Биометриялық аутентификацияны жүзеге асыру әдістері
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
ҒҰМАРБЕК ДӘУКЕЕВ АТЫНДАҒЫ АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ
коммерциялық емес акционерлік қоғамы
Ақпараттық технологиялар институты
Ақпараттық жүйелер кафедрасы
ҚОРҒАУҒА ЖІБЕРІЛДІ
Кафедра меңгерушісі _________________________
(ғылыми атағы, аты-жөні)
__________ ______ _________________20____ж.
(қолы)
ДИПЛОМДЫҚ ЖОБА
Тақырыбы: Arduino тақтасын пайдалана отырып екі факторлы аутентификация қатынасы бар ақпараттық жүйені құру
Мамандығы: Ақпараттық жүйелер______________
(аты-жөні)
Орындаған: Дүйсеш Ақмарал Нұрланқызы _______ Группа ИСк-18-1___
(ғылыми атағы, аты-жөні)
Ғылыми жетекші: ___________________________________ ________________.Кеңесшілер:
Экономикалық бөлім бойынша:
(ғылыми атағы, аты-жөні)
___________________________________ ________________________________ (қолы)
__________ ______ _________________20____ж.
Тіршілік қауіпсіздігі бөлімі бойынша:
(ғылыми атағы, аты-жөні)
___________________________________ ________________________________ (қолы)
__________ ______ _________________20____ж.
(ғылыми атағы, аты-жөні)
Мөлшер бақылаушы: ___________________________________ ____________ (қолы)
__________ ______ _________________20____ж.(ғылыми атағы, аты-жөні)
Пікір беруші: ___________________________________ ________________________________
(қолы)
__________ ______ _________________20____ж.
Алматы 2022
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
ҒҰМАРБЕК ДӘУКЕЕВ АТЫНДАҒЫ АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ
коммерциялық емес акционерлік қоғамы
Ақпараттық технологиялар институты
Ақпараттық жүйелер кафедрасы
5В - Ақпараттық жүйелері мамандығы
Дипломдық жобаны орындауға берілген
ТАПСЫРМА
(аты-жөні)
Студент Дүйсеш Ақмарал Нұрланқызы ________________________ Жобаның тақырыбы: Arduino тақтасын пайдалана отырып екі факторлы аутентификация қатынасы бар ақпараттық жүйені құру
2021 ж. № универститет бұйрығымен бекітілді.
Аяқталған жұмысты тапсыру мерзімі: 2022 ж.
Жобаның бастапқы деректері (зерттеу (жобалау) нәтижелерінің талап етілетін параметрлері және объектінің бастапқы деректері): Дипломдық жобаның тапсырмасын орындауға арналған бастапқы материалдар - ZFM60 V1.4 саусақ ізі сканері, карта мен кілті бар 13.56 Mhz RFID модулінің жиынтығы, көлбеу датчик модулі, DFPlayer Mini MP3 плеері, Arduino Mega 2560 (CH340), қуат көзі 22012V 5A, DC-DC түрлендіргіші 12V 5, Arduino үшін IRF520 транзисторлық модулі, сымдар, резисторлар, құлыптау ысырмасы, USB сымы, сейфке арналған металл қораптар, Arduino, Delphi 10.
Дипломдық жобада әзірленетін сұрақтар тізімі немесе дипломдық жобаның қысқаша мазмұны: Жұмыстың мақсаты - екі факторлы аутентификация: саусақ ізі сканері және RFID картасы бойынша рұқсаты бар сейфтің моделін жасау. Дипломдық жобаның міндеттері - сейфті қорғау жүйесіне биометриялық сканерді енгізу, сейфті қорғау жүйесіне RFID модулін енгізу, қол жетімділікті бөлуді жүзеге асыру үшін бағдарламалық жасақтама жасау.
Графикалық материалдардың тізбесі (міндетті түрде дайындалатын сызбаларды көрсету): бағдарламаның құрылымдық схемасы, биометриялық модуль және RFID модулі, құрылымдық құрылғылардың қосылу схемасы.
Негізгі ұсынылатын әдебиеттер: В.В. Вихман, А.А. Якименко Биометрические системы контроля и управления доступом в задачах защиты информации: учебно-метод. Пособие . - Новосибирск: НГТУ, 2016. - 54 б.; Антти Суомалайнен Биометрическая защита: обзор технологии - М.: ДМК Пресс, 2019. - 104 б.
Жоба бойынша жобаның бөлімдеріне қатысты белгіленген кеңесшілер
Бөлімдері
Кеңесшілері
Мерзімі
Қолы
Экономикалық бөлім
Тіршілік қауіпсіздігі
Диплом жобасын дайындау
КЕСТЕСІ
Бөлімдердің атауы, әзірленетін мәселелердің тізімі
Ғылыми жетекшіге ұсыну мерзімдері
Ескерту
Дипломдық жобаның құрылымдық бөлшектерін зерттеу
Саусақ ізі сканерін ARDUINO тақтасына қосу
RFID сканерін ARDUINO тақтасына қосу
Биометриялық сканер мен RFID модулі арасындағы өзара әрекеттесуді құру
Дыбыстық дабылды, еңкейту датчиктерін баптау
ARDUINO тақтасы үшін код жазу
Сейфке кіруді бөлуді ұйымдастыру үшін Delphi 10-да бағдарламалық жасақтама жазу
Конструкцияның осалдықтарын іздеу
Экономика және ТҚ бөлімдері
Тапсырманың берілген уақыты 2021ж.
Кафедра меңгерушісі _____________________
(қолы)
Жобаның ғылыми жетекшісі _________________
(қолы)
Тапсырманы қабылдаған студент ______________ Дүйсеш А.Н.
(қолы)
Аңдатпа
Бұл дипломдық жұмыстың мақсаты - саусақ ізі сканері мен RFID картасын қолдана отырып екі факторлы аутентификацияға қол жетімді сейфтің моделін құру.
Жұмыста басты назар схемотехникалық бөлімі бойынша жүргізілді. Бұл дипломдық жұмысты орындау кезінде негізгі компонент болып Arduino тақтасы (плата) қолданылды. Ақпараттық жүйеліктің қауіпсіздігін сақтау үшін саусақ ізінің сканері мен RFID модулі тақтаға қосылды және бағдарламалық жасақтама ретінде Delphi 10 Seattle программасымен жүзеге асырылды.
Аннотация
Целью данной дипломной работы является создание модели сейфа с доступом к двухфакторной аутентификации с использованием сканера отпечатков пальцев и RFID-карты.
Основное внимание в работе было уделено схемотехническому разделу. При выполнении данной дипломной работы основным компонентом использовалась плата Arduino (плата). Для обеспечения безопасности информационной системности сканер отпечатков пальцев и RFID-модуль были подключены к плате и реализованы с помощью программы Delphi 10 Seattle в качестве программного обеспечения.
Annotation
The purpose of this thesis is to create a safe model with access to two - factor authentication using a fingerprint scanner and an RFID card.
The main focus of the work was on the schematic section. When performing this thesis, the main component was the Arduino board (Plata). To ensure the security of the Information System, a fingerprint scanner and RFID module were added to the board and implemented as software by the Delphi 10 Seattle program.
Мазмұны
Кіріспе 9
1 Теориялық бөлімі 10
1.1 Биометриялық аутентификацияны жүзеге асыру әдістері 10
1.2 Биометриялық аутентификацияның негізгі әдістерін салыстырмалы талдау 14
1.3 Іске асыру үшін әдісті таңдауды негіздеу 20
1.4 Контактісіз карталар бойынша сәйкестендіру 21
2 Практикалық бөлім 24
2.1 Құрылымдық бөлшектер мен схемалардың сипаттамасы 24
2.2 Delhi 10 Seattle-де БҚ 36
2.3 Arduino бағдарламасының коды 44
2.4 Жұмыс нәтижесі 50
Қорытынды
Әдебиеттер тізімі
А Қосымшасы
Б Қосымшасы
Кіріспе
Ақпаратты биометриялық қорғауға қатысты сұрақтар өте өзекті. Қолдану саласының кеңеюімен биометриялық технологиялар парольдерді алмастырғыштан ақпараттық жүйелерінің толыққанды компонентіне айналды, оны біріктіру ойластырылған тәсілді қажет етеді. Осыған байланысты, бүгінгі таңда биометриялық технологияларды енгізу кезінде тану дәлдігі, меншіктің жалпы құны, үлгілерді алу және деректерді өңдеу жылдамдығы, ішкі және жүйелік қауіпсіздік, ақпараттың құпиялылығы, интерфейстің ыңғайлылығы және пайдаланушының мақұлдауы сияқты көптеген сипаттамаларды ескеру қажет.
Бұл дипломның мақсаты - екі факторлы аутентификацияға қол жетімді сейфтің моделін құру: саусақ ізі сканері және RFID картасы. Дипломдық жобаның міндеттері - сейфті ақпараттық жүйесіне биометриялық сканерді енгізу, RFID модулін енгізу және қол жетімділікті бөлуді жүзеге асыру үшін бағдарламалық жасақтама жасау.
Биометрия - бұл көптеген аспектілерді, соның ішінде құқықтық және әлеуметтік мәселелерді, сонымен қатар эргономика, қауіпсіздік, деректердің тұтастығын сақтау және кең ауқымды жүйелерді қолдану мәселелерін (қателіктерге төзімділікті қамтамасыз ету шаралары мен сәтсіздіктерді қалпына келтіру процедураларын қоса) қамтитын кең зерттеу саласы. Биометриялық технологиялардың танымал болу себептері айқын: бұл олардың сенімділігі, қауіпсіздігі, тиімділігі, жайлылығы. Басқа технологиялардан айырмашылығы, биометрия адамдармен жұмыс істейді және олардың даралығын анықтайды, әйтпесе биометриялық шешімдер жұмыс істей алмайды. Кең мағынада Биометрия адамның ерекше физикалық жәненемесе мінез-құлық сипаттамаларын өлшеу деп түсініледі. Физиологиялық сипаттамалардың мысалдары саусақ іздері, қол пішіні, бет сипаттамалары, көз түстері. Мінез-құлық сипаттамаларына уақыт өте келе алынған немесе пайда болған ерекшеліктер немесе сипаттамалар, яғни қолтаңба динамикасы, дауысты сәйкестендіру, пернелерді басу динамикасы жатады. Тар мағынада, бұл ұғымға бірегей биометриялық параметрлерді талдауға негізделген адамды автоматты түрде анықтау жәненемесе оның жеке басын растау технологиялары мен жүйелері кіреді.
Биометрия үлгіні тану теориясымен тығыз байланысты. Биометрия үлгіні тану теориясының элементтерін қамтығандықтан, биометриялық мэтчерлерді дамытуда және жүйелердің дәлдігін талдауда статистикалық әдістер мен ықтималдық теориясын қолданады, өйткені биометриялық жүйе қателіктердің толық болмауына кепілдік бере алмайды. Бірақ Биометрия саласында байыпты теориялық жұмыс жүргізіліп, нәтижелерге тесттер мен статистикалық талдау жүргізілетінін мойындау керек. Бұл ақпаратты жүйелер саласындағы мамандардың назарын аударады.
1 Теор иялық бөлім
1.1 Биометриялық аутентификацияны жүзеге асыру әдістері
Аутентификация үшін әртүрлі тәсілдерді қолдану өзінің артықшылықтарын ұсынады: сәйкестендіру белгілері жоғалмайды немесе ұмытылмайды, үшінші тұлғаларға берілмейді, әдеттегі байланыссыз карталардан айырмашылығы, жалған немесе ұрлау мүмкін емес. Сонымен қатар, сәйкестендірудің 100% сенімділігінің болмауы, оқырмандардың салыстырмалы түрде жоғары құны және сәйкестендіру процесінің ұзақ уақытқа созылатын жиі кездесетін кемшіліктері де бар. Бұл тарауда біз электронды түрде ақпаратты оқудың танымал және дамып келе жатқан әдістерін, әртүрлі әдістердің ерекшеліктері мен перспективаларын қарастырамыз.
Сәйкестендіру жүйелерінің жұмыс принципі биометриялық оқырманның сканерінен кескін алуға және оны электронды түрде шаблонға айналдыруға негізделген, содан кейін ол алдын-ала жасалған электронды деректер банкімен салыстырылады. Шаблондар КББЖ (кіруді бақылау және басқару жүйесі) деректер базасында да, оқу құрылғысының ішкі жадында немесе кіру картасының жадында да сақталуы мүмкін.
Тірі объектіні (адамды) сәйкестендіру үшін қол жеткізуді басқарудың биометриялық жүйелерінде әрбір адамға бірегей параметрлер пайдаланылады. Ең көп тарағандары-азаматтарды келесі белгілер бойынша анықтайтын жүйелер:
- саусақ іздері;
- веналардың немесе оқшаулағыштарды бақылау құрылғысы геометриясының суреті;
- көз торы;
- бет геометриясы немесе термограммасы.
Ақпаратты геометриялық оқудың әр әдісін қарастырамыз. Мысалы, адамның бет геометриясы. Техникалық іске асыру тұрғысынан адамдарды биометриялық сәйкестендіру күрделі және қымбат міндет болып табылады және бейнекамерамен түсірілген суреттер негізінде екі өлшемді немесе үш өлшемді бет модельдерін құруға негізделген. Бұл пайдаланушы үшін ең ыңғайлы және әрдайым байқалмайды, құрылғымен физикалық байланыс қажет емес.
Екі өлшемді модельді құру кезінде жалпақ кескін алынады, мұндай жүйелер сканерлеу кезінде жарықтандыру мен беттің орналасуын талап етеді, осыған байланысты көптеген қателер орын алады.
Үш өлшемді модельді құру кезінде үш өлшемді кескін алынады, бұл терінің түсінің өзгеруі (соның ішінде косметика көмегімен), сақал немесе мұртты тағу, науқас кездегі адам бетінің өзгеруі және т.б. сияқты факторлардың әсерін азайту арқылы танудың дәлдігіне қол жеткізуге мүмкіндік береді, сонымен қатар беттің 3D моделін құрудың жеткілікті жылдамдығын қамтамасыз етеді.
1.1-суретте адам бетінің геометриясы бойынша сканерлеудің иллюстрациясы ұсынылған.
1.1 Сурет - Адам бетінің геометриясы бойынша сканерлеудің иллюстрациясы
Бетті танудың сенімділігін арттыру үшін көзілдіріктің, шляпаның немесе жалған элементтердің болуын өтейтін бет термограммасы (инфрақызыл сканерлеу) қосымша пайдаланылуы мүмкін.
Қабыршық пен көз торы. Көздің қабыршығын сәйкестендіру - биометриялық сәйкестендірудің ең сенімді, бірақ қымбат технологиясының бірі. Көздің қабыршығы ерекше, зақымданудан қорғалған және уақыт өте келе өзгермейді. Көзілдірік пен контактілі линзалар кескін алуға әсер етпейді, тіпті соқыр адамды да осылай анықтауға болады.
1.2-суретте осы әдістің иллюстрациясы көрсетілген.
1.2 Сурет - Қабыршық пен көз торын сканерлеу әдісінің иллюстрациясы
Суретті алғаннан кейін көздің қабыршығының суреті туралы жиіліктің немесе басқа деректердің бөлінуі орын алады, олар шаблонға сақталады. Бұл әдіс өте ыңғайлы, өйткені ол құрылғымен физикалық байланысты қажет етпейді және көзге бағытталған жарқын жарық ағыны жоқ. Ажыратымдылығы 3 Мп-ден асатын камераны пайдалану кезінде біз бір кадрға 2 көзді түсіре аламыз, бұл тану сенімділігін айтарлықтай арттырады.
Бұл принцип көз торын сәйкестендірумен салыстырғанда тез ыңғайлы және оны бірнеше ондаған мың адамнан тұратын объектілерде қолдануға болады. Қазіргі уақытта оның жетістіктері арқасында белсенді дамып келеді.
Көздің тор қабығында сәйкестендіру кезінде көздің артқы қабырғасындағы қан тамырларын жұмсақ сәуленің лазермен сәулелендіру арқылы алынған көз түбінің (торының) бетінде орналасқан қан тамырларының үлгісі қолданылады. Көз торы - дененің ең тұрақты физиологиялық белгілерінің бірі, бірақ бұл әдіс өте қымбат, өткізу қабілеті төмен және ыңғайлы емес, өйткені пайдаланушы бірнеше секунд ішінде отыруға және көзілдірікке қарауға мәжбүр. Қазіргі уақытта КББЖ-да көз торын анықтау сирек қолданылады.
Алақан тамырларының үлгісі және оның геометриясы бойынша сәйкестендіру. Алақан тамырларының суретін сәйкестендіру инфрақызыл камерамен қолдың сыртқы немесе ішкі жағын суретке түсіру кезінде үлгіні алуға негізделген. Байланыссыз компоненттің арқасында бұл әдіс пайдаланушы үшін өте ыңғайлы, ал жалған жасау мүмкіндігі жоқ, бірақ тамыр аурулары сәйкестендіру нәтижесін қиындатуы немесе бұрмалауы мүмкін.
1.3-суретте алақанның геометриясы мен көктамырлардың суреті бойынша сканерленуінің иллюстрациясы көрсетілген .
1.3 Сурет - Геометрия және тамырлардың суреті бойынша алақанды сканерлеу иллюстрациясы
Танудың сенімділік дәрежесін көздің қабыршығымен салыстыруға болады, дегенмен жабдықтың құны әлдеқайда төмен.
Алақанның геометриясын анықтау әдісі алақанның ені, алақанның ортасына жазылған шеңбердің радиусы, саусақтардың ұзындығы және қолдың биіктігі сияқты қол пішінінің жеке параметрлерін өлшеуге негізделген, сонымен қатар кез-келген алақанда бар бес негізгі сызық ескеріледі.
Бұл әдістің сенімділігі саусақ ізін анықтаумен салыстырылады және объектінің күйіне де байланысты, өйткені тіндердің ісінуі немесе қолдың көгеруі бастапқы құрылымды бұрмалауы мүмкін, қолдар жасына қарай өзгеруі мүмкін.
Пайдаланудың артықшылықтарына температураны, ылғалдылықты және ластануды сканерлеу процесіне әсер етпеу жатады, дегенмен қазіргі уақытта КББЖ-да қолдың геометриясы бойынша сәйкестендіру сирек қолданылады.
Саусақ ізі. Саусақ ізін анықтау - ең көп таралған, сенімді және тиімді биометриялық технология. Бұл технологияның әмбебаптығына байланысты оны кез-келген салада және пайдаланушыларды сенімді сәйкестендіру қажет кез-келген мәселені шешу үшін қолдануға болады. Әр адамның барлық саусақтарының іздері папиллярлық сызықтардың үлгісінде ерекше және тіпті егіздерде де ерекшеленеді. Саусақ іздері өмір бойы және ересек адамда өзгермейді, оларды анықтау оңай және қарапайым. Егер саусақтардың біреуі зақымдалған болса, сәйкестендіру үшін біз резервтік басып шығаруды қолдана аламыз, ол туралы ақпарат, әдетте, пайдаланушыны тіркеу кезінде биометриялық жүйеге енгізіледі.
Штрих-код бойынша қосымша сәйкестендіру. Штрих-код - бұл геометриялық фигуралар түрінде кодталған сандық немесе алфавиттік-сандық таңбалар жиынтығы, мысалы, қара және ақ жолақтардың тізбегі. Штрих-кодтар әр түрлі болады, олардың көмегімен ақпараттың қандай көлемін және қандай түрін кодтауға болатындығымен ерекшеленеді.
Қол жеткізуді басқару жүйелерінде ең қарапайым штрих-кодтар қолданылады, өйткені, әдетте, идентификатор арқылы көптеген деректерді беру міндеті тұрмайды. Мәселен:
- Code 39;
- Code 128;
- EAN‑13.
Штрих-кодты кез-келген бетке қолдануға болады, мысалы, қарапайым принтермен қағаз парағына басып шығаруға немесе тіпті смартфон экранында электронды түрде көрсетуге болады. Сонымен қатар, штрих-код электронды байланыс арналары арқылы, мысалы, электрондық пошта немесе факс арқылы оңай берілуі мүмкін. Бұл КББЖ штрих-кодтарды қолдануды өте арзан етеді. Екінші жағынан, мұндай идентификаторлар көшіруден қорғалмайды, сонымен қатар тозуға төзімділігі төмен. Осы ерекшеліктерге сүйене отырып, КББЖ штрих-кодтар әдетте келушілер үшін бір реттік рұқсат қағаздары ретінде қолданылады.
1.2 Биометриялық аутентификацияның негізгі әдістерін салыстырмалы талдау
Биометриялық аутентификация негізінде ҚББЖ тиімділігін анықтау үшін келесі көрсеткіштер қолданылады:
- FAR - жалған өткізу коэффициенті;
- FMR - жүйе кіріс үлгісін дерекқордағы сәйкес емес үлгімен дұрыс емес салыстыру ықтималдығы;
- FRR - жалған бас тарту коэффициенті;
- FNMR - деректер базасынан кіріс үлгісі мен сәйкес келетін шаблон арасындағы сәйкестіктерді анықтауда жүйенің қате болуы ықтималдығы;
- ROC графигі - FAR және FRR сипаттамалары арасындағы ымыраны визуализациялау;
- тіркеуден бас тарту коэффициенті (FTE немесе FER) - кіріс деректерінен шаблон жасаудың сәтсіз әрекеттерінің коэффициенті (соңғысының сапасы төмен болған кезде);
- қате ұстап қалу коэффициенті (FTC) - автоматтандырылған жүйенің дұрыс ұсынылған кезде биометриялық кірісті анықтай алмау ықтималдығы;
- үлгі сыйымдылығы - жүйеде сақталатын мәліметтер жиынтығының максималды саны.
Кез-келген биометриялық жүйені бағалау үшін екі параметр негізгі болып табылады:
- FAR (False Acceptance Rate) - жалған өткізу коэффициенті, яғни жүйеде тіркелмеген пайдаланушыға жүйеге кіруге рұқсат беретін жағдайлардың пайда болу пайызы;
- FRR (False Rejection Rate) - жалған бас тарту коэффициенті, яғни жүйенің осы пайдаланушысына қол жеткізуден бас тарту.
Екі сипаттама да математикалық статистика әдістері негізінде есептеу арқылы алынады. Бұл көрсеткіштер неғұрлым төмен болса, объектіні тану дәлірек болады.
1.1-кестеде математикалық статистиканы (FAR және FRR) пайдалана отырып, биометриялық аутентификация әдістерін салыстырудың статистикалық деректері берілген.
Кесте 1.1 - Математикалық статистиканы (FAR және FRR) қолдана отырып, биометриялық аутентификация әдістерін салыстыру
Биометриялық ҚББЖ пайдаланады:
Өткізу коэффициенті, FAR
Жалған бас тарту коэффициенті, FRR
Саусақ ізі
0,001%
0,6%
Бетті тану 2D
0,1%
2,5%
1.1 кестенің жалғасы
Бетті тану 3D
0,0005%
0,1%
Көздің қабыршығы
0,00001%
0,016%
Көз торы
0,0001%
0,4%
Веналардың суреті
0,0008%
0,01%
Бірақ қол жеткізуді басқарудың тиімді жүйесін құру үшін FAR және FRR көрсеткіштері жеткіліксіз. Мысалы, ДНҚ талдауы негізінде ҚББЖ елестету қиын, дегенмен аутентификацияның осы әдісімен бұл коэффициенттер нөлге ұмтылады. Алайда сәйкестендіру уақыты өседі, адам факторының әсері жоғарылайды және жүйенің құны негізсіз артады. Осылайша, қол жеткізуді басқарудың биометриялық жүйесін сапалы талдау үшін кейде тәжірибелік жолмен алуға болатын басқа деректерді пайдалану қажет.
Біріншіден, мұндай мәліметтерге жүйеде сәйкестендіру үшін биометриялық деректерді жалған жасау мүмкіндігі және қауіпсіздік деңгейін жоғарылату әдістері кіруі керек. Екіншіден, биометриялық факторлардың тұрақтылығы: олардың уақыт өте келе өзгермейтіндігі және қоршаған орта жағдайларынан тәуелсіздігі. Логикалық нәтиже ретінде - аутентификация жылдамдығы, сәйкестендіру үшін биометриялық деректерді жылдам алу мүмкіндігі және әрине, аутентификация әдісі мен компоненттердің қол жетімділігі негізінде биометриялық тапшылықты іске асыру құны саналады.
Кесте 1.2 - Деректерді бұрмалауға төзімділік бойынша биометриялық әдістерді салыстыру
Биометриялық ҚББЖ пайдаланады:
Бұрмалау (Фальсификация)
Саусақ ізі
Мүмкін
Бетті тану 2D
Мүмкін
Бетті тану 3D
Проблемалық
Көздің қабыршығы
Сәтсіз
Көз торы
Мүмкін емес
Веналардың суреті
Мүмкін емес
Биометриялық деректерді бұрмалау кез-келген жағдайда өте күрделі процесс, көбінесе арнайы дайындық пен техникалық қолдауды қажет етеді. Бірақ егер саусақ ізін үйде жасай алса, онда көз қабыршығының сәтті бұрмалануы және көз торындағы биометриялық аутентификация жүйелері үшін жалған жасау мүмкін емес.
Кесте 1.3 - Қатаң аутентификация мүмкіндігі бойынша биометриялық әдістерді салыстыру
Биометриялық ҚББЖ пайдаланады:
Қатаң аутен тификация (бір фактор )
Саусақ ізі
Мүмкін
Бетті тану 2D
Жоқ
Бетті тану 3D
Жоқ
Көздің қабыршығы
Мүмкін емес
Көз торы
Мүмкін емес
Веналардың суреті
Мүмкін емес
Биометриялық қол жеткізуді басқару жүйесінің ақпараттық деңгейін жоғарылату, әдетте, бағдарламалық және аппараттық әдістермен жүзеге асырылады. Мысалы, басып шығаруға арналған тірі саусақ технологиясы, еріксіз тербелістерді талдау - көзге арналған. Ақпараттық жүйе деңгейін арттыру үшін биометриялық әдіс аутентификацияның көп факторлы жүйесінің құрамдас бөліктерінің бірі болуы мүмкін.
Бағдарламалық-аппараттық кешенге қосымша қорғаныс құралдарын қосу оның құнын айтарлықтай арттырады. Алайда, кейбір әдістер үшін стандартты құраушыларға негізделген мынадай қатаң аутентификация мүмкін: пайдаланушыны анықтау үшін бірнеше шаблондарды қолдану (мысалы, бірнеше саусақ іздері).
Кесте 1.4 - Биометриялық сипаттамалардың өзгермейтіндігі бойынша аутентификация әдістерін салыстыру
Биометриялық ҚББЖ пайдаланады:
Сипаттаманың өзгермеуі
Саусақ ізі
Төмен
Бетті тану 2D
Төмен
Бетті тану 3D
Жоғары
Көздің қабыршығы
Жоғары
Көз торы
Орташа
Веналардың суреті
Орташа
Биометриялық сипаттаманың өзгермейтіндігі уақыт өте келе тұжырымдама да шартты болып табылады: барлық биометриялық параметрлер медициналық операцияға немесе жарақатқа байланысты өзгеруі мүмкін. Егер қолданушыны саусақ ізімен тексеруді қиындататын қарапайым тұрмыстық кесу қарапайым жағдай болса, онда көз қабыршығының үлгісін өзгертетін операция сирек кездеседі.
Кесте 1.5 - Сыртқы факторларға сезімталдық бойынша салыстыру
Биометриялық ҚББЖ пайдаланады:
Сыртқы факторлардың әсеріне сезімталдық
Саусақ ізі
Жоғары
1.5 кестенің жалғасы
Бетті тану 2D
Жоғары
Бетті тану 3D
Төмен
Көздің қабыршығы
Орташа
Көз торы
Жоғары
Веналардың суреті
Орташа
Қоршаған орта параметрлерінің ҚББЖ жұмысының тиімділігіне әсері жабдық өндірушісі іске асырған жұмыс алгоритмдері мен технологияларына байланысты болады және бір биометриялық әдіс шеңберінде де айтарлықтай ерекшеленуі мүмкін. Мұндай айырмашылықтардың жарқын мысалы саусақ ізін оқу құралдары болуы мүмкін, олар сыртқы факторлардың әсеріне өте сезімтал.
Егер біз биометриялық сәйкестендірудің басқа әдістерін салыстыратын болсақ, 2D бет-әлпетін тану ең сезімтал болады: мұнда көзілдірік, шляпалар, жаңа шаш үлгісі немесе өсіп келе жатқан сақалдың болуы өте маңызды. Көз торын аутентификациялау әдісін қолданатын жүйелер сканерге, пайдаланушының қимылсыздығына және көздің фокусына қатысты көздің қатты орналасуына қанағаттандыруды қажет етеді. Егер біз оларды төтенше жұмыс жағдайында қолдануға тырыспасақ, пайдаланушыны веналар мен көз қабыршығы үлгісімен сәйкестендіру әдістері салыстырмалы түрде тұрақты болады. Сыртқы факторлардың әсеріне ең аз сезімтал тұлға бойынша үш өлшемді сәйкестендіруді айтады. Мұндай ҚББЖ жұмысына әсер етуі мүмкін жалғыз параметр - шамадан тыс жарықтандыру.
Кесте 1.6 - Аутентификация жылдамдығы бойынша салыстыру
Биометриялық ҚББЖ пайдаланады:
Аутен тификация жылдамдығы
Саусақ ізі
Жоғары
Бетті тану 2D
Орташа
Бетті тану 3D
Төмен
Көздің қабыршығы
Жоғары
Көз торы
Төмен
Веналардың суреті
Жоғары
Аутентификация жылдамдығы деректерді түсіру уақытына, шаблонның көлеміне және оны өңдеуге бөлінген ресурстардың көлеміне және нақты биометриялық әдісті қолдану үшін қолданылатын негізгі бағдарламалық алгоритмдерге байланысты.
Кесте 1.7 - Контактісіз аутентификация мүмкіндігі бойынша салыстыру
Биометриялық ҚББЖ пайдаланады:
Қозғалыс кезінде контактісіз аутентификация
Саусақ ізі
Сәтсіз
Бетті тану 2D
Үлкен қашықтықта
Бетті тану 3D
Орташа қашықтықта
Көздің қабыршығы
Үлкен қашықтықта
Көз торы
Мүмкін емес
Веналардың суреті
Шағын қашықтықта
Жанасусыз аутентификация санитариялық-гигиеналық талаптары жоғары объектілерде (медицина, тамақ өнеркәсібі, ғылыми-зерттеу институттары мен зертханалар) физикалық қауіпсіздік жүйелерінде биометриялық әдістерді пайдаланудың көптеген артықшылықтарын береді. Сонымен қатар, қашықтағы объектіні анықтау мүмкіндігі тексеру процедурасын тездетеді, бұл жоғары ағынды ірі ҚББЖ үшін маңызды. Сондай-ақ, құқық қорғау органдары байланыссыз сәйкестендіруді қызметтік мақсаттарда пайдалануы мүмкін. Сондықтан ғалымдар саусақ ізімен байланыссыз аутентификация жүйелерін жасауға тырысады, бірақ әлі тұрақты нәтижелерге қол жеткізе алмады. Үлкен қашықтықта және қозғалыс кезінде объектінің биометриялық сипаттамаларын алуға мүмкіндік беретін әдістер тиімді. Мегапиксельді бейнебақылау камераларының таралуымен осындай жұмыс принципін жүзеге асыру барған сайын жеңілдей түсуде.
Кесте 1.8 - Пайдаланушының психологиялық жайлылығы бойынша биометриялық әдістерді салыстыру
Биометриялық ҚББЖ пайдаланады:
Пайдаланушының жайлылығы
Саусақ ізі
Орташа
Бетті тану 2D
Жоғары
Бетті тану 3D
Орташа
Көздің қабыршығы
Жоғары
Көз торы
Төмен
Веналардың суреті
Орташа
Пайдаланушылардың психологиялық жайлылығы ақпараттық жүйені таңдағанда өте маңызды көрсеткіш болып табылады. Егер екі өлшемді бетті тану немесе көз қабыршығы жағдайында ол байқалмаса, онда көз торын сканерлеу өте жағымсыз процесс болып саналады. Саусақ ізімен сәйкестендіру жағымсыз сезімдер тудырмаса да, криминалды-медициналық сараптама әдістерімен жағымсыз ассоциацияларды тудыруы мүмкін.
Кесте 1.9 - ҚББЖ-да биометриялық әдістерді іске асыру құны бойынша салыстыру
Биометриялық ҚББЖ пайдаланады:
Құны
Саусақ ізі
Төмен
Бетті тану 2D
Орташа
Бетті тану 3D
Жоғары
Көздің қабыршығы
Жоғары
Көз торы
Жоғары
Веналардың суреті
Орташа
Биометриялық сәйкестендіру әдістеріне байланысты қол жеткізуді басқару және есепке алу жүйелерінің құны бір-бірінен өте қатты ерекшеленеді. Алайда, айырмашылық жүйенің мақсатына (функционалдылыққа), өндіріс технологияларына, рұқсатсыз кіруден қорғауды арттыратын әдістерге және т.б. байланысты бір әдіспен сезілуі мүмкін.
Кесте 1.10 - Қазақстандағы биометриялық сәйкестендіру әдістерінің қолжетімділігін салыстыру [6]
Биометриялық ҚББЖ пайдаланады:
Нарықта қол жетімділік
Саусақ ізі
Жоғары
Бетті тану 2D
Орташа
Бетті тану 3D
Орташа
Көздің қабыршығы
Төмен
Көз торы
Төмен
Веналардың суреті
Жоғары
Биометриялық аутентификацияның бір немесе басқа әдісін қолданатын ҚББЖ болуы олардың жалпы таралуына байланысты. Әрине, Қазақстандық нарықтың ерекшелігі өз шектеулерін қояды.
Күрделі экономикалық жағдайларды ескере отырып, баға алдыңғы орынға шығады. Сонымен қатар, Қазақстан үшін әр түрлі әдістерді іске асыру құнын салыстырмалы бағалау ғана емес, сонымен қатар биометриялық сәйкестендіру үшін белгіленген әдісті қолданатын отандық өндіріс жабдықтарының болуы да маңызды рөл атқарады. Бірінші кезекте, меншікті өндірушілердің болуы жабдықтың құнын айтарлықтай төмендетеді. Сонымен қатар, жабдықтың қол жетімділігі қажет болған жағдайда компоненттерді тез ауыстыруға немесе жөндеуге мүмкіндік береді.
Саусақ ізін тануда ешқандай проблемалар туындамайды: тұтынушыға көптеген жабдықтар қол жетімді. Екі өлшемді сәйкестендіру оның негізінде ақпараттық жүйені құру үшін тиімді емес. Керісінше, бұл әдіс бейне-аналитикалық тапсырмалар үшін немесе көп факторлы аутентификация жүйелері үшін компоненттердің бірі ретінде қолданылады. Қажет болса, осы мәселелерді шешу үшін отандық өндірушілерді таба аламыз. Үш өлшемді аутентификация биометриялық сәйкестендіру әдістерін қарапайым салыстырудың өзінде қымбатқа түседі. Тор қабықшаның аутентификация әдісі соншалықты жоғары мамандандырылған және ол арналған нысандар соншалықты құпия, оның қолжетімділігі туралы тіпті ойламау немесе айтпай-ақ қойған жақсы. Көз қабықшасын анықтау әдісі көптеген жылдар бойы ең перспективалы және тиімді әдістердің бірі болып саналады және оның әлемдік нарықтағы үлесі, әрине, өсіп келеді. Сонымен қатар, әлемдік аренада технологиялық патенттердің қымбаттығы мен қиын жағдайы да шектеліп отыр. Қазақстандық нарық үшін теңгенің шетел валюталарына шаққандағы бағамын ескере отырып, технологияның құны орасан зор және шетелде жасалған құрал-жабдықтар осы себепті тек тапсырыс бойынша ғана қолжетімді.
1.3 Іске асыру әдісін таңдаудың негіздемесі
Саусақ ізі ақпаратты оқу және биометриялық қорғауды жүзеге асыру әдісі ретінде таңдалды. Сәйкестендірудің бұл түрі ең көп зерттелген, ол даралықтың, салыстырмалы тұрақтылықтың және қалпына келудің қасиеттері бар адамдардың саусақтарының папиллярлық үлгілерінің суретін алуға негізделген.
Саусақ ізін танудың екі негізгі алгоритмі бар: жеке бөлшектер (сипаттамалық нүктелер) және саусақтың бүкіл бетінің рельефі, ал өңдеу нәтижесінде алынған сандық код бастапқы басып шығаруды қалпына келтіре алмайды.
Саусақ ізін биометриялық оқырмандардың әртүрлілігі кескін алу үшін қолданылатын сенсорлардың (сканерлердің) кең спектріне байланысты. Инновациялық шешімдердің арасында жанасуды қажет етпейтін контактісіз оқырмандары бар, бірақ олар дәлдігі мен қолданушыға ыңғайлы болу үшін өте қымбат.
Мұндай сәйкестендірудің минусы - бұл саусақ ізін тану сапасының саусақ бетінің күйіне және сыртқы жағдайларға (температура, ылғалдылық, шаң) тәуелділігі, кейбір адамдардың өз іздерін қалдырғысы келмеуі, сондай-ақ туа біткен нашар саусақ іздері бар адамдардың болуы (жалпы санының шамамен 2%).
Адам қолының саусағындағы сызықтардың үлгісін анықтау әдістерінің ішінде ең танымал.
Оптикалық әдіс. Саусақ ізінің оптикалық бейнесін алу үшін сандық камераға ұқсас құрылғыны пайдалануға болады. Саусақ ұшы дұрыс жарықтандырылған шыны табаққа қолданылады. Түсірілім объектісіне жақын жерде жұмыс істей алатын объектив қажет. Сурет зарядтау байланысы бар элементтердің матрицасы (CCD) немесе қажетті ажыратымдылықтағы элементтер (CMOS) көмегімен түсіріліп, сұр реңктердегі кескінге айналады (әдетте 2-ден 16-ға дейін реңктер жеткілікті). Бұл технологияның кемшілігі - саусақ ізі әйнектің бетінде қалады және оны қайта пайдалануға болады. Тағы бір қиындық - нақты саусақты жақсы орындалған еліктеуден (ұқсас саусақ іздерінен) ажырату.
Сыйымдылық әдісі. Саусақ ұшы электр зарядына, сезімтал элементтер матрицасына қолданылған кезде, шығыңқы (көп су бар) және қуыстардың (ауа бар) электр өткізгіштігінің айырмашылығы элементтердің сыйымдылығының жергілікті өзгеруіне әкеледі. Бұл шығыңқы жерлер мен қуыстардың орнын анықтауға және басып шығару кескінін жасауға мүмкіндік береді. Электростатикалық разрядтарға және басқа да қаңғыған электр өрістеріне сезімтал болуына қарамастан, бұл әдіс саусақ ізі кескіндерін алудың ең танымал әдістерінің бірі болып қала береді. Дегенмен, мұндай сканерлерді сканердің бетіндегі имитацияланған басып шығару немесе жасырын басып шығару арқылы алдау салыстырмалы түрде оңай.
Радиоәдіс. Егер сіз саусақтың ұшын төмен қарқындылықтағы радио толқындарымен сәулелендірсек, онда проекциялар мен депрессиялардың беті арасындағы қашықтықтың айырмашылығын дұрыс конфигурацияланған антенна элементтерінің матрицасын қолдана отырып анықтауға болады. Бұл саусақтың ұшын сенсордың сәуле шығаратын элементімен (әдетте перифериялық) байланыстыруды талап етеді. Бұл әдіс терінің физиологиялық қасиеттеріне негізделгендіктен, оны саусақпен еліктеу арқылы алдау қиын. Әдістің әлсіз жері - саусақ пен таратқыш сақина арасындағы жоғары сапалы байланыс қажеттілігі, ол өте ыстық болуы мүмкін.
Басу әдісі. Қолданылатын саусақтың басып шығару үлгісін алу үшін қысымға сезімтал пьезоэлектрлік элементтердің матрицасын қолдануға болады. Бұл әдістің көптеген кемшіліктеріне қарамастан (төмен сезімталдық, нақты саусақты еліктеуден ажырата алмау, шамадан тыс күш салу салдарынан зақымға ұшырау және т.б.), кейбір компаниялар өз өнімдерінің прототиптерінде осы әдісті ұстануды жалғастыруда.
Микроэлектромеханикалық әдіс. Микроэлектромеханикалық әдіс (MEMS) 2019 жылдың басындағы жағдай бойынша - ғылыми-зерттеу жұмыстары мен енгізу арасындағы аралық кезеңде саусақ іздерінің шығуы мен депрессиясын анықтау үшін зертханаларда микромеханикалық сенсорлардың матрицасы жасалды, бірақ олардың тұрақтылығына әлі сенімділік жоқ. Бұл әдіспен нағыз саусақты еліктеуден ажырату мүмкін емес.
Ақпараттық жүйенің тиімді әдісі - биометриялық қорғауды басқа ақпаратты оқу құрылғыларымен бірге пайдалану болып табылады. Бұл тезисте оптикалық саусақ ізі сенсоры, сондай-ақ байланыссыз карталар қолданылады.
1.4 Контактісіз карталар бойынша сәйкестендіру
Қол жеткізуді басқару жүйелерінде қолданылатын идентификаторлар арасында байланыссыз карталар таратылды. Оларды пайдалану ыңғайлы, әртүрлі пішіндер мен түрлерде жасалады, ал кейбір карта форматтарында крипто-алгоритмдерді қолдану қауіпті көшіру мен жалғандықты айтарлықтай төмендетеді.
Төменде идентификаторлардың осы түрінің негізгі ерекшеліктері келтірілген.
Физикалық орындау. Төменде көрсетілгендерден өзге, идентификаторлардың басқа да нұсқалары бар (белгілер, жапсырмалар, болттар, колбалар, жапсырмалар), бірақ олар кіруді бақылау жүйелерінде жеке элементтер ретінде жиі қолданылмайды. 1.12-кестеде әртүрлі сәйкестендіргіштер бойынша мәліметтер берілген.
Кесте 1.12 - Әр түрлі заманауи идентификаторлар және олардың ерекшеліктері
Идентификатор түрі
Ерекшелігі
Жуан карталар (Сlamshell card)
Қалыңдығы 1,6 мм стандартты өлшемдегі контактісіз карталар. Ең арзан идентификаторлар, оқу ауқымы ең жоғары болып табылады (ЕМ Marine пішімі үшін оқу ауқымының жоғарылауы - 1,5 м дейін). Жекелендіру үшін арнайы жапсырмаларды қолдануға болады
Брелоктар
Брелоктар, әдетте, карталарға қарағанда қымбат, ал оқу ауқымы аз. Олар фирмалық дизайнға ие болуы мүмкін, бірақ мұндай идентификаторларды жекелендіру мүмкіндігі іс жүзінде жоқ. Карталармен салыстырғанда, кілттер физикалық әсерге төзімді - аз бұзылады, кілттерге бекітілуі мүмкін.
Браслеттер
Құны брелоктарға қарағанда сәл жоғары, оқу ауқымы шамамен бірдей. Олар адам ағзасына бекітілуі мүмкін, фирмалық дизайны болуы мүмкін . Киімнің ыңғайлылығына байланысты, әдетте, әртүрлі фитнес-орталықтарда, бассейндерде, аквапарктарда және басқа спорт мекемелерінде қолданылады.
Жіңішке карталар (ISO card)
Қалыңдығы 0,76 мм стандартты өлшемдегі контактісіз карталар.
1.12 кестенің жалғасы
Құны қалың карталарға қарағанда сәл жоғары, бірақ оқу ауқымы төмен. Карталарға тікелей басып шығару арқылы жекелендіруге өте ыңғайлы (сублимация немесе ретрансфер)
Өзара әрекеттесу хаттамасы (формат). Форматты дұрыс таңдау жүйенің қауіпсіздік деңгейіне тікелей әсер етеді. Бірқатар параметрлермен ерекшеленетін бірнеше форматтар таралды, олар 1.13-кестеде жинақталған.
Кесте 1.13 - Әр түрлі форматтардың ерекшеліктері және олардың параметрлері
Формат
Ішкі қайта жазылатын жад
Көшіруден қорғау
Коллизияға қарсы Механизм
Бағасы
Есептеуішті таңдау диапазоны
EM Marine
жоқ
жоқ
жоқ
төмен
жоғары
HID ProxCard II, HID ISO Prox
жоқ
жоқ
жоқ
орташа
орташа
HID iClass
иә
иә
иә
жоғары
орташа
Mifare
иә
иә
иә
орташа
жоғары
Аталған форматтардан өзге, мысалы Legic немесе Indala сияқты басқалары бар, бірақ олар Қазақстанда аз кездеседі.
Бір идентификатормен бірден бірнеше форматты қолдау мүмкін. Оқырмандарды таңдаудың ең арзан және кең ауқымы - бұл ЕМ Marine форматы, бірақ ол көшіруден қорғалған емес. Керісінше, Mifare идентификаторлары әлдеқайда қымбат емес, бірақ ішкі қайта жазылатын жады бар, оны дұрыс пайдалану арнайы конфигурацияланған оқырмандармен бірге қорғалған сәйкестендіруді ұйымдастыруға мүмкіндік береді.
ҚББЖ ұйымдастыру кезінде жүйенің қауіпсіздігіне қойылатын талаптарға сүйене отырып, жабдықты және пайдаланылатын сәйкестендіргіштерді таңдау керек. Оқырманды таңдау бірнеше негізгі параметрлерге байланысты. Оқырмандар бір уақытта бір және бірнеше форматты қолдай алады. Mifare оқу идентификаторын таңдағанда, онымен қауіпсіз режимде жұмыс істеу керек. Ол жақын қашықтықта орнату кезінде есептеуіштердің бір-біріне әсерін болдырмау үшін қолданылады, мысалы, жұқа қабырғаларға орнату кезінде. Стандартты диапазон 10 см-ден аспайды, бірақ 1,5 м-ге дейін жоғары диапазонды есептеуіштер бар, үлкен диапазон мен шуылға төзімділікке байланысты Wiegand ең қолайлы болып табылады. Dallas Touch Memory (iButton) байланыс интерфейсі төмен сипаттамаларға ие және OSDP қолдану сирек кездеседі. Меншікті интерфейсі бар оқырмандар бар, олар тек сол өндірушінің контроллерлерімен жұмыс істейді. Компьютерге қосылу және жүйеге карталарды құру үшін USB интерфейсі бар есептеуіштерді пайдалануға болады. Есептеуіштерді үйде де, сыртта да қолдануға болады, сондықтан олар жұмыс температурасының, ылғалға төзімділіктің және вандалға төзімділіктің әртүрлі мәндерімен шығарылады. Жұмыс үшін жұқа смарт-карталар таңдалды.
Бөлім бойынша қорытынды: Бұл бөлімде биометриялық аутентификацияны жүзеге асыру әдістері қарастырылды және биометриялық аутентификацияның негізгі әдістеріне талдау жасалды. Салыстырмалы талдау негізінде саусақ ізі ақпаратты оқу және биометриялық қорғауды жүзеге асыру әдісі ретінде таңдалды. Сондай-ақ, жобаның осы бөлімінде RFID карталарын сәйкестендіру қарастырылды.
2 Пр актикалық бөлім
2.1 Құрылымдық бөлшектер мен схемалардың сипаттамасы
2.1-суретте бағдарламаның жалпыланған құрылымдық схемасы көрсетілген. Сейфті қуатқа қосқан кезде порттың автоматты іздеуі орын алады, одан кейін қосымша сейфке USB сымы арқылы қосылады. Қосылғаннан кейін модульдердің біреуін немесе карта модулін болмаса биометриялық модульді таңдау керек. Таңдалған модульге байланысты әртүрлі әрекеттерді орындауға болады. Мысалы, FRID карта модулін таңдаған кезде (2.2-сурет) карта дерекқорын қосуға, жоюға немесе өңдеуге болады. Сол сияқты, биометриялық модульді таңдағанда (2.3-сурет) дерекқорға жаңа саусақ ізін қосуға немесе бар саусақ ізін жоюға болады. Конструкцияның толық құрылымдық схемасы 2.5 суретте көрсетілген. Нақтыланған құрылымдық схема әр әрекеттің реттілігін көрсетеді. Мысалы, RFID карта модулінің дерекқорына жаңа картаны қосқан кезде, алдымен қолданбаға пайдаланушы атын енгізу керек. Әрі қарай, егер деректер қайта жазылса, енгізілген пайдаланушы аты дерекқордағы бар атаулармен салыстырылады. Деректерді салыстырғаннан кейін жәшіктерге (А, В, АВ) қол жеткізу құқығын таңдау қажет, одан кейін карта сканерленеді және картаның сәйкестендіру нөмірі айқындалады. Осыдан кейін карта нөмірі пайдаланушы атына тіркеліп, деректер сақталады. 2.6-суретте барлық құрылғылардың шын мәнінде қосылу схемасы көрсетілген.
RFID-RC522 модулі (2.10-сурет) тақтаға SDA интерфейстері (slave-ті таңдау), SCK (синхрондау сигналы), MOSI (master-ден slave-ке беру), MISO (slave-тен master-ге беру), GND (жер), RST (қалпына келтіру), 3.3 V (қуат көзі 3.3 В) арқылы қосылған 48, 53, 51, 50, 49, 3.3 V. Сейфті рұқсатсыз кіруден, ұрлықтан қорғау үшін сейфке 6,7 сандық пиндер арқылы көлбеу датчигі (2.12-сурет) қосылған. Тізбектегі токты шектеу үшін көлбеу сенсорға 10 КОм резистор қосылады. Сондай-ақ, көк және қызыл шамдар 2,3 түйреуіштері арқылы тақтаға қосылған. Оларға 220 ОМ резисторлар қосылған. Саусақ ізі немесе RFID картасы оң сканерленген кезде көк шам жанады, сейфтің есіктері жабылған кезде қызыл шам жанады.
Arduino тақтасына ZFM60 V1.4 саусақ ізін сканер 10,11 сандық түйреуіштер арқылы қосылған. Басында саусақты сканерлеуді бастау үшін тақтаның 33 пиніне қосылған такт түймесін (2.19-сурет) басу керек. Түйме ойнатқышқа қосылған және тақтадан қуат алады. Саусақ ізін сканерлегеннен кейін саусақ ізі сенсорына MP3 DFPlayer (2.13-сурет) VCC, GND қуат (+-) пиндері арқылы қосылған. Ойнатқышта дайындалған жазбалары бар microSD жад картасы бар. Ойнатқыш тақтаға RX, TX (UART қабылдау және беру) кірістері арқылы қосылған, сонымен қатар SPK1 кірісіне динамик ойнатқышқа қосылған (+ динамигі). Сенсорлар мен RFID карта модулін қосу үшін Arduino Mega 2560 тақтасы қолданылады (2.14-сурет). Қуат ойнатқышы мен саусақ ізі сканері Arduino тақтасы арқылы қуат алады, ол қуат көзінен қуат алады (2.16-сурет). Тізбек VIN түйреуіштер арқылы тақтаға кернеу түрлендіру үшін 5В және 12В құлыптар жұмыс істейді, өйткені, GND DC-DC 12-5V түрлендіргіш (сурет 2.17) қосылған. Токты DC-DC түрлендіргішіне түрлендіру үшін құлыптар қосылған екі IRF520 транзисторы (2.18-сурет) қосылған. Бекіткіштер металл қораптардың есіктеріне бекітілген (2.20-сурет). Arduino тақтасын ноутбукта орналасқан қосымшаға қосу үшін USB сымы қолданылады (2.21-сурет). Бекіткіштер 12В-да жұмыс істейді (2.22-сурет). Құрылымдық дизайн схемаларынан басқа, Arduino Mega схемалық диаграммасы, Arduino Mega pin RFID-RС522-ны Arduino Mega2560-қа қосудың схемалық схемасы бар (B қосымшасы).
2.1 Сурет - Бағдарламаның жалпыланған құрылымдық схемасы
2.2 Сурет - RFID карта модулінің құрылымдық схемасы
2.3 Сурет - Биометриялық модульдің құрылымдық схемасы
2.4-суретте барлық құрылғылардың қосылу схемасы көрсетілген.
2.4 Сурет - Құрылғыларды қосу схемасы
2.5 Сурет - Құрылғыларды қосу схемасы
2.6 Сурет - Құрылғыларды қосу
Кесте 2.1 - Жабдықтың құнын есептеу
Құрал-жабдықтар
Саны, дана
Құны, теңге
ZFM60 V1.4 саусақ ізі сканері
1
15500
Карта мен кілті бар модулі 13.56Mhz RFID жиыны
1
800
Датчик модулі
1
500
DFPlayer Mini MP3-плеері
1
1780
Arduino Mega 2560 (СН 340)
1
4600
22012V 5А қоректендіру блогы (блок питан ия)
1
3000
12В 5 төмендететін DC-DC түрлендіргіші
1
900
Arduino үшін IRF520 транзисторлық модулі
2
600
Батырма (кнопка)
1
200
Сымдар, резисторлар
20
500
Құлып-ілгіш
2
4400
USB сым
1
700
Сейфке арналған металл жәшіктер
2
15000
Жабдықтың жалпы құны: 48480 тең ге.
Әр құрылғыны бөлек қарастырамыз.
ZFM60 V1.4 саусақ ізі сканері (2.7-сурет), сериялық интерфейс (UART) арқылы қосылған, деректерді беру жылдамдығы 57600bps, қуат кернеуі 5В. Сканерге нұсқаулық (2.8-сурет) және бағдарламалық жасақтама (demo нұсқасы) қоса берілген. Сканерге қоса берілген БҚ (2.9-сурет) жұмыста пайдаланылмаған.
2.7 Сурет - ZFM60 V1.4 саусақ ізі сканері
2.8 Сурет - Сканерге арналған нұсқаулық
2.9 Сурет - Сканерге қоса берілген БҚ
2.10 Сурет - Карта мен кілті бар модулі 13.56Mhz RFID жиыны
2.11 Сурет - Датчик модулі
2.12 Сурет - DFPlayer Mini MP3-плеері
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
ҒҰМАРБЕК ДӘУКЕЕВ АТЫНДАҒЫ АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ
коммерциялық емес акционерлік қоғамы
Ақпараттық технологиялар институты
Ақпараттық жүйелер кафедрасы
ҚОРҒАУҒА ЖІБЕРІЛДІ
Кафедра меңгерушісі _________________________
(ғылыми атағы, аты-жөні)
__________ ______ _________________20____ж.
(қолы)
ДИПЛОМДЫҚ ЖОБА
Тақырыбы: Arduino тақтасын пайдалана отырып екі факторлы аутентификация қатынасы бар ақпараттық жүйені құру
Мамандығы: Ақпараттық жүйелер______________
(аты-жөні)
Орындаған: Дүйсеш Ақмарал Нұрланқызы _______ Группа ИСк-18-1___
(ғылыми атағы, аты-жөні)
Ғылыми жетекші: ___________________________________ ________________.Кеңесшілер:
Экономикалық бөлім бойынша:
(ғылыми атағы, аты-жөні)
___________________________________ ________________________________ (қолы)
__________ ______ _________________20____ж.
Тіршілік қауіпсіздігі бөлімі бойынша:
(ғылыми атағы, аты-жөні)
___________________________________ ________________________________ (қолы)
__________ ______ _________________20____ж.
(ғылыми атағы, аты-жөні)
Мөлшер бақылаушы: ___________________________________ ____________ (қолы)
__________ ______ _________________20____ж.(ғылыми атағы, аты-жөні)
Пікір беруші: ___________________________________ ________________________________
(қолы)
__________ ______ _________________20____ж.
Алматы 2022
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
ҒҰМАРБЕК ДӘУКЕЕВ АТЫНДАҒЫ АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ
коммерциялық емес акционерлік қоғамы
Ақпараттық технологиялар институты
Ақпараттық жүйелер кафедрасы
5В - Ақпараттық жүйелері мамандығы
Дипломдық жобаны орындауға берілген
ТАПСЫРМА
(аты-жөні)
Студент Дүйсеш Ақмарал Нұрланқызы ________________________ Жобаның тақырыбы: Arduino тақтасын пайдалана отырып екі факторлы аутентификация қатынасы бар ақпараттық жүйені құру
2021 ж. № универститет бұйрығымен бекітілді.
Аяқталған жұмысты тапсыру мерзімі: 2022 ж.
Жобаның бастапқы деректері (зерттеу (жобалау) нәтижелерінің талап етілетін параметрлері және объектінің бастапқы деректері): Дипломдық жобаның тапсырмасын орындауға арналған бастапқы материалдар - ZFM60 V1.4 саусақ ізі сканері, карта мен кілті бар 13.56 Mhz RFID модулінің жиынтығы, көлбеу датчик модулі, DFPlayer Mini MP3 плеері, Arduino Mega 2560 (CH340), қуат көзі 22012V 5A, DC-DC түрлендіргіші 12V 5, Arduino үшін IRF520 транзисторлық модулі, сымдар, резисторлар, құлыптау ысырмасы, USB сымы, сейфке арналған металл қораптар, Arduino, Delphi 10.
Дипломдық жобада әзірленетін сұрақтар тізімі немесе дипломдық жобаның қысқаша мазмұны: Жұмыстың мақсаты - екі факторлы аутентификация: саусақ ізі сканері және RFID картасы бойынша рұқсаты бар сейфтің моделін жасау. Дипломдық жобаның міндеттері - сейфті қорғау жүйесіне биометриялық сканерді енгізу, сейфті қорғау жүйесіне RFID модулін енгізу, қол жетімділікті бөлуді жүзеге асыру үшін бағдарламалық жасақтама жасау.
Графикалық материалдардың тізбесі (міндетті түрде дайындалатын сызбаларды көрсету): бағдарламаның құрылымдық схемасы, биометриялық модуль және RFID модулі, құрылымдық құрылғылардың қосылу схемасы.
Негізгі ұсынылатын әдебиеттер: В.В. Вихман, А.А. Якименко Биометрические системы контроля и управления доступом в задачах защиты информации: учебно-метод. Пособие . - Новосибирск: НГТУ, 2016. - 54 б.; Антти Суомалайнен Биометрическая защита: обзор технологии - М.: ДМК Пресс, 2019. - 104 б.
Жоба бойынша жобаның бөлімдеріне қатысты белгіленген кеңесшілер
Бөлімдері
Кеңесшілері
Мерзімі
Қолы
Экономикалық бөлім
Тіршілік қауіпсіздігі
Диплом жобасын дайындау
КЕСТЕСІ
Бөлімдердің атауы, әзірленетін мәселелердің тізімі
Ғылыми жетекшіге ұсыну мерзімдері
Ескерту
Дипломдық жобаның құрылымдық бөлшектерін зерттеу
Саусақ ізі сканерін ARDUINO тақтасына қосу
RFID сканерін ARDUINO тақтасына қосу
Биометриялық сканер мен RFID модулі арасындағы өзара әрекеттесуді құру
Дыбыстық дабылды, еңкейту датчиктерін баптау
ARDUINO тақтасы үшін код жазу
Сейфке кіруді бөлуді ұйымдастыру үшін Delphi 10-да бағдарламалық жасақтама жазу
Конструкцияның осалдықтарын іздеу
Экономика және ТҚ бөлімдері
Тапсырманың берілген уақыты 2021ж.
Кафедра меңгерушісі _____________________
(қолы)
Жобаның ғылыми жетекшісі _________________
(қолы)
Тапсырманы қабылдаған студент ______________ Дүйсеш А.Н.
(қолы)
Аңдатпа
Бұл дипломдық жұмыстың мақсаты - саусақ ізі сканері мен RFID картасын қолдана отырып екі факторлы аутентификацияға қол жетімді сейфтің моделін құру.
Жұмыста басты назар схемотехникалық бөлімі бойынша жүргізілді. Бұл дипломдық жұмысты орындау кезінде негізгі компонент болып Arduino тақтасы (плата) қолданылды. Ақпараттық жүйеліктің қауіпсіздігін сақтау үшін саусақ ізінің сканері мен RFID модулі тақтаға қосылды және бағдарламалық жасақтама ретінде Delphi 10 Seattle программасымен жүзеге асырылды.
Аннотация
Целью данной дипломной работы является создание модели сейфа с доступом к двухфакторной аутентификации с использованием сканера отпечатков пальцев и RFID-карты.
Основное внимание в работе было уделено схемотехническому разделу. При выполнении данной дипломной работы основным компонентом использовалась плата Arduino (плата). Для обеспечения безопасности информационной системности сканер отпечатков пальцев и RFID-модуль были подключены к плате и реализованы с помощью программы Delphi 10 Seattle в качестве программного обеспечения.
Annotation
The purpose of this thesis is to create a safe model with access to two - factor authentication using a fingerprint scanner and an RFID card.
The main focus of the work was on the schematic section. When performing this thesis, the main component was the Arduino board (Plata). To ensure the security of the Information System, a fingerprint scanner and RFID module were added to the board and implemented as software by the Delphi 10 Seattle program.
Мазмұны
Кіріспе 9
1 Теориялық бөлімі 10
1.1 Биометриялық аутентификацияны жүзеге асыру әдістері 10
1.2 Биометриялық аутентификацияның негізгі әдістерін салыстырмалы талдау 14
1.3 Іске асыру үшін әдісті таңдауды негіздеу 20
1.4 Контактісіз карталар бойынша сәйкестендіру 21
2 Практикалық бөлім 24
2.1 Құрылымдық бөлшектер мен схемалардың сипаттамасы 24
2.2 Delhi 10 Seattle-де БҚ 36
2.3 Arduino бағдарламасының коды 44
2.4 Жұмыс нәтижесі 50
Қорытынды
Әдебиеттер тізімі
А Қосымшасы
Б Қосымшасы
Кіріспе
Ақпаратты биометриялық қорғауға қатысты сұрақтар өте өзекті. Қолдану саласының кеңеюімен биометриялық технологиялар парольдерді алмастырғыштан ақпараттық жүйелерінің толыққанды компонентіне айналды, оны біріктіру ойластырылған тәсілді қажет етеді. Осыған байланысты, бүгінгі таңда биометриялық технологияларды енгізу кезінде тану дәлдігі, меншіктің жалпы құны, үлгілерді алу және деректерді өңдеу жылдамдығы, ішкі және жүйелік қауіпсіздік, ақпараттың құпиялылығы, интерфейстің ыңғайлылығы және пайдаланушының мақұлдауы сияқты көптеген сипаттамаларды ескеру қажет.
Бұл дипломның мақсаты - екі факторлы аутентификацияға қол жетімді сейфтің моделін құру: саусақ ізі сканері және RFID картасы. Дипломдық жобаның міндеттері - сейфті ақпараттық жүйесіне биометриялық сканерді енгізу, RFID модулін енгізу және қол жетімділікті бөлуді жүзеге асыру үшін бағдарламалық жасақтама жасау.
Биометрия - бұл көптеген аспектілерді, соның ішінде құқықтық және әлеуметтік мәселелерді, сонымен қатар эргономика, қауіпсіздік, деректердің тұтастығын сақтау және кең ауқымды жүйелерді қолдану мәселелерін (қателіктерге төзімділікті қамтамасыз ету шаралары мен сәтсіздіктерді қалпына келтіру процедураларын қоса) қамтитын кең зерттеу саласы. Биометриялық технологиялардың танымал болу себептері айқын: бұл олардың сенімділігі, қауіпсіздігі, тиімділігі, жайлылығы. Басқа технологиялардан айырмашылығы, биометрия адамдармен жұмыс істейді және олардың даралығын анықтайды, әйтпесе биометриялық шешімдер жұмыс істей алмайды. Кең мағынада Биометрия адамның ерекше физикалық жәненемесе мінез-құлық сипаттамаларын өлшеу деп түсініледі. Физиологиялық сипаттамалардың мысалдары саусақ іздері, қол пішіні, бет сипаттамалары, көз түстері. Мінез-құлық сипаттамаларына уақыт өте келе алынған немесе пайда болған ерекшеліктер немесе сипаттамалар, яғни қолтаңба динамикасы, дауысты сәйкестендіру, пернелерді басу динамикасы жатады. Тар мағынада, бұл ұғымға бірегей биометриялық параметрлерді талдауға негізделген адамды автоматты түрде анықтау жәненемесе оның жеке басын растау технологиялары мен жүйелері кіреді.
Биометрия үлгіні тану теориясымен тығыз байланысты. Биометрия үлгіні тану теориясының элементтерін қамтығандықтан, биометриялық мэтчерлерді дамытуда және жүйелердің дәлдігін талдауда статистикалық әдістер мен ықтималдық теориясын қолданады, өйткені биометриялық жүйе қателіктердің толық болмауына кепілдік бере алмайды. Бірақ Биометрия саласында байыпты теориялық жұмыс жүргізіліп, нәтижелерге тесттер мен статистикалық талдау жүргізілетінін мойындау керек. Бұл ақпаратты жүйелер саласындағы мамандардың назарын аударады.
1 Теор иялық бөлім
1.1 Биометриялық аутентификацияны жүзеге асыру әдістері
Аутентификация үшін әртүрлі тәсілдерді қолдану өзінің артықшылықтарын ұсынады: сәйкестендіру белгілері жоғалмайды немесе ұмытылмайды, үшінші тұлғаларға берілмейді, әдеттегі байланыссыз карталардан айырмашылығы, жалған немесе ұрлау мүмкін емес. Сонымен қатар, сәйкестендірудің 100% сенімділігінің болмауы, оқырмандардың салыстырмалы түрде жоғары құны және сәйкестендіру процесінің ұзақ уақытқа созылатын жиі кездесетін кемшіліктері де бар. Бұл тарауда біз электронды түрде ақпаратты оқудың танымал және дамып келе жатқан әдістерін, әртүрлі әдістердің ерекшеліктері мен перспективаларын қарастырамыз.
Сәйкестендіру жүйелерінің жұмыс принципі биометриялық оқырманның сканерінен кескін алуға және оны электронды түрде шаблонға айналдыруға негізделген, содан кейін ол алдын-ала жасалған электронды деректер банкімен салыстырылады. Шаблондар КББЖ (кіруді бақылау және басқару жүйесі) деректер базасында да, оқу құрылғысының ішкі жадында немесе кіру картасының жадында да сақталуы мүмкін.
Тірі объектіні (адамды) сәйкестендіру үшін қол жеткізуді басқарудың биометриялық жүйелерінде әрбір адамға бірегей параметрлер пайдаланылады. Ең көп тарағандары-азаматтарды келесі белгілер бойынша анықтайтын жүйелер:
- саусақ іздері;
- веналардың немесе оқшаулағыштарды бақылау құрылғысы геометриясының суреті;
- көз торы;
- бет геометриясы немесе термограммасы.
Ақпаратты геометриялық оқудың әр әдісін қарастырамыз. Мысалы, адамның бет геометриясы. Техникалық іске асыру тұрғысынан адамдарды биометриялық сәйкестендіру күрделі және қымбат міндет болып табылады және бейнекамерамен түсірілген суреттер негізінде екі өлшемді немесе үш өлшемді бет модельдерін құруға негізделген. Бұл пайдаланушы үшін ең ыңғайлы және әрдайым байқалмайды, құрылғымен физикалық байланыс қажет емес.
Екі өлшемді модельді құру кезінде жалпақ кескін алынады, мұндай жүйелер сканерлеу кезінде жарықтандыру мен беттің орналасуын талап етеді, осыған байланысты көптеген қателер орын алады.
Үш өлшемді модельді құру кезінде үш өлшемді кескін алынады, бұл терінің түсінің өзгеруі (соның ішінде косметика көмегімен), сақал немесе мұртты тағу, науқас кездегі адам бетінің өзгеруі және т.б. сияқты факторлардың әсерін азайту арқылы танудың дәлдігіне қол жеткізуге мүмкіндік береді, сонымен қатар беттің 3D моделін құрудың жеткілікті жылдамдығын қамтамасыз етеді.
1.1-суретте адам бетінің геометриясы бойынша сканерлеудің иллюстрациясы ұсынылған.
1.1 Сурет - Адам бетінің геометриясы бойынша сканерлеудің иллюстрациясы
Бетті танудың сенімділігін арттыру үшін көзілдіріктің, шляпаның немесе жалған элементтердің болуын өтейтін бет термограммасы (инфрақызыл сканерлеу) қосымша пайдаланылуы мүмкін.
Қабыршық пен көз торы. Көздің қабыршығын сәйкестендіру - биометриялық сәйкестендірудің ең сенімді, бірақ қымбат технологиясының бірі. Көздің қабыршығы ерекше, зақымданудан қорғалған және уақыт өте келе өзгермейді. Көзілдірік пен контактілі линзалар кескін алуға әсер етпейді, тіпті соқыр адамды да осылай анықтауға болады.
1.2-суретте осы әдістің иллюстрациясы көрсетілген.
1.2 Сурет - Қабыршық пен көз торын сканерлеу әдісінің иллюстрациясы
Суретті алғаннан кейін көздің қабыршығының суреті туралы жиіліктің немесе басқа деректердің бөлінуі орын алады, олар шаблонға сақталады. Бұл әдіс өте ыңғайлы, өйткені ол құрылғымен физикалық байланысты қажет етпейді және көзге бағытталған жарқын жарық ағыны жоқ. Ажыратымдылығы 3 Мп-ден асатын камераны пайдалану кезінде біз бір кадрға 2 көзді түсіре аламыз, бұл тану сенімділігін айтарлықтай арттырады.
Бұл принцип көз торын сәйкестендірумен салыстырғанда тез ыңғайлы және оны бірнеше ондаған мың адамнан тұратын объектілерде қолдануға болады. Қазіргі уақытта оның жетістіктері арқасында белсенді дамып келеді.
Көздің тор қабығында сәйкестендіру кезінде көздің артқы қабырғасындағы қан тамырларын жұмсақ сәуленің лазермен сәулелендіру арқылы алынған көз түбінің (торының) бетінде орналасқан қан тамырларының үлгісі қолданылады. Көз торы - дененің ең тұрақты физиологиялық белгілерінің бірі, бірақ бұл әдіс өте қымбат, өткізу қабілеті төмен және ыңғайлы емес, өйткені пайдаланушы бірнеше секунд ішінде отыруға және көзілдірікке қарауға мәжбүр. Қазіргі уақытта КББЖ-да көз торын анықтау сирек қолданылады.
Алақан тамырларының үлгісі және оның геометриясы бойынша сәйкестендіру. Алақан тамырларының суретін сәйкестендіру инфрақызыл камерамен қолдың сыртқы немесе ішкі жағын суретке түсіру кезінде үлгіні алуға негізделген. Байланыссыз компоненттің арқасында бұл әдіс пайдаланушы үшін өте ыңғайлы, ал жалған жасау мүмкіндігі жоқ, бірақ тамыр аурулары сәйкестендіру нәтижесін қиындатуы немесе бұрмалауы мүмкін.
1.3-суретте алақанның геометриясы мен көктамырлардың суреті бойынша сканерленуінің иллюстрациясы көрсетілген .
1.3 Сурет - Геометрия және тамырлардың суреті бойынша алақанды сканерлеу иллюстрациясы
Танудың сенімділік дәрежесін көздің қабыршығымен салыстыруға болады, дегенмен жабдықтың құны әлдеқайда төмен.
Алақанның геометриясын анықтау әдісі алақанның ені, алақанның ортасына жазылған шеңбердің радиусы, саусақтардың ұзындығы және қолдың биіктігі сияқты қол пішінінің жеке параметрлерін өлшеуге негізделген, сонымен қатар кез-келген алақанда бар бес негізгі сызық ескеріледі.
Бұл әдістің сенімділігі саусақ ізін анықтаумен салыстырылады және объектінің күйіне де байланысты, өйткені тіндердің ісінуі немесе қолдың көгеруі бастапқы құрылымды бұрмалауы мүмкін, қолдар жасына қарай өзгеруі мүмкін.
Пайдаланудың артықшылықтарына температураны, ылғалдылықты және ластануды сканерлеу процесіне әсер етпеу жатады, дегенмен қазіргі уақытта КББЖ-да қолдың геометриясы бойынша сәйкестендіру сирек қолданылады.
Саусақ ізі. Саусақ ізін анықтау - ең көп таралған, сенімді және тиімді биометриялық технология. Бұл технологияның әмбебаптығына байланысты оны кез-келген салада және пайдаланушыларды сенімді сәйкестендіру қажет кез-келген мәселені шешу үшін қолдануға болады. Әр адамның барлық саусақтарының іздері папиллярлық сызықтардың үлгісінде ерекше және тіпті егіздерде де ерекшеленеді. Саусақ іздері өмір бойы және ересек адамда өзгермейді, оларды анықтау оңай және қарапайым. Егер саусақтардың біреуі зақымдалған болса, сәйкестендіру үшін біз резервтік басып шығаруды қолдана аламыз, ол туралы ақпарат, әдетте, пайдаланушыны тіркеу кезінде биометриялық жүйеге енгізіледі.
Штрих-код бойынша қосымша сәйкестендіру. Штрих-код - бұл геометриялық фигуралар түрінде кодталған сандық немесе алфавиттік-сандық таңбалар жиынтығы, мысалы, қара және ақ жолақтардың тізбегі. Штрих-кодтар әр түрлі болады, олардың көмегімен ақпараттың қандай көлемін және қандай түрін кодтауға болатындығымен ерекшеленеді.
Қол жеткізуді басқару жүйелерінде ең қарапайым штрих-кодтар қолданылады, өйткені, әдетте, идентификатор арқылы көптеген деректерді беру міндеті тұрмайды. Мәселен:
- Code 39;
- Code 128;
- EAN‑13.
Штрих-кодты кез-келген бетке қолдануға болады, мысалы, қарапайым принтермен қағаз парағына басып шығаруға немесе тіпті смартфон экранында электронды түрде көрсетуге болады. Сонымен қатар, штрих-код электронды байланыс арналары арқылы, мысалы, электрондық пошта немесе факс арқылы оңай берілуі мүмкін. Бұл КББЖ штрих-кодтарды қолдануды өте арзан етеді. Екінші жағынан, мұндай идентификаторлар көшіруден қорғалмайды, сонымен қатар тозуға төзімділігі төмен. Осы ерекшеліктерге сүйене отырып, КББЖ штрих-кодтар әдетте келушілер үшін бір реттік рұқсат қағаздары ретінде қолданылады.
1.2 Биометриялық аутентификацияның негізгі әдістерін салыстырмалы талдау
Биометриялық аутентификация негізінде ҚББЖ тиімділігін анықтау үшін келесі көрсеткіштер қолданылады:
- FAR - жалған өткізу коэффициенті;
- FMR - жүйе кіріс үлгісін дерекқордағы сәйкес емес үлгімен дұрыс емес салыстыру ықтималдығы;
- FRR - жалған бас тарту коэффициенті;
- FNMR - деректер базасынан кіріс үлгісі мен сәйкес келетін шаблон арасындағы сәйкестіктерді анықтауда жүйенің қате болуы ықтималдығы;
- ROC графигі - FAR және FRR сипаттамалары арасындағы ымыраны визуализациялау;
- тіркеуден бас тарту коэффициенті (FTE немесе FER) - кіріс деректерінен шаблон жасаудың сәтсіз әрекеттерінің коэффициенті (соңғысының сапасы төмен болған кезде);
- қате ұстап қалу коэффициенті (FTC) - автоматтандырылған жүйенің дұрыс ұсынылған кезде биометриялық кірісті анықтай алмау ықтималдығы;
- үлгі сыйымдылығы - жүйеде сақталатын мәліметтер жиынтығының максималды саны.
Кез-келген биометриялық жүйені бағалау үшін екі параметр негізгі болып табылады:
- FAR (False Acceptance Rate) - жалған өткізу коэффициенті, яғни жүйеде тіркелмеген пайдаланушыға жүйеге кіруге рұқсат беретін жағдайлардың пайда болу пайызы;
- FRR (False Rejection Rate) - жалған бас тарту коэффициенті, яғни жүйенің осы пайдаланушысына қол жеткізуден бас тарту.
Екі сипаттама да математикалық статистика әдістері негізінде есептеу арқылы алынады. Бұл көрсеткіштер неғұрлым төмен болса, объектіні тану дәлірек болады.
1.1-кестеде математикалық статистиканы (FAR және FRR) пайдалана отырып, биометриялық аутентификация әдістерін салыстырудың статистикалық деректері берілген.
Кесте 1.1 - Математикалық статистиканы (FAR және FRR) қолдана отырып, биометриялық аутентификация әдістерін салыстыру
Биометриялық ҚББЖ пайдаланады:
Өткізу коэффициенті, FAR
Жалған бас тарту коэффициенті, FRR
Саусақ ізі
0,001%
0,6%
Бетті тану 2D
0,1%
2,5%
1.1 кестенің жалғасы
Бетті тану 3D
0,0005%
0,1%
Көздің қабыршығы
0,00001%
0,016%
Көз торы
0,0001%
0,4%
Веналардың суреті
0,0008%
0,01%
Бірақ қол жеткізуді басқарудың тиімді жүйесін құру үшін FAR және FRR көрсеткіштері жеткіліксіз. Мысалы, ДНҚ талдауы негізінде ҚББЖ елестету қиын, дегенмен аутентификацияның осы әдісімен бұл коэффициенттер нөлге ұмтылады. Алайда сәйкестендіру уақыты өседі, адам факторының әсері жоғарылайды және жүйенің құны негізсіз артады. Осылайша, қол жеткізуді басқарудың биометриялық жүйесін сапалы талдау үшін кейде тәжірибелік жолмен алуға болатын басқа деректерді пайдалану қажет.
Біріншіден, мұндай мәліметтерге жүйеде сәйкестендіру үшін биометриялық деректерді жалған жасау мүмкіндігі және қауіпсіздік деңгейін жоғарылату әдістері кіруі керек. Екіншіден, биометриялық факторлардың тұрақтылығы: олардың уақыт өте келе өзгермейтіндігі және қоршаған орта жағдайларынан тәуелсіздігі. Логикалық нәтиже ретінде - аутентификация жылдамдығы, сәйкестендіру үшін биометриялық деректерді жылдам алу мүмкіндігі және әрине, аутентификация әдісі мен компоненттердің қол жетімділігі негізінде биометриялық тапшылықты іске асыру құны саналады.
Кесте 1.2 - Деректерді бұрмалауға төзімділік бойынша биометриялық әдістерді салыстыру
Биометриялық ҚББЖ пайдаланады:
Бұрмалау (Фальсификация)
Саусақ ізі
Мүмкін
Бетті тану 2D
Мүмкін
Бетті тану 3D
Проблемалық
Көздің қабыршығы
Сәтсіз
Көз торы
Мүмкін емес
Веналардың суреті
Мүмкін емес
Биометриялық деректерді бұрмалау кез-келген жағдайда өте күрделі процесс, көбінесе арнайы дайындық пен техникалық қолдауды қажет етеді. Бірақ егер саусақ ізін үйде жасай алса, онда көз қабыршығының сәтті бұрмалануы және көз торындағы биометриялық аутентификация жүйелері үшін жалған жасау мүмкін емес.
Кесте 1.3 - Қатаң аутентификация мүмкіндігі бойынша биометриялық әдістерді салыстыру
Биометриялық ҚББЖ пайдаланады:
Қатаң аутен тификация (бір фактор )
Саусақ ізі
Мүмкін
Бетті тану 2D
Жоқ
Бетті тану 3D
Жоқ
Көздің қабыршығы
Мүмкін емес
Көз торы
Мүмкін емес
Веналардың суреті
Мүмкін емес
Биометриялық қол жеткізуді басқару жүйесінің ақпараттық деңгейін жоғарылату, әдетте, бағдарламалық және аппараттық әдістермен жүзеге асырылады. Мысалы, басып шығаруға арналған тірі саусақ технологиясы, еріксіз тербелістерді талдау - көзге арналған. Ақпараттық жүйе деңгейін арттыру үшін биометриялық әдіс аутентификацияның көп факторлы жүйесінің құрамдас бөліктерінің бірі болуы мүмкін.
Бағдарламалық-аппараттық кешенге қосымша қорғаныс құралдарын қосу оның құнын айтарлықтай арттырады. Алайда, кейбір әдістер үшін стандартты құраушыларға негізделген мынадай қатаң аутентификация мүмкін: пайдаланушыны анықтау үшін бірнеше шаблондарды қолдану (мысалы, бірнеше саусақ іздері).
Кесте 1.4 - Биометриялық сипаттамалардың өзгермейтіндігі бойынша аутентификация әдістерін салыстыру
Биометриялық ҚББЖ пайдаланады:
Сипаттаманың өзгермеуі
Саусақ ізі
Төмен
Бетті тану 2D
Төмен
Бетті тану 3D
Жоғары
Көздің қабыршығы
Жоғары
Көз торы
Орташа
Веналардың суреті
Орташа
Биометриялық сипаттаманың өзгермейтіндігі уақыт өте келе тұжырымдама да шартты болып табылады: барлық биометриялық параметрлер медициналық операцияға немесе жарақатқа байланысты өзгеруі мүмкін. Егер қолданушыны саусақ ізімен тексеруді қиындататын қарапайым тұрмыстық кесу қарапайым жағдай болса, онда көз қабыршығының үлгісін өзгертетін операция сирек кездеседі.
Кесте 1.5 - Сыртқы факторларға сезімталдық бойынша салыстыру
Биометриялық ҚББЖ пайдаланады:
Сыртқы факторлардың әсеріне сезімталдық
Саусақ ізі
Жоғары
1.5 кестенің жалғасы
Бетті тану 2D
Жоғары
Бетті тану 3D
Төмен
Көздің қабыршығы
Орташа
Көз торы
Жоғары
Веналардың суреті
Орташа
Қоршаған орта параметрлерінің ҚББЖ жұмысының тиімділігіне әсері жабдық өндірушісі іске асырған жұмыс алгоритмдері мен технологияларына байланысты болады және бір биометриялық әдіс шеңберінде де айтарлықтай ерекшеленуі мүмкін. Мұндай айырмашылықтардың жарқын мысалы саусақ ізін оқу құралдары болуы мүмкін, олар сыртқы факторлардың әсеріне өте сезімтал.
Егер біз биометриялық сәйкестендірудің басқа әдістерін салыстыратын болсақ, 2D бет-әлпетін тану ең сезімтал болады: мұнда көзілдірік, шляпалар, жаңа шаш үлгісі немесе өсіп келе жатқан сақалдың болуы өте маңызды. Көз торын аутентификациялау әдісін қолданатын жүйелер сканерге, пайдаланушының қимылсыздығына және көздің фокусына қатысты көздің қатты орналасуына қанағаттандыруды қажет етеді. Егер біз оларды төтенше жұмыс жағдайында қолдануға тырыспасақ, пайдаланушыны веналар мен көз қабыршығы үлгісімен сәйкестендіру әдістері салыстырмалы түрде тұрақты болады. Сыртқы факторлардың әсеріне ең аз сезімтал тұлға бойынша үш өлшемді сәйкестендіруді айтады. Мұндай ҚББЖ жұмысына әсер етуі мүмкін жалғыз параметр - шамадан тыс жарықтандыру.
Кесте 1.6 - Аутентификация жылдамдығы бойынша салыстыру
Биометриялық ҚББЖ пайдаланады:
Аутен тификация жылдамдығы
Саусақ ізі
Жоғары
Бетті тану 2D
Орташа
Бетті тану 3D
Төмен
Көздің қабыршығы
Жоғары
Көз торы
Төмен
Веналардың суреті
Жоғары
Аутентификация жылдамдығы деректерді түсіру уақытына, шаблонның көлеміне және оны өңдеуге бөлінген ресурстардың көлеміне және нақты биометриялық әдісті қолдану үшін қолданылатын негізгі бағдарламалық алгоритмдерге байланысты.
Кесте 1.7 - Контактісіз аутентификация мүмкіндігі бойынша салыстыру
Биометриялық ҚББЖ пайдаланады:
Қозғалыс кезінде контактісіз аутентификация
Саусақ ізі
Сәтсіз
Бетті тану 2D
Үлкен қашықтықта
Бетті тану 3D
Орташа қашықтықта
Көздің қабыршығы
Үлкен қашықтықта
Көз торы
Мүмкін емес
Веналардың суреті
Шағын қашықтықта
Жанасусыз аутентификация санитариялық-гигиеналық талаптары жоғары объектілерде (медицина, тамақ өнеркәсібі, ғылыми-зерттеу институттары мен зертханалар) физикалық қауіпсіздік жүйелерінде биометриялық әдістерді пайдаланудың көптеген артықшылықтарын береді. Сонымен қатар, қашықтағы объектіні анықтау мүмкіндігі тексеру процедурасын тездетеді, бұл жоғары ағынды ірі ҚББЖ үшін маңызды. Сондай-ақ, құқық қорғау органдары байланыссыз сәйкестендіруді қызметтік мақсаттарда пайдалануы мүмкін. Сондықтан ғалымдар саусақ ізімен байланыссыз аутентификация жүйелерін жасауға тырысады, бірақ әлі тұрақты нәтижелерге қол жеткізе алмады. Үлкен қашықтықта және қозғалыс кезінде объектінің биометриялық сипаттамаларын алуға мүмкіндік беретін әдістер тиімді. Мегапиксельді бейнебақылау камераларының таралуымен осындай жұмыс принципін жүзеге асыру барған сайын жеңілдей түсуде.
Кесте 1.8 - Пайдаланушының психологиялық жайлылығы бойынша биометриялық әдістерді салыстыру
Биометриялық ҚББЖ пайдаланады:
Пайдаланушының жайлылығы
Саусақ ізі
Орташа
Бетті тану 2D
Жоғары
Бетті тану 3D
Орташа
Көздің қабыршығы
Жоғары
Көз торы
Төмен
Веналардың суреті
Орташа
Пайдаланушылардың психологиялық жайлылығы ақпараттық жүйені таңдағанда өте маңызды көрсеткіш болып табылады. Егер екі өлшемді бетті тану немесе көз қабыршығы жағдайында ол байқалмаса, онда көз торын сканерлеу өте жағымсыз процесс болып саналады. Саусақ ізімен сәйкестендіру жағымсыз сезімдер тудырмаса да, криминалды-медициналық сараптама әдістерімен жағымсыз ассоциацияларды тудыруы мүмкін.
Кесте 1.9 - ҚББЖ-да биометриялық әдістерді іске асыру құны бойынша салыстыру
Биометриялық ҚББЖ пайдаланады:
Құны
Саусақ ізі
Төмен
Бетті тану 2D
Орташа
Бетті тану 3D
Жоғары
Көздің қабыршығы
Жоғары
Көз торы
Жоғары
Веналардың суреті
Орташа
Биометриялық сәйкестендіру әдістеріне байланысты қол жеткізуді басқару және есепке алу жүйелерінің құны бір-бірінен өте қатты ерекшеленеді. Алайда, айырмашылық жүйенің мақсатына (функционалдылыққа), өндіріс технологияларына, рұқсатсыз кіруден қорғауды арттыратын әдістерге және т.б. байланысты бір әдіспен сезілуі мүмкін.
Кесте 1.10 - Қазақстандағы биометриялық сәйкестендіру әдістерінің қолжетімділігін салыстыру [6]
Биометриялық ҚББЖ пайдаланады:
Нарықта қол жетімділік
Саусақ ізі
Жоғары
Бетті тану 2D
Орташа
Бетті тану 3D
Орташа
Көздің қабыршығы
Төмен
Көз торы
Төмен
Веналардың суреті
Жоғары
Биометриялық аутентификацияның бір немесе басқа әдісін қолданатын ҚББЖ болуы олардың жалпы таралуына байланысты. Әрине, Қазақстандық нарықтың ерекшелігі өз шектеулерін қояды.
Күрделі экономикалық жағдайларды ескере отырып, баға алдыңғы орынға шығады. Сонымен қатар, Қазақстан үшін әр түрлі әдістерді іске асыру құнын салыстырмалы бағалау ғана емес, сонымен қатар биометриялық сәйкестендіру үшін белгіленген әдісті қолданатын отандық өндіріс жабдықтарының болуы да маңызды рөл атқарады. Бірінші кезекте, меншікті өндірушілердің болуы жабдықтың құнын айтарлықтай төмендетеді. Сонымен қатар, жабдықтың қол жетімділігі қажет болған жағдайда компоненттерді тез ауыстыруға немесе жөндеуге мүмкіндік береді.
Саусақ ізін тануда ешқандай проблемалар туындамайды: тұтынушыға көптеген жабдықтар қол жетімді. Екі өлшемді сәйкестендіру оның негізінде ақпараттық жүйені құру үшін тиімді емес. Керісінше, бұл әдіс бейне-аналитикалық тапсырмалар үшін немесе көп факторлы аутентификация жүйелері үшін компоненттердің бірі ретінде қолданылады. Қажет болса, осы мәселелерді шешу үшін отандық өндірушілерді таба аламыз. Үш өлшемді аутентификация биометриялық сәйкестендіру әдістерін қарапайым салыстырудың өзінде қымбатқа түседі. Тор қабықшаның аутентификация әдісі соншалықты жоғары мамандандырылған және ол арналған нысандар соншалықты құпия, оның қолжетімділігі туралы тіпті ойламау немесе айтпай-ақ қойған жақсы. Көз қабықшасын анықтау әдісі көптеген жылдар бойы ең перспективалы және тиімді әдістердің бірі болып саналады және оның әлемдік нарықтағы үлесі, әрине, өсіп келеді. Сонымен қатар, әлемдік аренада технологиялық патенттердің қымбаттығы мен қиын жағдайы да шектеліп отыр. Қазақстандық нарық үшін теңгенің шетел валюталарына шаққандағы бағамын ескере отырып, технологияның құны орасан зор және шетелде жасалған құрал-жабдықтар осы себепті тек тапсырыс бойынша ғана қолжетімді.
1.3 Іске асыру әдісін таңдаудың негіздемесі
Саусақ ізі ақпаратты оқу және биометриялық қорғауды жүзеге асыру әдісі ретінде таңдалды. Сәйкестендірудің бұл түрі ең көп зерттелген, ол даралықтың, салыстырмалы тұрақтылықтың және қалпына келудің қасиеттері бар адамдардың саусақтарының папиллярлық үлгілерінің суретін алуға негізделген.
Саусақ ізін танудың екі негізгі алгоритмі бар: жеке бөлшектер (сипаттамалық нүктелер) және саусақтың бүкіл бетінің рельефі, ал өңдеу нәтижесінде алынған сандық код бастапқы басып шығаруды қалпына келтіре алмайды.
Саусақ ізін биометриялық оқырмандардың әртүрлілігі кескін алу үшін қолданылатын сенсорлардың (сканерлердің) кең спектріне байланысты. Инновациялық шешімдердің арасында жанасуды қажет етпейтін контактісіз оқырмандары бар, бірақ олар дәлдігі мен қолданушыға ыңғайлы болу үшін өте қымбат.
Мұндай сәйкестендірудің минусы - бұл саусақ ізін тану сапасының саусақ бетінің күйіне және сыртқы жағдайларға (температура, ылғалдылық, шаң) тәуелділігі, кейбір адамдардың өз іздерін қалдырғысы келмеуі, сондай-ақ туа біткен нашар саусақ іздері бар адамдардың болуы (жалпы санының шамамен 2%).
Адам қолының саусағындағы сызықтардың үлгісін анықтау әдістерінің ішінде ең танымал.
Оптикалық әдіс. Саусақ ізінің оптикалық бейнесін алу үшін сандық камераға ұқсас құрылғыны пайдалануға болады. Саусақ ұшы дұрыс жарықтандырылған шыны табаққа қолданылады. Түсірілім объектісіне жақын жерде жұмыс істей алатын объектив қажет. Сурет зарядтау байланысы бар элементтердің матрицасы (CCD) немесе қажетті ажыратымдылықтағы элементтер (CMOS) көмегімен түсіріліп, сұр реңктердегі кескінге айналады (әдетте 2-ден 16-ға дейін реңктер жеткілікті). Бұл технологияның кемшілігі - саусақ ізі әйнектің бетінде қалады және оны қайта пайдалануға болады. Тағы бір қиындық - нақты саусақты жақсы орындалған еліктеуден (ұқсас саусақ іздерінен) ажырату.
Сыйымдылық әдісі. Саусақ ұшы электр зарядына, сезімтал элементтер матрицасына қолданылған кезде, шығыңқы (көп су бар) және қуыстардың (ауа бар) электр өткізгіштігінің айырмашылығы элементтердің сыйымдылығының жергілікті өзгеруіне әкеледі. Бұл шығыңқы жерлер мен қуыстардың орнын анықтауға және басып шығару кескінін жасауға мүмкіндік береді. Электростатикалық разрядтарға және басқа да қаңғыған электр өрістеріне сезімтал болуына қарамастан, бұл әдіс саусақ ізі кескіндерін алудың ең танымал әдістерінің бірі болып қала береді. Дегенмен, мұндай сканерлерді сканердің бетіндегі имитацияланған басып шығару немесе жасырын басып шығару арқылы алдау салыстырмалы түрде оңай.
Радиоәдіс. Егер сіз саусақтың ұшын төмен қарқындылықтағы радио толқындарымен сәулелендірсек, онда проекциялар мен депрессиялардың беті арасындағы қашықтықтың айырмашылығын дұрыс конфигурацияланған антенна элементтерінің матрицасын қолдана отырып анықтауға болады. Бұл саусақтың ұшын сенсордың сәуле шығаратын элементімен (әдетте перифериялық) байланыстыруды талап етеді. Бұл әдіс терінің физиологиялық қасиеттеріне негізделгендіктен, оны саусақпен еліктеу арқылы алдау қиын. Әдістің әлсіз жері - саусақ пен таратқыш сақина арасындағы жоғары сапалы байланыс қажеттілігі, ол өте ыстық болуы мүмкін.
Басу әдісі. Қолданылатын саусақтың басып шығару үлгісін алу үшін қысымға сезімтал пьезоэлектрлік элементтердің матрицасын қолдануға болады. Бұл әдістің көптеген кемшіліктеріне қарамастан (төмен сезімталдық, нақты саусақты еліктеуден ажырата алмау, шамадан тыс күш салу салдарынан зақымға ұшырау және т.б.), кейбір компаниялар өз өнімдерінің прототиптерінде осы әдісті ұстануды жалғастыруда.
Микроэлектромеханикалық әдіс. Микроэлектромеханикалық әдіс (MEMS) 2019 жылдың басындағы жағдай бойынша - ғылыми-зерттеу жұмыстары мен енгізу арасындағы аралық кезеңде саусақ іздерінің шығуы мен депрессиясын анықтау үшін зертханаларда микромеханикалық сенсорлардың матрицасы жасалды, бірақ олардың тұрақтылығына әлі сенімділік жоқ. Бұл әдіспен нағыз саусақты еліктеуден ажырату мүмкін емес.
Ақпараттық жүйенің тиімді әдісі - биометриялық қорғауды басқа ақпаратты оқу құрылғыларымен бірге пайдалану болып табылады. Бұл тезисте оптикалық саусақ ізі сенсоры, сондай-ақ байланыссыз карталар қолданылады.
1.4 Контактісіз карталар бойынша сәйкестендіру
Қол жеткізуді басқару жүйелерінде қолданылатын идентификаторлар арасында байланыссыз карталар таратылды. Оларды пайдалану ыңғайлы, әртүрлі пішіндер мен түрлерде жасалады, ал кейбір карта форматтарында крипто-алгоритмдерді қолдану қауіпті көшіру мен жалғандықты айтарлықтай төмендетеді.
Төменде идентификаторлардың осы түрінің негізгі ерекшеліктері келтірілген.
Физикалық орындау. Төменде көрсетілгендерден өзге, идентификаторлардың басқа да нұсқалары бар (белгілер, жапсырмалар, болттар, колбалар, жапсырмалар), бірақ олар кіруді бақылау жүйелерінде жеке элементтер ретінде жиі қолданылмайды. 1.12-кестеде әртүрлі сәйкестендіргіштер бойынша мәліметтер берілген.
Кесте 1.12 - Әр түрлі заманауи идентификаторлар және олардың ерекшеліктері
Идентификатор түрі
Ерекшелігі
Жуан карталар (Сlamshell card)
Қалыңдығы 1,6 мм стандартты өлшемдегі контактісіз карталар. Ең арзан идентификаторлар, оқу ауқымы ең жоғары болып табылады (ЕМ Marine пішімі үшін оқу ауқымының жоғарылауы - 1,5 м дейін). Жекелендіру үшін арнайы жапсырмаларды қолдануға болады
Брелоктар
Брелоктар, әдетте, карталарға қарағанда қымбат, ал оқу ауқымы аз. Олар фирмалық дизайнға ие болуы мүмкін, бірақ мұндай идентификаторларды жекелендіру мүмкіндігі іс жүзінде жоқ. Карталармен салыстырғанда, кілттер физикалық әсерге төзімді - аз бұзылады, кілттерге бекітілуі мүмкін.
Браслеттер
Құны брелоктарға қарағанда сәл жоғары, оқу ауқымы шамамен бірдей. Олар адам ағзасына бекітілуі мүмкін, фирмалық дизайны болуы мүмкін . Киімнің ыңғайлылығына байланысты, әдетте, әртүрлі фитнес-орталықтарда, бассейндерде, аквапарктарда және басқа спорт мекемелерінде қолданылады.
Жіңішке карталар (ISO card)
Қалыңдығы 0,76 мм стандартты өлшемдегі контактісіз карталар.
1.12 кестенің жалғасы
Құны қалың карталарға қарағанда сәл жоғары, бірақ оқу ауқымы төмен. Карталарға тікелей басып шығару арқылы жекелендіруге өте ыңғайлы (сублимация немесе ретрансфер)
Өзара әрекеттесу хаттамасы (формат). Форматты дұрыс таңдау жүйенің қауіпсіздік деңгейіне тікелей әсер етеді. Бірқатар параметрлермен ерекшеленетін бірнеше форматтар таралды, олар 1.13-кестеде жинақталған.
Кесте 1.13 - Әр түрлі форматтардың ерекшеліктері және олардың параметрлері
Формат
Ішкі қайта жазылатын жад
Көшіруден қорғау
Коллизияға қарсы Механизм
Бағасы
Есептеуішті таңдау диапазоны
EM Marine
жоқ
жоқ
жоқ
төмен
жоғары
HID ProxCard II, HID ISO Prox
жоқ
жоқ
жоқ
орташа
орташа
HID iClass
иә
иә
иә
жоғары
орташа
Mifare
иә
иә
иә
орташа
жоғары
Аталған форматтардан өзге, мысалы Legic немесе Indala сияқты басқалары бар, бірақ олар Қазақстанда аз кездеседі.
Бір идентификатормен бірден бірнеше форматты қолдау мүмкін. Оқырмандарды таңдаудың ең арзан және кең ауқымы - бұл ЕМ Marine форматы, бірақ ол көшіруден қорғалған емес. Керісінше, Mifare идентификаторлары әлдеқайда қымбат емес, бірақ ішкі қайта жазылатын жады бар, оны дұрыс пайдалану арнайы конфигурацияланған оқырмандармен бірге қорғалған сәйкестендіруді ұйымдастыруға мүмкіндік береді.
ҚББЖ ұйымдастыру кезінде жүйенің қауіпсіздігіне қойылатын талаптарға сүйене отырып, жабдықты және пайдаланылатын сәйкестендіргіштерді таңдау керек. Оқырманды таңдау бірнеше негізгі параметрлерге байланысты. Оқырмандар бір уақытта бір және бірнеше форматты қолдай алады. Mifare оқу идентификаторын таңдағанда, онымен қауіпсіз режимде жұмыс істеу керек. Ол жақын қашықтықта орнату кезінде есептеуіштердің бір-біріне әсерін болдырмау үшін қолданылады, мысалы, жұқа қабырғаларға орнату кезінде. Стандартты диапазон 10 см-ден аспайды, бірақ 1,5 м-ге дейін жоғары диапазонды есептеуіштер бар, үлкен диапазон мен шуылға төзімділікке байланысты Wiegand ең қолайлы болып табылады. Dallas Touch Memory (iButton) байланыс интерфейсі төмен сипаттамаларға ие және OSDP қолдану сирек кездеседі. Меншікті интерфейсі бар оқырмандар бар, олар тек сол өндірушінің контроллерлерімен жұмыс істейді. Компьютерге қосылу және жүйеге карталарды құру үшін USB интерфейсі бар есептеуіштерді пайдалануға болады. Есептеуіштерді үйде де, сыртта да қолдануға болады, сондықтан олар жұмыс температурасының, ылғалға төзімділіктің және вандалға төзімділіктің әртүрлі мәндерімен шығарылады. Жұмыс үшін жұқа смарт-карталар таңдалды.
Бөлім бойынша қорытынды: Бұл бөлімде биометриялық аутентификацияны жүзеге асыру әдістері қарастырылды және биометриялық аутентификацияның негізгі әдістеріне талдау жасалды. Салыстырмалы талдау негізінде саусақ ізі ақпаратты оқу және биометриялық қорғауды жүзеге асыру әдісі ретінде таңдалды. Сондай-ақ, жобаның осы бөлімінде RFID карталарын сәйкестендіру қарастырылды.
2 Пр актикалық бөлім
2.1 Құрылымдық бөлшектер мен схемалардың сипаттамасы
2.1-суретте бағдарламаның жалпыланған құрылымдық схемасы көрсетілген. Сейфті қуатқа қосқан кезде порттың автоматты іздеуі орын алады, одан кейін қосымша сейфке USB сымы арқылы қосылады. Қосылғаннан кейін модульдердің біреуін немесе карта модулін болмаса биометриялық модульді таңдау керек. Таңдалған модульге байланысты әртүрлі әрекеттерді орындауға болады. Мысалы, FRID карта модулін таңдаған кезде (2.2-сурет) карта дерекқорын қосуға, жоюға немесе өңдеуге болады. Сол сияқты, биометриялық модульді таңдағанда (2.3-сурет) дерекқорға жаңа саусақ ізін қосуға немесе бар саусақ ізін жоюға болады. Конструкцияның толық құрылымдық схемасы 2.5 суретте көрсетілген. Нақтыланған құрылымдық схема әр әрекеттің реттілігін көрсетеді. Мысалы, RFID карта модулінің дерекқорына жаңа картаны қосқан кезде, алдымен қолданбаға пайдаланушы атын енгізу керек. Әрі қарай, егер деректер қайта жазылса, енгізілген пайдаланушы аты дерекқордағы бар атаулармен салыстырылады. Деректерді салыстырғаннан кейін жәшіктерге (А, В, АВ) қол жеткізу құқығын таңдау қажет, одан кейін карта сканерленеді және картаның сәйкестендіру нөмірі айқындалады. Осыдан кейін карта нөмірі пайдаланушы атына тіркеліп, деректер сақталады. 2.6-суретте барлық құрылғылардың шын мәнінде қосылу схемасы көрсетілген.
RFID-RC522 модулі (2.10-сурет) тақтаға SDA интерфейстері (slave-ті таңдау), SCK (синхрондау сигналы), MOSI (master-ден slave-ке беру), MISO (slave-тен master-ге беру), GND (жер), RST (қалпына келтіру), 3.3 V (қуат көзі 3.3 В) арқылы қосылған 48, 53, 51, 50, 49, 3.3 V. Сейфті рұқсатсыз кіруден, ұрлықтан қорғау үшін сейфке 6,7 сандық пиндер арқылы көлбеу датчигі (2.12-сурет) қосылған. Тізбектегі токты шектеу үшін көлбеу сенсорға 10 КОм резистор қосылады. Сондай-ақ, көк және қызыл шамдар 2,3 түйреуіштері арқылы тақтаға қосылған. Оларға 220 ОМ резисторлар қосылған. Саусақ ізі немесе RFID картасы оң сканерленген кезде көк шам жанады, сейфтің есіктері жабылған кезде қызыл шам жанады.
Arduino тақтасына ZFM60 V1.4 саусақ ізін сканер 10,11 сандық түйреуіштер арқылы қосылған. Басында саусақты сканерлеуді бастау үшін тақтаның 33 пиніне қосылған такт түймесін (2.19-сурет) басу керек. Түйме ойнатқышқа қосылған және тақтадан қуат алады. Саусақ ізін сканерлегеннен кейін саусақ ізі сенсорына MP3 DFPlayer (2.13-сурет) VCC, GND қуат (+-) пиндері арқылы қосылған. Ойнатқышта дайындалған жазбалары бар microSD жад картасы бар. Ойнатқыш тақтаға RX, TX (UART қабылдау және беру) кірістері арқылы қосылған, сонымен қатар SPK1 кірісіне динамик ойнатқышқа қосылған (+ динамигі). Сенсорлар мен RFID карта модулін қосу үшін Arduino Mega 2560 тақтасы қолданылады (2.14-сурет). Қуат ойнатқышы мен саусақ ізі сканері Arduino тақтасы арқылы қуат алады, ол қуат көзінен қуат алады (2.16-сурет). Тізбек VIN түйреуіштер арқылы тақтаға кернеу түрлендіру үшін 5В және 12В құлыптар жұмыс істейді, өйткені, GND DC-DC 12-5V түрлендіргіш (сурет 2.17) қосылған. Токты DC-DC түрлендіргішіне түрлендіру үшін құлыптар қосылған екі IRF520 транзисторы (2.18-сурет) қосылған. Бекіткіштер металл қораптардың есіктеріне бекітілген (2.20-сурет). Arduino тақтасын ноутбукта орналасқан қосымшаға қосу үшін USB сымы қолданылады (2.21-сурет). Бекіткіштер 12В-да жұмыс істейді (2.22-сурет). Құрылымдық дизайн схемаларынан басқа, Arduino Mega схемалық диаграммасы, Arduino Mega pin RFID-RС522-ны Arduino Mega2560-қа қосудың схемалық схемасы бар (B қосымшасы).
2.1 Сурет - Бағдарламаның жалпыланған құрылымдық схемасы
2.2 Сурет - RFID карта модулінің құрылымдық схемасы
2.3 Сурет - Биометриялық модульдің құрылымдық схемасы
2.4-суретте барлық құрылғылардың қосылу схемасы көрсетілген.
2.4 Сурет - Құрылғыларды қосу схемасы
2.5 Сурет - Құрылғыларды қосу схемасы
2.6 Сурет - Құрылғыларды қосу
Кесте 2.1 - Жабдықтың құнын есептеу
Құрал-жабдықтар
Саны, дана
Құны, теңге
ZFM60 V1.4 саусақ ізі сканері
1
15500
Карта мен кілті бар модулі 13.56Mhz RFID жиыны
1
800
Датчик модулі
1
500
DFPlayer Mini MP3-плеері
1
1780
Arduino Mega 2560 (СН 340)
1
4600
22012V 5А қоректендіру блогы (блок питан ия)
1
3000
12В 5 төмендететін DC-DC түрлендіргіші
1
900
Arduino үшін IRF520 транзисторлық модулі
2
600
Батырма (кнопка)
1
200
Сымдар, резисторлар
20
500
Құлып-ілгіш
2
4400
USB сым
1
700
Сейфке арналған металл жәшіктер
2
15000
Жабдықтың жалпы құны: 48480 тең ге.
Әр құрылғыны бөлек қарастырамыз.
ZFM60 V1.4 саусақ ізі сканері (2.7-сурет), сериялық интерфейс (UART) арқылы қосылған, деректерді беру жылдамдығы 57600bps, қуат кернеуі 5В. Сканерге нұсқаулық (2.8-сурет) және бағдарламалық жасақтама (demo нұсқасы) қоса берілген. Сканерге қоса берілген БҚ (2.9-сурет) жұмыста пайдаланылмаған.
2.7 Сурет - ZFM60 V1.4 саусақ ізі сканері
2.8 Сурет - Сканерге арналған нұсқаулық
2.9 Сурет - Сканерге қоса берілген БҚ
2.10 Сурет - Карта мен кілті бар модулі 13.56Mhz RFID жиыны
2.11 Сурет - Датчик модулі
2.12 Сурет - DFPlayer Mini MP3-плеері
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz