Биометрия

Биометрия — это совокупность методов и технологий автоматической идентификации и аутентификации личности, основанных на измерении и анализе уникальных физиологических или поведенческих характеристик человека. Биометрические данные представляют собой цифровые шаблоны, которые сравниваются с ранее зарегистрированными образцами для установления или подтверждения личности. Основными требованиями к биометрическим параметрам являются универсальность (присутствие у всех людей), уникальность (отсутствие совпадений у разных индивидов), постоянство (неизменность во времени) и измеримость (возможность технической регистрации).

История

Использование физических признаков для идентификации человека имеет многовековую историю. Первые известные случаи применения дактилоскопии (идентификации по отпечаткам пальцев) относятся к Древнему Китаю и Вавилону, где оттиски пальцев использовались в качестве подписи на глиняных табличках и документах.

В XIX веке началось научное изучение биометрических признаков. В 1880-х годах британский учёный Фрэнсис Гальтон разработал классификацию отпечатков пальцев, доказав их уникальность и неизменность. В 1891 году хорватский полицейский чиновник Иван Вучетич создал первую систему дактилоскопической регистрации. В начале XX века дактилоскопия стала стандартным методом криминалистической идентификации во многих странах мира.

В середине XX века началось развитие автоматизированных систем. В 1960-х годах появились первые компьютерные системы распознавания лиц, а в 1970-х — системы идентификации по голосу и подписи. Массовое внедрение биометрических технологий в гражданские сферы началось в 1990-х годах с развитием цифровых сенсоров и вычислительных мощностей. В 2000-х годах биометрия стала применяться в паспортно-визовых системах (биометрические паспорта), банковском секторе и мобильных устройствах.

Типы биометрических характеристик

Биометрические характеристики делятся на две основные категории: физиологические (статические) и поведенческие (динамические).

Физиологические характеристики

К физиологическим характеристикам относятся неизменные или медленно меняющиеся анатомические признаки человека:

• Отпечатки пальцев — наиболее распространённый и изученный биометрический параметр. Папиллярные узоры на подушечках пальцев уникальны для каждого человека и не меняются в течение жизни. Методы анализа включают сравнение по характерным точкам (минуциям) и по узорам в целом.
• Геометрия лица — распознавание по чертам лица (расстояние между глазами, форма носа, контур челюсти). Современные системы используют 2D- и 3D-сканирование, а также инфракрасные камеры для устойчивости к освещению.
• Радужная оболочка глаза — уникальный рисунок радужной оболочки, формирующийся к 8-12 месяцам жизни и остающийся неизменным. Считается одним из самых надёжных биометрических параметров с низкой вероятностью ложного совпадения.
• Сетчатка глаза — рисунок кровеносных сосудов на дне глазного яблока. Требует близкого контакта со сканером и используется реже из-за инвазивности процедуры.
• Геометрия руки — форма и размеры ладони, длина и ширина пальцев. Используется в системах контроля доступа, но менее точна, чем отпечатки пальцев или радужная оболочка.
• ДНК — генетический код человека, обеспечивающий абсолютную точность идентификации. Однако из-за высокой стоимости, длительности анализа и инвазивности забора образцов применяется преимущественно в криминалистике и судебной медицине.
• Венозный рисунок — расположение вен на ладони или пальце, видимое в инфракрасном спектре. Считается устойчивым к подделке, так как вены находятся под кожей.

Поведенческие характеристики

Поведенческие характеристики основаны на динамических особенностях действий человека:

• Голос — идентификация по тембру, высоте, ритму и другим акустическим параметрам речи. Чувствителен к шуму, состоянию здоровья (простуда) и эмоциональному состоянию.
• Походка — распознавание по биомеханике ходьбы, включая длину шага, угол наклона корпуса, движение рук. Используется в системах видеонаблюдения на расстоянии.
• Подпись — анализ динамики нанесения подписи (скорость, давление, ускорение), а не только статического изображения. Применяется в банковской сфере и документообороте.
• Клавиатурный почерк — манера набора текста на клавиатуре (интервалы между нажатиями, длительность удержания клавиш). Используется для аутентификации пользователей в компьютерных системах.

Методы и технологии

Сбор данных

Для регистрации биометрических характеристик используются специализированные сенсоры: оптические, ёмкостные, ультразвуковые сканеры отпечатков пальцев; камеры видимого и инфракрасного диапазона для лица и радужной оболочки; микрофоны для голоса; планшеты для подписи. В мобильных устройствах применяются встроенные камеры, микрофоны и датчики.

Обработка и хранение

Собранные данные преобразуются в цифровой шаблон — математическое представление биометрических характеристик, которое не является исходным изображением или записью. Шаблоны хранятся в базах данных (локальных или централизованных) и сравниваются с новыми образцами при идентификации. Для защиты от утечек применяются методы шифрования и хэширования.

Сравнение и принятие решения

Система сравнивает полученный шаблон с хранящимися образцами, вычисляя степень сходства. Решение принимается на основе порогового значения: если сходство превышает порог, идентификация считается успешной. Основные показатели точности — FAR (False Acceptance Rate, вероятность ложного допуска) и FRR (False Rejection Rate, вероятность ложного отказа).

Применение

Биометрические технологии используются в различных сферах:

• Правоохранительная деятельность — идентификация подозреваемых, поиск пропавших без вести, установление личности неопознанных тел. В России функционирует автоматизированная дактилоскопическая информационная система (АДИС) МВД.
• Государственные услуги и документы — биометрические паспорта и визы (содержат цифровую фотографию и отпечатки пальцев), электронные удостоверения личности. В России с 2018 года действует Единая биометрическая система (ЕБС), предназначенная для удалённой идентификации граждан при получении государственных и банковских услуг.
• Банковский сектор — удалённая идентификация клиентов для открытия счетов, проведения платежей, доступа к онлайн-банкингу. В России с 2021 года банки обязаны использовать ЕБС для удалённой идентификации, если клиент не явился лично.
• Контроль доступа — пропускные системы на предприятиях, в офисах, на транспорте (например, в аэропортах и метрополитенах).
• Мобильные устройства — разблокировка смартфонов и планшетов по отпечатку пальца, лицу, радужной оболочке глаза.
• Медицина — идентификация пациентов, привязка электронных медицинских карт, контроль доступа к лекарственным средствам.
• Пограничный контроль — автоматизированные паспортные контроли (e-gates) в аэропортах, ускоряющие прохождение границы.

Правовое регулирование в России

В Российской Федерации обработка биометрических персональных данных регулируется Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» и Федеральным законом № 572-ФЗ «Об осуществлении идентификации и (или) аутентификации физических лиц с использованием биометрических персональных данных». Согласно законодательству, сбор и обработка биометрических данных допускаются только с письменного согласия субъекта, за исключением случаев, предусмотренных законом (например, в целях обороны, безопасности, правосудия).

Создание и функционирование Единой биометрической системы (ЕБС) регулируется постановлением Правительства РФ. Граждане имеют право отказаться от передачи своих биометрических данных в ЕБС, а также требовать их удаления. В 2023 году вступили в силу поправки, упрощающие сбор биометрии в государственных органах и банках, одновременно усиливающие ответственность за утечки данных.

Критика и риски

Применение биометрических технологий вызывает ряд критических замечаний и опасений:

• Угроза приватности — биометрические данные являются уникальными и неизменными, в отличие от паролей. Их утечка или компрометация может привести к невозможности восстановления контроля над собственной идентичностью.
• Риск дискриминации — некоторые биометрические системы могут демонстрировать систематические ошибки в отношении определённых групп населения (по расовому, половому или возрастному признаку).
• Нарушение прав человека — массовый сбор биометрических данных без информированного согласия граждан рассматривается как вторжение в частную жизнь. В ряде стран (например, в некоторых штатах США) введены ограничения на использование биометрии в общественных местах.
• Технические ограничения — системы могут ошибаться при изменении внешности (возраст, травмы, пластическая хирургия), плохом освещении, шуме или низком качестве сенсоров.
• Безопасность хранения — централизованные базы биометрических данных являются привлекательной целью для киберпреступников. Утечка таких данных может иметь необратимые последствия.

Интересные факты

• Вероятность совпадения отпечатков пальцев у двух разных людей оценивается как 1 к 64 миллиардам, что значительно меньше численности населения Земли.
• Рисунок радужной оболочки глаза содержит около 200 уникальных характеристик, что делает его одним из самых надёжных биометрических параметров.
• Первым серийным смартфоном со сканером отпечатков пальцев стал iPhone 5S (2013 год), оснащённый технологией Touch ID.
• В 2023 году в России было зарегистрировано более 30 миллионов биометрических шаблонов в Единой биометрической системе.
• Биометрические технологии используются не только для идентификации людей, но и для идентификации животных (например, по рисунку носа у собак или по пятнам на шкуре у леопардов).

Источники

• Федеральный закон № 152-ФЗ «О персональных данных» (Российская Федерация)
• Федеральный закон № 572-ФЗ «Об осуществлении идентификации и (или) аутентификации физических лиц с использованием биометрических персональных данных» (Российская Федерация)
• Jain, A. K., Ross, A., & Prabhakar, S. (2004). An Introduction to Biometric Recognition. IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology.
• Maltoni, D., Maio, D., Jain, A. K., & Prabhakar, S. (2009). Handbook of Fingerprint Recognition. Springer.
• Wayman, J. L., Jain, A. K., Maltoni, D., & Maio, D. (2005). Biometric Systems: Technology, Design and Performance Evaluation. Springer.
• Материалы официального сайта Единой биометрической системы (ЕБС) России
• Отчёты и публикации Роскомнадзора по вопросам обработки биометрических персональных данных