Введение. 
Разработка алгоритма цифровой обработки образов отпечатка пальца

Биометрия является прикладной областью знаний, использующей при создании различных автоматических систем разграничения доступа. В биометрии используются уникальные признаки, присущие каждому отдельному человеку (папиллярный узор пальца, форма кисти руки, узор радужной оболочки глаза, параметры голоса, черты лица, термограмма лица, схема кровеносных сосудов, форма и способ подписи, фрагменты генетического кода и др.) и не отделимые от него.

Биометрическая идентификация является дополнительным уровнем защиты, так как биометрические данные человека сложно подделать. Так же биометрические данные неизменны и уникальны для каждого человека, что является их достоинством. Основное преимущество аутентификации по биометрическим параметрам очевидно: данные невозможно забыть, потерять, передать другому человеку или украсть, воспроизвести в полном объеме.

Для биометрических методов идентификации и аутентификации используются статистические и динамические характеристики личности. Биометрическими характеристиками человека могут являться голос, лицо, структура ДНК, отпечатки пальцев, контур ладони, рисунок вен руки, сетчатка глаза, особенности подписи, походки и другие. На рисунке 1.1 приведена классификация биометрических методов по принципу действия.

Рис. 1.1. Биометрический методы аутентификации

Как видно их рисунка 1, методы биометрической аутентификации делятся на два класса: статистическая и динамическая. Статистическая аутентификация включает методы, основанные на изучении и анализе характеристик, не меняющихся с течением всей жизни человека, таких как отпечаток пальца, рисунок радужной оболочки глаза, строение ДНК и другие. Динамические методы построены на анализе тех характеристик человека, которые могут измениться с течением времени, такие как походка, почерк или характер набора на клавиатуре.

Идеальная биометрическая характеристика должна обладать следующими свойствами:

• *универсальность — возможность представления человека одной единственной характеристикой;
• *уникальность — исключение возможности существования двух человек с идентичными характеристиками;
• *постоянство — независимость характеристики от времени и (относительно) от внешних условий;
• *измеримость — возможность быстрого и легкого получения характеристики

В таблице 1.1 показаны экспертные оценки свойств характеристик человека.

Таблица 1.1. Экспертные оценки свойств биометрических характеристик человека. +++ - высокая оценка, ++ - средняя, + - низкая.

Как видно из таблицы, отпечаток пальца, являющийся основной темой данной статьи, имеет высокую оценку уникальности и постоянства, и среднюю оценку универсальности и измеримости.

С точки зрения потребителя биометрическая идентификация является подготовительной операцией перед основными процедурами биометрической аутентификации. Основной задачей биометрических систем является задача биометрической аутентификации. Принципиальным отличием идентификации и аутентификации является уровень доверия к пользователю. На предварительном этапе идентификации системы (обучения системы) уровень доверия к регистрируемому пользователю априорно высок. В многопользовательской системе биометрическая идентификация обязательно должна проводиться под прямым контролем ее владельца или его представителя, подтверждающего полномочия регистрируемой личности и корректность ее поведения при обучении системы.

Режим биометрической аутентификации, напротив, предполагает низкий уровень доверия к аутентифицируемой личности. При биометрической аутентификации личность-заявитель должна доказать подлинность своего заявленного имени путем предъявления своих уникальных биометрических образов. Следует отметить, что биометрическая аутентификация потенциально уязвима, если она используется независимо от методов классической аутентификации, основанных на протоколов с использованием паролей и ключей. Достаточный уровень информационной безопасности может быть обеспечен только путем сочетания методов классической и биометрической аутентификаций.

Как видно из диаграммы (Рисунок 1.2), дактилоскопический метод, основанный на уникальности рисунка папиллярных линий на пальцах человека, является самым распространенным на сегодняшний день биометрическим методом.

Рис. 1.2. Распространенность различных биометрических методов, %.