστήµατα αυτά υιοθετήθηκαν από 3500 σχολεία (δέκα φορές μεγαλύτερος) Η εφαρμογή των βιομετρικών τεχνολογιών στην εξ αποστάσεως εκπαίδευση Η εξ αποστάσεως εκπαίδευση αποτελεί πραγματικότητα εδώ και εκατό χρόνια. Ωστόσο παρά την αξιοσημείωτη εξέλιξή της στο διάστηµα αυτό εξακολουθούν να αναφύονται ζητήµατα που αφορούν τις διαδικασίες της. Η τεχνολογία βέβαια έχει αλλάξει αυτό που κάποτε θεωρούνταν εκπαίδευση από απόσταση. Μέσω υπολογιστών, καλωδιακών γραµµών δορυφόρων και άλλων τεχνολογιών είναι πια εφικτό να έχει κανείς ένα είδος εκπαίδευσης πρόσωπο µε πρόσωπο παρόλο που οι άνθρωποι ενδέχεται να βρίσκονται χιλιόμετρα μακριά. Όµως ακόµα και µ αυτές τις τεχνολογίες προβλήματα συνεχίζουν να υπάρχουν. Πώς μπορεί κανείς να αναγνωρίσει αποτελεσματικά την ταυτότητα ενός προσώπου κατά τη διάρκεια εξετάσεων πιστοποίησης, παράδοσης εργασιών, διεξαγωγής κάποιου τεστ επίδοσης, και γενικά αλληλογραφίας; Η πρόταση που γίνεται αφορά µια ποικιλία βιομετρικών τεχνολογιών που προτείνεται να εφαρμοστούν στο περιβάλλον της εξ αποστάσεως εκπαίδευσης για να διασφαλιστεί η αξιοπιστία της και κυρίως το ζήτηµα της ταυτοποίησης φοιτητών τους οποίους ο διδάσκων δεν είναι σε θέση να γνωρίζει οπτικά. Ειδικά προτείνεται η χρήση ενός ποντικιού υπολογιστή που διαθέτει ενσωματωμένο ανιχνευτή δακτυλικών αποτυπωμάτων. Πέρα από την αύξηση του κόστους εκπαίδευσης η επιλογή αυτή δημιουργεί και πρακτικά προβλήματα καθώς πολλοί φοιτητές χρησιμοποιούν τους προσωπικούς τους υπολογιστές για τη διεκπεραίωση των εκπαιδευτικών τους υποχρεώσεων και δεν είναι καθόλου βέβαιο ότι θα επιθυμούσαν επιπλέον επιβαρύνσεις για την απόκτηση επιπλέον εξοπλισμού και του αναγκαίου software. Επίσης προκειμένου να διασφαλιστεί ότι το πρόσωπο που παίρνει μέρος στην εκπαιδευτική διαδικασία είναι πράγματι αυτό που ισχυρίζεται ότι είναι, η σάρωση των αποτυπωμάτων θα πρέπει να γίνεται αρκετές φορές σε όλη τη διάρκεια της εξεταστικής διαδικασίας µε κάθε Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 72

73 πάτημα του ποντικιού. Επομένως, πολλά τεστ που σήµερα διεξάγονται σχεδόν χωρίς κανένα πάτημα ποντικιού θα πρέπει να τροποποιηθούν IT/Ασφάλεια Δικτύου Καθώς όλο και περισσότερες πληροφορίες είναι προσιτές διαμέσου των LAN και WAN, οι κίνδυνοι σχετικά με μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση σε ευαίσθητα δεδομένα αυξάνονται. Η προστασία των κυκλωμάτων με κωδικούς πρόσβασης είναι προβληματική, αφού οι κωδικοί εύκολα διακυβεύονται, χάνονται ή δεν μοιράζονται σωστά. Οι βιομετρικές μέθοδοι αποδεικνύονται σαν μια αποτελεσματική λύση για την IT/ασφάλεια δικτύου λόγω της ασφάλειας, της ευκολίας και της μείωσης του κόστους που προσφέρουν. Μεγάλες προκλήσεις στην ανάπτυξη της Βιομετρίας σε αυτό το περιβάλλον περιλαμβάνουν ακρίβεια και απόδοση, ενσωμάτωση βιομετρικής αντιστοίχησης σε ήδη υπάρχοντα συστήματα, εφαρμογή σε ιδιωτικές τεχνολογίες και ασφαλή αποθήκευση και μετάδοση βιομετρικών δεδομένων Ηλεκτρονικό εμπόριο και Διαδίκτυο Η Βιομετρία έχει υιοθετηθεί σαν μια λύση για την ασφάλεια του ηλεκτρονικού εμπορίου και του διαδικτύου, σχεδιασμένη για να εξασφαλίζει με ότι μόνο εξουσιοδοτημένα άτομα μπορούν να έχουν πρόσβαση σε ευαίσθητα δεδομένα ή να διεξάγουν συναλλαγές. Ωστόσο από την προοπτική των θεσμών της κυβέρνησης και του εμπορίου, η δημιουργία αποτελεσματικών λύσεων βάση του ηλεκτρονικού εμπορίου και του διαδικτύου είναι πιο πολύπλοκη από την αντικατάσταση ενός κωδικού πρόσβασης ή μιας ασφαλούς ερώτησης με μια βιομετρική διεπαφή. Είτε έχουν να κάνουν με την εξακρίβωση στοιχείων πελατών είτε υπαλλήλων είτε απλών πολιτών, τα ιδρύματα πρέπει να λάβουν υπόψη τους ακόλουθους παράγοντες: Εξυπηρέτηση/διευκόλυνση ατόμων που δεν μπορούν να καταγράφουν ή να εξακριβωθούν με επιτυχία και απαιτούν διαδικασίες υποχώρησης Ενσωμάτωση αποφάσεων βιομετρικής αντιστοίχησης σε συστήματα πληρωμής και σε συστήματα εξυγίανσης Καθορισμός ακριβών απαιτήσεων για τα βιομετρικά συστήματα Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 73

74 Τοποθεσία για αποθήκευση βιομετρικών δεδομένων και επεξεργασία για μέγιστη διαθεσιμότητα Ενσωμάτωση βιομετρικών διαδικασιών απόκτησης σε ήδη υπάρχουσες διεπαφές Διοικητική και διαχειριστική ωφέλεια για τη διεύθυνση βιομετρικών ποσών και συναλλαγών Ασφαλής μετάδοση βιομετρικών πληροφοριών Συμβατότητα με web-servers των Windows και των Unix Διαδικασίες για εξακρίβωση αρχικών στοιχείων ταυτότητας Ενσωμάτωση ελέγχου ίριδας, αναγνώρισης φωνής και άλλων βιομετρικών τεχνολογιών για πρόσβαση σε διάφορα ποσά. 4.2 Κυβερνητικές εφαρμογές RFID στα πλαίσια χρήσης ηλεκτρονικών διαβατηρίων Η πρώτη χώρα που αξιοποίησε τις δυνατότητες του RFID ήταν η Μαλαισία, η οποία εξέδωσε το 1998 διαβατήρια με ενσωματωμένη μια τέτοια ταυτότητα ραδιοσυχνοτήτων. Εκτός από τις πληροφορίες που κλασικά καταγράφονται σε ένα διαβατήριο, οι Μαλαισιανοί καταχώριζαν στο RFID και το ιστορικό ταξιδιών του φέροντος. Το 2005 ήταν η σειρά των ΗΠΑ να εκδώσουν τα δικά τους ηλεκτρονικά διαβατήρια και τώρα η τάση γενικεύεται, με τον όρο» epassport» να περιγράφει το νέο, διεθνώς αποδεκτό πρότυπο. ICAO (International Civil Aviation Organization) - είναι ένας Πολυεθνικός Οργανισμός, τμήμα των Ηνωμένων Εθνών και υπεύθυνος για την διεξαγωγή όλων των διεθνών πτήσεων. Ανέλαβε το έργο να συντάξει τις κοινές Προδιαγραφές για το νέο Παγκόσμιου Τύπου διαβατήριο οι προδιαγραφές στις οποίες κατέληξε, δεσμεύουν τα κράτη μέλη να συμμορφωθούν, σε ένα ελάχιστα κοινά αποδεκτό σύνολο πληροφοριών, (π.χ. ψηφιακή φωτογραφία, όνομα, επίθετο, εθνικότητα, ημερομηνία γέννησης, τόπος γέννησης, αριθμός διαβατηρίου, Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 74

75 ημερομηνία έκδοσης διαβατηρίου, ημερομηνία λήξεως, τύπος διαβατηρίου, καθώς και μια ψηφιακή υπογραφή, που αποτρέπει την αλλαγή κάποιου εκ των στοιχείων). Το νέο διαβατήριο, ανεξάρτητα από το γεγονός ότι φέρει τεχνολογία RFID, αποτελεί στην πραγματικότητα, το πρώτο παγκόσμιο μοντέλο, την πρώτη παγκόσμια προσπάθεια, μηχανογράφησης όλου του πληθυσμού της γης, με τρόπο ενιαίο. Τα νέα διαβατήρια, αποτελούν το βασικό μοντέλο, το πρώτο βήμα σε παγκόσμιο επίπεδο (γι αυτό και επικοινωνιακά επιλέχτηκε Οργανισμός που υπάγεται στον ΟΗΕ). Κάθε κράτος μέλος, έχοντας δεχτεί τις οδηγίες του ICAO, προκειμένου να εκδώσει νέο διαβατήριο, προχωρά πέραν από την επιφανειακή συγκομιδή του συγκεκριμένου αριθμού πληροφοριών που απαιτούνται, στην δημιουργία μιας παγκόσμιας βάσης δεδομένων. Τα βιομετρικά στοιχεία στην γενικότητά τους, αποτελούν το καθένα ξεχωριστά, και όλα μαζί συνάμα, μια μοναδική ψηφιακή ηλεκτρονική υπογραφή του κάθε ανθρώπου. Η αρχή γίνεται με μια ψηφιακή φωτογραφία, αλλά εθελοντικά, κάθε χώρα μπορεί να προσθέσει και άλλες πληροφορίες, όπως αποτύπωμα ίριδας ματιού, ψηφιακή υπογραφή ή ακόμη και σε δείγμα DNA (όπως π.χ. κάνουν ήδη στην Αγγλία, για κάθε περίπτωση ανθρώπου που απασχολήσει ανοίγοντας φάκελο την αστυνομία). Εικόνα 31: Το σύμβολο των βιομετρικών διαβατηρίων εμφανιζόμενο υποχρεωτικά στο εξώφυλλο(πηγή 17). Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 75

76 Σ ένα σημείο ελέγχου - έλεγχος διαβατηρίων, όπου το σύστημα έχει τους αισθητήρες του, κάμερες, RFID scanners, και λοιποί ανιχνευτές, ένας» σημαδεμένος»τεχνολογικά (tagged) άνθρωπος, περνάει το σημείο ελέγχου. Ο πομπός/δέκτης RFID αναφέρει το νούμερό του, πληροφορία που διαβιβάζεται στον κάποιον κεντρικό υπολογιστή, ο οποίος ανακαλεί από την μνήμη του, τις πληροφορίες σχετιζόμενες για τον συγκεκριμένο Μοναδικό Αριθμό. Παράλληλα, και με αυτόματο τρόπο, το λογισμικό ελέγχου της κάμερας CCTV, έχει επικεντρωθεί στο πρόσωπο, αιχμαλωτίζει την στιγμή, και αποθηκεύει την φωτογραφία. Η ψηφιακή φωτογραφία που προκύπτει από την βάση δεδομένων, συγκρίνεται βιομετρικά, με αυτήν της CCTV την ίδια στιγμή το Σύστημα ελέγχει αν υπάρχουν τυχόν ειδοποιήσεις αναφορές (flags) για το συγκεκριμένο άτομο, π.χ. λιποτάκτης, φυγόδικος, ύποπτος τρομοκρατίας, κλπ. Το συγκεκριμένο παράδειγμα, αποτελεί την απλούστερη μορφή, ελέγχου, και ήδη εφαρμόζεται στις ημέρες μας (με κάποιες αποκλίσεις). Ασφάλεια βιομετρικού διαβατηρίου Η ασφάλεια επιτυγχάνετε μέσω τριών (3) επιπέδων ασφαλείας : Μέσω ψηφιακής υπογραφής η οποία πιστοποιεί αφενός ότι τα κωδικοποιημένα στοιχεία είναι γνήσια και αφετέρου την χώρα που έχει εκδώσει το διαβατήριο Προστασία ενάντια οποιασδήποτε αναρμόδιας ανάγνωσης ("skimming") μέσω του βασικού ελέγχου πρόσβασης (Basic Access Control), ένα ασφαλές πρωτόκολλο πρόσβασης Τα δεδομένα κλειδώνονται κάνοντας χρήση Υποδομής Δημοσίου Κλειδιού (PKI), το οποίο παρέχει προστασία κατά οποιασδήποτε τροποποίησης κωδικοποιημένων δεδομένων. Σε διεθνές επίπεδο έχουν αναληφθεί σχετικές νομοθετικές πρωτοβουλίες, όχι όμως και στον ελληνικό χώρο. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 76

77 4.3 Ιατροδικαστικές-Εγκληματολογικές εφαρμογές Σήµερα οι διωκτικές αρχές διαθέτουν αυτόµατα βιομετρικά συστήµατα τα οποία αξιοποιούν βιομετρικά χαρακτηριστικά ατόµων προκειµένου να αναγνωριστούν δράστες εγκλημάτων[20]. Η πρόοδος της τεχνολογίας, τις τελευταίες δεκαετίες, ακολούθησε μία αλματώδη πορεία βελτιώνοντας όχι μόνο την ποιότητα της καθημερινής ζωής των ανθρώπων αλλά και μεταβάλλοντας τον τρόπο οργάνωσης του κρατικού μηχανισμού. Το επίσημο σύστημα του κοινωνικού ελέγχου του εγκλήματος έχει επωφεληθεί από τις δυνατότητες που παρέχουν τα εξελιγμένα τεχνολογικά επιτεύγματα αναφορικά με τον εντοπισμό και τη σύλληψη των δραστών. Η σύγχρονη τεχνολογία, ως εργαλείο του κοινωνικού ελέγχου, έχει συντελέσει στην επικράτηση νέων μορφών ελέγχου. Το κλειστό κύκλωμα παρακολούθησης με κάμερες, οι βιομετρικές τεχνολογίες αναγνώρισης, η συνεργασία αστυνομικών και δικαστικών αρχών σε ευρωπαϊκό και διεθνές επίπεδο, το σύστημα πληροφοριών του Schengen, η ηλεκτρονική επιτήρηση κατ οίκον είναι παραδείγματα εφαρμογής του σύγχρονου κοινωνικού ελέγχου που έχουν μία κοινή συνιστώσα. Η βιομετρία είναι μία μέθοδος ανάλυσης των ανθρωπίνων χαρακτηριστικών, που στην περίπτωση της αναζήτησης παραβατών, έχει ως στόχο την ασφάλεια του συνόλου της κοινωνίας. Βασίζεται στο γεγονός ότι κάποια χαρακτηριστικά των ανθρώπων είναι όχι μόνο μετρήσιμα, αλλά και μοναδικά και, κατ επέκταση, μπορούν να οδηγήσουν στην πιστοποίηση της ταυτότητας ενός ατόμου. Πάντως, σήμερα, το σύστημα αναγνώρισης δακτυλικών αποτυπωμάτων αποτελεί την πιο διαδεδομένη μέθοδο εξακρίβωσης των στοιχείων ενός υπόπτου και έχει εξελιχθεί σε ένα εργαλείο υψηλής τεχνολογίας κατά του εγκλήματος. Το σύγχρονο σύστημα σάρωσης δακτύλου επεξεργάζεται τις μικρολεπτομέρειες και τις διακλαδώσεις του αποτυπώματος του δακτύλου του ατόμου. Τα στοιχεία που προκύπτουν συγκρίνονται με τα στοιχεία της αστυνομικής έρευνας από τον τόπο του εγκλήματος και, με αυτό τον τρόπο, πραγματοποιείται η ταυτοποίηση. Ένας τρόπος, ακόμη, με τον οποίο η τεχνολογική και επιστημονική πρόοδος διαπλέκονται με τον κοινωνικό έλεγχο αποτελεί η δυνατότητα συλλογής και ανάλυσης δείγματος του γενετικού υλικού των ατόμων για την εξιχνίαση Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 77

78 εγκλημάτων. Για τη σύνδεση ενός υπόπτου με τη διάπραξη ενός αδικήματος απαραίτητη προϋπόθεση είναι να έχουν ληφθεί από τον τόπο τέλεσης του αδικήματος ίχνη, όπως αίμα ή τρίχες. Επιπλέον, απαραίτητη είναι και η προσεκτική συλλογή και μεταφορά των ευρημάτων αυτών ώστε να μην επέλθουν αλλοιώσεις. Η αποθήκευση πληροφοριών, αναφορικά με το γενετικό υλικό των ατόμων, προς όφελος της εγκληματολογικής έρευνας, γίνεται σε ηλεκτρονικές βάσεις δεδομένων. Καταχωρίζονται, δηλαδή, σε τράπεζες δεδομένων, στοιχεία που αφορούν σε δείγματα γενετικού υλικού που έχουν παρθεί από υπόπτους ή δράστες. Οι Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής, μάλιστα, ήταν πρωτοπόρες και στον τομέα αυτό. Επίσης, το Ηνωμένο Βασίλειο, η Ολλανδία, η Αυστρία και η Γερμανία έχουν εγκαταστήσει τέτοιες βάσεις δεδομένων ενώ κάποιες άλλες ευρωπαϊκές χώρες βρίσκονται υπό σκέψη. Βέβαια, για τη δημιουργία βάσεων γενετικού υλικού απαιτούνται συγκεκριμένες νομοθετικές ρυθμίσεις από κάθε ενδιαφερόμενο κράτος. Σύμφωνα με την ελληνική νομοθεσία 5, γενετικό αποτύπωμα πρέπει να λαμβάνεται σε περιπτώσεις ανθρωποκτονίας ή σωματικής βλάβης σε βαθμό κακουργήματος, καθώς και σε εγκλήματα κατά της γενετήσιας ελευθερίας. Αστυνομικές υπηρεσίες σε διάφορες χώρες όπως στον Καναδά, τη Γερμανία και τις ΗΠΑ, έχουν δημιουργήσει τεράστιες βάσεις δεδομένων με δείγματα DNA από ανθρώπους που έχουν διαπράξει αξιόποινες πράξεις. Κεφάλαιο 5 ο (Ηλεκτρονικός οδηγός εκπαίδευσης) Στο πλαίσιο του παρόντος κεφαλαίου πραγματοποιείται ανάλυση απαιτήσεων σχετικά με τις λειτουργίες του διαδικτυακού τόπου που πρόκειται να αναπτυχθεί και να αποτελέσει ένα πλήρη οδηγό εκπαίδευσης στη Βιομετρία. Ο διαδικτυακός τόπος στοχεύει να λειτουργήσει ως δεξαμενή άντλησης ψηφιακού εκπαιδευτικού υλικού. Απαραίτητο χαρακτηριστικό είναι η επικαιροποίηση και διαρκής αναβάθμιση γνώσεων, προκειμένου να ανταποκρίνεται στις αυξανόμενες απαιτήσεις και μοναδική προϋπόθεση αποτελεί η πρόσβαση στο διαδίκτυο. 5 Ν2928/2001,αρ.5. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 78

79 Ο ηλεκτρονικός οδηγός εκπαίδευσης θα παρέχει στους επισκέπτες της ιστοσελίδας αρχικά μια εισαγωγή στην βιομετρία, την ιστορική εξέλιξη της, την αρχιτεκτονική, βιομετρικές μεθόδους, την χρήση της καθώς και κάποια χρήσιμα links όπου θα μεταφέρει τους χρήστες σε χρήσιμες για αυτούς σελίδες όπου θα μπορούν να αντλήσουν υλικό σχετικά με κώδικες και προγράμματα για την υλοποίηση εφαρμογών. Όλα τα προαναφερθέντα αναλύθηκαν εκτενώς στα προηγούμενα κεφάλαια. Ολόκληρο το εκπαιδευτικό υλικό που χρησιμοποιήθηκε για τη δόμηση του πεδίου γνώσεων αντλήθηκε από έγκυρες βιβλιογραφικές και ηλεκτρονικές πηγές. Πρόκειται για μια εύχρηστη και ιδιαίτερα αποτελεσματική μέθοδο ανάπτυξης οδηγού εκπαίδευσης, δεδομένου ότι θα περιέχει στο μενού Επικοινωνία, η δυνατότητα που θα δίνεται στο χρήστη να μπορεί να υποβάλει οποιαδήποτε ερώτηση έχει. Βασικές λειτουργίες που θα είναι σε θέση να υποστηρίζει είναι ανάγνωση, αντιγραφή, αποθήκευση και εκτύπωση πληροφοριών σχετικών με τη Βιομετρία, καθώς και η δυνατότητα υποβολής ερωτήσεων. Το σύστημα θα λειτουργεί σε οποιοδήποτε λειτουργικό σύστημα μέσω ενός προγράμματος περιήγησης (browser). Το σύστημα θα είναι προσβάσιμο και εύχρηστο μέσω Firefox, Internet Explorer, Opera, Safari, Google Chrome. Οι συσκευές μέσω των οποίων θα αλληλεπιδρά ο χρήστης με το σύστημα είναι οι τοπικές συσκευές εισόδου και εξόδου, δηλαδή πληκτρολόγιο, ποντίκι, οθόνη και ηχεία. 5.1 Κύκλος ζωής λογισμικού Ένα μοντέλο κύκλου ζωής λογισμικού είναι μια περιγραφή των δραστηριοτήτων και των επιμέρους φάσεων από τις οποίες διέρχεται μια εφαρμογή λογισμικού από την σύλληψη μέχρι την απόσυρση, καθώς και των εργασιών που λαμβάνουν χώρα σε κάθε μια από τις φάσεις αυτές. Οι πολύ γενικές φάσεις είναι σύλληψη, κατασκευή, χρήση/συντήρηση και απόσυρση. Εικόνα 32 :Γενικές φάσεις του κύκλου ζωής του λογισμικού Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 79

80 Τα μοντέλα κύκλου ζωής λογισμικού προσδιορίζουν τις διαδικασίες ανάπτυξης οι οποίες λαμβάνουν χώρα κατά τις γενικές φάσεις κατασκευή και χρήση /συντήρηση προσδιορίζοντας τις επιμέρους φάσεις στις οποίες αναλύονται.οι διαδικασίες ανάπτυξης λογισμικού μπορούν να ταξινομηθούν ως εξής : Προδιαγραφή, δηλαδή καθορισμός των εργασιών που θα εκτελεί το λογισμικό, καθώς και των περιορισμών και των παραδοχών που ισχύουν. Ανάπτυξη, δηλαδή κατασκευή του λογισμικού. Διακρίνουμε τις τρείς επιμέρους φάσεις: την ανάλυση, την σχεδίαση και την γραφή του πηγαίου κώδικα(κωδικοποίηση). Επαλήθευση, δηλαδή επιβεβαίωση της ικανοποίησης των προδιαγραφών και της μη ύπαρξης σφαλμάτων. Εξέλιξη, δηλαδή επαύξηση των λειτουργικών χαρακτηριστικών του λογισμικού ή τροποποίηση υπαρχουσών, προκειμένου να ικανοποιούνται οι μεταβαλλόμενες ανάγκες. Ένα μοντέλο κύκλου ζωής λογισμικού στοχεύει στη καθοδήγηση του κατασκευαστή προκειμένου αυτός να επιτύχει την καλύτερη δυνατή υλοποίηση των διαδικασιών ανάπτυξης λογισμικού, εννοώντας περισσότερο παραγωγική με τα λιγότερα δυνατά σφάλματα και το μικρότερο δυνατό ρίσκο στις εκάστοτε συνθήκες. Μια σημαντική παράμετρος που καταδεικνύει την σημασία των μοντέλων κύκλου ζωής είναι το κόστος. Το κόστος αναθεώρησης αποφάσεων ή/και διόρθωσης σφαλμάτων είναι τόσο μεγαλύτερο, όσο μεγαλύτερη είναι και η απαιτούμενη οπισθοδρόμηση της διαδικασίας που συνεπάγεται. Το κόστος αυτό δεν συνεπάγεται μόνο οικονομικούς πόρους που αποδίδονται στο έργο, αλλά και χρόνο καθυστέρησης που δεν είναι πάντα διαθέσιμος σε πραγματικές συνθήκες. Υπάρχουν αρκετά μοντέλα κύκλου ζωής τα οποία διαφοροποιούνται ως προς την σύλληψη της ιδέας του τρόπου κατασκευής αλλά ως και προς την επιμέρους φάσεις που προτείνουν, την επαναληπτικότητα και την εμβέλεια των εργασιών αυτών, τα ενδιάμεσα προϊόντα συστατικά λογισμικού και την περιγραφή τους τις Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 80

81 οικονομικές και επιχειρηματικές πλευρές χρήσης τους. Το πρώτο και γηραιότερο μοντέλο, αυτό του καταρράκτη, αντιμετωπίζει την ανάπτυξη του λογισμικού σαν την μεταφορά ενός μεγάλου ογκόλιθου από ένα σημείο σε κάποιο άλλο περνώντας από ενδιάμεσες στάσεις, αλλά μεταφέροντας από την μια στάση στην άλλη ολόκληρο τον ογκόλιθο. Σύντομα παρουσιάστηκαν προβλήματα στην ιδέα οπότε παρουσιάστηκαν και άλλα μοντέλα, τα οποία μεταφέρουν με διαφορετικούς και τρόπους μικρότερα τμήματα του ογκόλιθου. πιο ευέλικτους Αυτό λοιπόν που διαφοροποιεί τα διάφορα μοντέλα κύκλου ζωής λογισμικού είναι η εμβέλεια, η επαναληπτικότητα των διεργασιών καθώς και οι ενδιάμεσες αποτιμήσεις από τον πελάτη ή των κατασκευαστή. Μια περιγραφή ενός σύγχρονου μοντέλου κύκλου ζωής λογισμικού περιέχει μόνο γενικές κατευθύνσεις οι οποίες ειδικεύονται στο εκάστοτε περιβάλλον ανάπτυξης, πρόβλημα κτλ. Επίσης δεν είναι άρρηκτα συνδεδεμένο με κάποια μεθοδολογία ανάπτυξης λογισμικού, αλλά μπορεί να εξειδικευτεί για την πρακτική του κάθε κατασκευαστή. Διάγραμμα 1: Γενικό μοντέλο κύκλου ζωής 5.2 Κατηγορίες Χρηστών Ο «Οδηγός Εκπαίδευσης στη Βιομετρία»» θα απευθύνεται σε δύο κύριες κατηγορίες χρηστών: επισκέπτες και διαχειριστές. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 81

82 Όσον αφορά τους επισκέπτες μπορεί να είναι από φοιτητές μέχρι και πανεπιστημιακοί καθηγητές. Κάθε χρήστης ανάλογα με το επάγγελμά του και το επίπεδο σπουδών του, αναμένεται να έχει ένα ειδικό ενδιαφέρον σε ορισμένα πεδία γνώσης, παρ όλα αυτά, όλοι οι τύποι επισκεπτών συγκλίνουν στον επιμορφωτικό χαρακτήρα της δικτυακής εφαρμογής. Ο διαχειριστής του συστήματος μας έχει διπλό ρόλο, καθώς εκτός απ το να είναι ο υπεύθυνος για την τεχνική λειτουργία του συστήματος, θα ανανεώνει το εκπαιδευτικό υλικό και τις γενικότερες πληροφορίες του ιστοχώρου. Αναλαμβάνει τη συντήρηση και αναβάθμιση του συστήματος. Συγκεκριμένα διαχειρίζεται το κεντρικό μηχάνημα όπου είναι αποθηκευμένα όλα τα δεδομένα και ενημερώνει κάθε φορά το λογισμικό που χρησιμοποιείται από τις διάφορες υπηρεσίες. Όσον αφορά το δεύτερο ρόλο τους μπορούν πιο συγκεκριμένα να εισάγουν νέα δεδομένα, να τροποποιήσουν ή και να διαγράψουν κάποια ήδη υπάρχοντα. Μια τέτοια εφαρμογή με υψηλή ευχρηστία θα διασφαλίζει στους χρήστες: Μειωμένο χρόνο για αναζητήσεις και κόστος εκπαίδευσης Πλήρη κατανόηση των δεδομένων εξόδου της εφαρμογής μέσω και της αυξημένης ακρίβειας εισαγωγής δεδομένων Μειωμένη ανάγκη για τεχνική υποστήριξη Η υψηλή ευχρηστία όμως στο δημιουργό του λογισμικού προσφέρει: Μειωμένο κόστος συντήρησης και ανάπτυξης του λογισμικού Ικανοποιημένους χρήστες Μειωμένο κόστος τεχνικής υποστήριξης χρηστών 5.3 Ανάλυση Απαιτήσεων Η ανάλυση απαιτήσεων θεωρείται το πρώτο στάδιο στον κύκλο ζωής ενός λογισμικού προϊόντος. Η ανάλυση απαιτήσεων έχει ως στόχο την κατανόηση των αναγκών των χρηστών, της εργασίας που εκτελούν και των συνθηκών μέσα στις οποίες εργάζονται, ώστε το λογισμικό προϊόν που θα αναπτυχθεί να ανταποκρίνεται Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 82

83 όσο το δυνατόν πληρέστερα σ αυτές τις ανάγκες. Η διαδικασία της ανάλυσης απαιτήσεων χωρίζεται σε απαιτήσεις συστήματος και χρηστών Απαιτήσεις συστήματος Οι απαιτήσεις από το λογισμικό διακρίνονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες, στις λειτουργικές και στις μη λειτουργικές. Οι λειτουργικές απαιτήσεις καθορίζουν πλήρως την συμπεριφορά του συστήματος, δηλαδή επιθυμητά αποτελέσματα που αυτό πρέπει να παράγει ή γενικά την απόκριση την απόκριση που πρέπει να εμφανίζει στο περιβάλλον του όταν ισχύουν συγκεκριμένες συνθήκες. Οι μη λειτουργικές απαιτήσεις περιγράφουν χαρακτηριστικά που πρέπει να έχει το λογισμικό, τα οποία δεν αφορούν την εκτέλεση κάποιας λειτουργίας από αυτό. Οι μη λειτουργικές απαιτήσεις μπορούν να ταξινομηθούν σε επιμέρους κατηγορίες : Απαιτήσεις χρήσης, Απαιτήσεις αξιοπιστίας, Απαιτήσεις επιδόσεων, Απαιτήσεις υποστήριξης, Απαιτήσεις σχεδίασης, Απαιτήσεις υλοποίησης, Απαιτήσεις επικοινωνίας με άλλα συστήματα, Απαιτήσεις βάσεων δεδομένων, Φυσικές απαιτήσεις. Λειτουργικές ιδιότητες Προσθήκη, ανανέωση εκπαιδευτικού υλικού στον ιστότοπο. Τροποποίηση, διόρθωση ή αφαίρεση πληροφοριών από τον οδηγό εκπαίδευσης. Ανάγνωση, αντιγραφή, εκτύπωση του παρεχόμενου εκπαιδευτικού υλικού. Διαθεσιμότητα του διαδικτυακού χώρου σε πολλούς χρήστες ταυτόχρονα. Παροχή βοήθειας με την εισαγωγή στοιχείων επικοινωνίας. Πρόσβαση μέσω διαδικτύου. Το μόνο λογισμικό που χρειάζεται από την πλευρά του χρήστη, είτε διαχειριστή είτε επισκέπτη, είναι ένα πρόγραμμα περιήγησης. Υψηλή μεταφερσιμότητα του συστήματος, ώστε το σύστημα να λειτουργεί ομαλά ανεξάρτητα από την πλατφόρμα. Αποθήκευση της εφαρμογής σε ένα server. Δημιουργία back-up αρχείων. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 83

84 Μη λειτουργικές απαιτήσεις Χρήση του Dreamweaver για την δημιουργία ιστοσελίδας καθώς επίσης γλώσσες προγραμματισμού( html, php και css). Χρήση τοπικού server (Apache). Βάσεις Δεδομένων (mysql). Χρόνος απόκρισης σε περίπτωση αναζήτησης λιγότερος από 10 δευτερόλεπτα. Μικρή χωρητικότητα κάθε ιστοσελίδας, ώστε να γίνεται γρήγορα η φόρτωσή της. Ασφάλεια. Σαν ασφάλεια νοείται η διαφύλαξη της ακεραιότητας (ορθότητας) και διαθεσιμότητας των δεδομένων. Οι διεπαφές να είναι απλές και αποτελεσματικές. Το περιβάλλον της εφαρμογής να είναι ελκυστικό και προσεγμένο, ώστε να κεντρίζει το ενδιαφέρον του επισκέπτη, αλλά να μην τον αποπροσανατολίζει από το περιεχόμενο, γιατί ο ρόλος της είναι διδακτικός. Το εκπαιδευτικό υλικό να είναι διαθέσιμο σε διάφορα μέσα, ανάλογα με τις επιλογές του χρήστη (κείμενο, εικόνα, βίντεο κλπ). Περιοχές της οθόνης να διατηρούν σταθερή σχεδίαση, με τα πιο χρήσιμα για τον χρήστη μενού/ εργαλεία, ώστε να μην υπάρχει σύγχυση από την πλευρά του χρήστη. Σε κάθε βήμα της πλοήγησης, να υπάρχουν τα απαραίτητα μενού για έξοδο από την εφαρμογή ή πρόσβαση στην αρχική σελίδα. Ο χρήστης να γνωρίζει κάθε στιγμή σε ποια θέση του εννοιολογικού δικτύου βρίσκεται (ποια σελίδα μελετάει), ποιους κόμβους έχει ήδη επισκεφθεί, ποιοι είναι οι προτεινόμενοι Απαιτήσεις χρηστών Απαιτήσεις Διαχειριστή Δυνατότητα συντήρησης και αναβάθμισης του συστήματος. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 84

85 Διαχείριση του κεντρικού μηχανήματος που είναι αποθηκευμένα όλα τα δεδομένων. Διαχείριση συστήματος μέσω προγράμματος πλοήγησης χωρίς την ανάγκη εγκατάστασης επιπρόσθετου λογισμικού. Εύκολος τρόπος επιλογής και επεξεργασίας δεδομένων. Διαχείριση και κατηγοριοποίηση περιεχομένου, ώστε να διαμορφώνουν την εμφάνιση του ιστοχώρου (π.χ. μενού). Προσθήκη, διόρθωση ή διαγραφή και αποθήκευση εκπαιδευτικού υλικού. Ενημέρωση ανακοινώσεων. Καθορισμός κύκλου ζωής (Life Cycle) για κάθε κατηγορία περιεχομένου (χρονικός καθορισμός δημοσιοποίησης, απόσυρσης, απομάκρυνσης, επαναδημοσίευσης). Διαχείρισης περιεχομένου πολυμέσων (Audio, Video Files). Δυνατότητα άντλησης στατιστικών στοιχείων για τον αριθμό επισκεπτών. Απαιτήσεις Επισκέπτη Προσπέλαση του συστήματος μέσω προγράμματος πλοήγησης χωρίς την ανάγκη εγκατάστασης επιπρόσθετου λογισμικού. Ανάγνωση, αντιγραφή, εκτύπωση ή αποθήκευση (download) των σχετικών με τη Βιομετρία πληροφοριών που έχουν αναρτηθεί. Δυνατότητα προβολής του περιεχομένου που προτιμά (κείμενο, εικόνες, video). Δυνατότητα επικοινωνίας με το διαχειριστή (πιθανόν για παροχή βοήθειας). Δυνατότητα πρόσβασης και σε άλλους χρήσιμους ιστότοπους Δομημένη ανάλυση Ιεραρχική ανάλυση Η ιεραρχική ανάλυση περιγράφει μια διεργασία ως μια ιεραρχία σχεδίων και ενεργειών. Ο ηλεκτρονικός οδηγός εκπαίδευσης στη Βιομετρία, διασπάστηκε σε 5 βασικές διαδικασίες, οι οποίες με τη σειρά τους χωρίστηκαν σε περαιτέρω. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 85

86 Διάγραμμα 2: Ιεραρχική ανάλυση του Συστήματος «Οδηγός Εκπαίδευσης στη Βιομετρία» Διαγράμματα Ροής Δεδομένων Το διάγραμμα ροής δεδομένων το οποίο περιέχει τις απαιτήσεις του πελάτη με τη μορφή ενός δικτύου στο οποίο ρέουν δεδομένα τα οποία μετασχηματίζονται σε νέα δεδομένα από μονάδες λογισμικού. Κάθε μονάδα λογισμικού θεωρείται ως μετασχηματισμός που εφαρμόζεται επί κάποιων δεδομένων εισόδου προκειμένου να δημιουργήσει νέα δεδομένα εξόδου. Τα διαγράμματα ροής δεδομένων χρησιμοποιούνται εκτεταμένα στη δομημένη ανάλυση και σχεδίαση και αποτελούν την βάση για αρκετά από τα επόμενα βήματα της ανάπτυξης λογισμικού. Ένα διάγραμμα ροής δεδομένων: Είναι εύκολα κατανοητό. Είναι ακριβές στο επίπεδο του ποιες λειτουργίες γίνονται και όχι στο πως. Αποτελείται από πολλά διαφορετικά τμήματα, τα οποία αφορούν επιμέρους τμήματα του λογισμικού. Μπορεί να σχεδιάζεται σε διαφορετικά επίπεδα λεπτομέρειας. Δεν περιέχει πληροφορία για την χρονική αλληλουχία με την οποία συμβαίνουν οι μετασχηματισμοί δεδομένων. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 86

87 Είναι εύκολο να υποστεί μεταβολές, όταν κάτι τέτοιο κριθεί αναγκαίο. Η κατασκευή ενός διαγράμματος ροής δεδομένων είναι μια διαδικασία από πάνω προς τα κάτω (top-down) για να υπάρχει πληρέστερη και λεπτομερέστερη αναπαράσταση του συστήματος. Έτσι, προκύπτει η ακόλουθη ιεραρχία: Γενικό διάγραμμα ή Διάγραμμα επιπέδου μηδέν Διάγραμμα πρώτου επιπέδου Διάγραμμα κατωτέρων επιπέδων Στο παρακάτω διάγραμμα επιπέδου βλέπουμε ότι κάθε κατηγορία χρηστών αλληλεπιδρά με το σύστημα, στέλνοντας και λαμβάνοντας δεδομένα. Διάγραμμα 3: Διάγραμμα Επιπέδου 0 Στο διάγραμμα πρώτου επιπέδου που ακολουθεί περιγράφονται οι βασικές διεργασίες, ροές και αποθηκεύσεις δεδομένων. Ο διαχειριστής και ο επισκέπτης της διαδικτυακής εφαρμογής έχουν πρόσβαση στο εκπαιδευτικό υλικό μέσω διαδικτύου. Ο διαχειριστής είναι υπεύθυνος για τη διαχείριση του υλικού που παρουσιάζεται και βλέπει ο κοινός επισκέπτης μας. Ακόμη ο διαχειριστής αναλαμβάνει την εξασφάλιση της ασφάλειας του ιστοχώρου μας, καθώς και τη συντήρησή του. Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 87

88 Διάγραμμα 4: Διάγραμμα Επίπεδο Σχεδίαση διεπαφής χρήστη Είναι σημαντικό να υπάρχει καλή επικοινωνία μιας εφαρμογής με τον χρήστη, χωρίς μια καλή διεπαφή χρήστη, πιθανά ο χρήστης δεν θα μπορέσει ποτέ να πάρει το πλήρες περιεχόμενο της εφαρμογής.. Υπάρχουν γενικές και ειδικές αρχές σχεδιασμού μιας διεπαφής ανθρώπου υπολογιστή. Γενικές αρχές σχεδιασμού Στις γενικές αρχές συντονισμού κατατάσσονται τα εξής: 1. Συνέπεια Ντρέλια Γρηγορία Σελίδα 88