الهدف من التعرف على القياسات الحيوية هو دائمًا تحديد هوية الشخص (الهوية) أو تأكيد أو دحض الهوية المزعومة (التحقق).
يجب على الأشخاص المرخص لهم وأن تكون مفصولة عن الأشخاص غير المصرح لهم وتعد الأصالة وبالتالي مطابقة الهوية المزعومة مع الهوية الفعلية أحد الأهداف الأمنية البارزة في سياق تكنولوجيا المعلومات ، إلى جانب السرية والنزاهة والتوافر.
من بين الخيارات الثلاثة للمصادقة على الأشخاص بناءً على المعرفة أو الحيازة أو الوجود ، فإن أنظمة القياسات الحيوية القائمة على التعرف على القياسات الحيوية هي الأنسب لضمان الموثوقية.
في حالة المعرفة ، يتم تعيين رمز تم إنشاؤه بشكل مصطنع مثل رقم التعريف الشخصي أو كلمة المرور ، وفي حالة الحيازة ، عنصر مثل البطاقة ، بشكل مؤقت فقط بشكل غير مباشر من خلال تخصيص متعمد لشخص معين ، خصائص الوجود مثل الخصائص الجسدية أو السلوك تكون مباشرة – بقدر أهميتها للقياسات الحيوية – عادة ما تكون مرتبطة بشكل دائم بشخص ما ، لا يمكن أن يحدث الانفصال (المتعمد أو غير الطوعي) عن الشخص.
من الناحية اللغوية
من الناحية اللغوية ، فإن القياسات الحيوية هي تقنية التعرف على الشخص بناءً على الخصائص الشخصية: “القياسات الحيوية (the): علم العد وقياس (الجسم) للكائنات الحية” (Duden ، المعجم الأجنبي الكبير ؛ اليونانية: bios = life ، metron = Meas أو metrein = للقياس).
يعتمد التعرف على القياسات الحيوية على خصائص الجسم الفردية القابلة للقياس وترتبط القياسات الحيوية أيضًا بالوصف العددي ، أي الوصف والقياس الرياضي في علم الأحياء ، خاصة في مجال الإحصاء (هنا أيضًا “القياسات الحيوية”).
حيث يغطي الأخير مجالًا أوسع بكثير ويتضمن أيضًا التطبيقات الإحصائية في علم الأحياء والطب.
يسعى التعرف على القياسات الحيوية بواسطة نظام القياسات الحيوية إلى تحقيق الهدف المتمثل في جعل الشخص محددًا بميزة معينة عن طريق القياس الآلي للتمييز عن الآخرين.
لذلك يجب (على عكس الطب الشرعي) أن يتضمن الكشف التلقائي عن فرد حي في الوقت الفعلي.
الفرق بين عملية القياسات الحيوية ونظام القياسيات الحيوية
عملية القياسات الحيوية هي آلية قائمة على التعرف على القياسات الحيوية للمصادقة على شخص بناءً على خصائصه الشخصية والبيولوجية باستخدام أجهزة التعرف المناسبة.
نظام القياسات الحيوية عبارة عن هيكل يجمع بين الأجهزة والبرمجيات لتحديد الهوية أو التحقق البيومتري من الهوية الذي يعمل باستخدام طرق القياسات الحيوية.
أصبحت طرق القياسات الحيوية ممكنة من خلال حقيقة أنه يمكن تخصيص خصائص جسدية أو سلوكية مختلفة لشخص معين ويتم التعرف على المستخدم هنا بناءً على شخصيته.
عادة ما ترتبط الخصائص الفيزيائية ارتباطًا وثيقًا بجسم الشخص ، وبالتالي لا يتعين تخصيصها بشكل مصطنع للشخص الذي يحق له. على عكس الخصائص التي تتعلق فقط بالشخص ، فإن هذه الخصائص مرتبطة مباشرة بالشخص وليست مشتقة فقط.
كقاعدة عامة ، لا يمكن فقدان السمات المادية مثل الممتلكات التي يتم تخصيصها بشكل مصطنع لشخص ما ولا يتعين على حامل السمة أن يتذكر خاصية جسدية ، فهي تحمل معه بشكل لا ينفصم في جميع الأوقات. كما أنه لا يمكن أن يظل سرا بشكل عام على العكس من ذلك ، فإن العديد من الميزات المادية المستخدمة في التعرف على القياسات الحيوية ، مثل الوجه والأصابع ، مفتوحة.
أخيرًا ، لا يمكن نقل القياسات الحيوية أو نقلها ، إذا تم تعيين الميزة المادية بشكل صحيح لشخص ما ، فيمكن استخدام هذه الميزة للتأكد من أن الشخص الحالي هو في الواقع الهوية المفترضة أو المطالب بها.
لذلك ، هناك مزايا كبيرة على التوثيق على أساس مبدأ الملكية والمعرفة باستخدام هذه الميزة ، يمكن التأكد من أن الشخص الحالي هو في الواقع الهوية المفترضة أو المطالب بها.
لذلك ، هناك مزايا كبيرة على التوثيق على أساس مبدأ الملكية والمعرفة.
التطور التاريخي للقياسات الحيوية
في القرون الماضية ، تمت المصادقة على الأشخاص بطرق مختلفة وتظهر الاكتشافات الأثرية أن البصمات كشكل من أشكال التعريف قد استخدمها الآشوريون في وقت مبكر ، الذين ميزوا المزهريات الطينية ببصمة الفخار.
في عهد أسرة تانغ (618-906) ، تم استخدام البصمات الأولى لتوثيق العقود و في زمن الفراعنة ، تم استخدام طول الشخص لإثبات أهليته.
تم استخدام قياس الأشخاص لأغراض تحديد الهوية لفترة طويلة ، لا سيما في مجال الملاحقة الجنائية و في عام 1858 تم تقديم الاقتراحات الأولى لاستخدام بصمات الأصابع في علم الإجرام.
في نفس العام ، تم استخدام البصمات لأول مرة في منطقة في الهند البريطانية من قبل السير ويليام هيرشل لتوثيق العقود مع المسافرين التجاريين.
في عام 1879 طور ألفونس بيرتيلون نظام قياس سعى بالفعل إلى تحقيق الهدف الأساسي المتمثل في تحديد الهوية من خلال الخصائص الفسيولوجية.
بناءً على ذلك ، تم تقديم الطريقة للشرطة في جميع أنحاء العالم في بداية القرن العشرين و في عام 1892 وجد السير فرانسيس جالتون، الإحصائي وابن عم داروين ، كان أول من اكتشف أن البصمة فريدة لكل فرد ولا تتغير من حيث المبدأ طوال الحياة.
في عام 1897 تم التعرف على المجرمين الأوائل بواسطة نيو سكوتلاند يارد باستخدام بصمات الأصابع وتم استخدام نظام البصمات من عام 1901 وتم تقديمه رسميًا في ألمانيا في عام 1903. وفقًا لذلك ، تم استخدام Dactyloscopy في أوروبا منذ مطلع القرن العشرين.
من ناحية أخرى ، حدثت الأتمتة في وقت لاحق. في الستينيات ، بدأ العمل على التعرف الآلي على بصمات الأصابع ، وكذلك في المجال غير الشرعي للأنظمة عالية الأمان.
تم اتباع التطورات في أنظمة التعرف على هندسة اليد في السبعينيات و تم تطوير طرق التعرف على الشبكية والقزحية في منتصف الثمانينيات ، في نهاية الثمانينيات ، حصل جون داوجمان على براءة اختراع أول طريقة للتعرف على قزحية العين .
تم استخدام أنظمة القياسات الحيوية القائمة على الشبكات العصبية منذ عام 1995 تقريبًا.
من 1994-1996 ، أقيمت أول مسابقة لأساليب التعرف على الوجوه ، أعلنت عنها ونظمتها الولايات المتحدة- وزارة الدفاع الأمريكية.
تبع ذلك الموجة الأولى من تسويق أنظمة القياسات الحيوية ، والتي أعقبها تطور المنافسة في السوق للمنتجات المقابلة.
السمات والإجراءات البيومترية – الإجراء الأساسي
تستند السمات البيومترية دائمًا إلى ثلاثة أجزاء من ناحية أخرى ، تنشأ وراثيًا ، أي أنها مشروطة وراثيًا وبالتالي فهي قابلة للوراثة جزئيًا.
من ناحية أخرى ، فإنها تنشأ في مرحلة جنينية على أساس عمليات عشوائية ، أي بشكل عشوائي ، وتبقى مدى الحياة.
وأخيرًا ، يتم التحكم في سلوكهم وبالتالي يتم تكييفهم ويمكن تدريبهم جزئيًا وتغييرهم.
يتم التمييز بين طرق القياسات الحيوية التي تعمل مع الخصائص الفسيولوجية وتلك التي تستخدم الخصائص المتعلقة بالسلوك.
الخصائص إما غير قابلة للتغيير أو قابلة للتغيير وبالتالي تعتمد على الدورة التدريبية ومع ذلك ، لا يمكن دائمًا الحفاظ على التمييز بين الطرق الثابتة والديناميكية القائمة على هذا ، نظرًا لأن الطريقة الثابتة بشكل أساسي والتي تعمل بخصائص ثابتة يمكن أن تحتوي أيضًا على مكونات متغيرة من خلال التطبيق الملموس وبالتالي يمكن أن تصبح ديناميكية.
هذا هو الحال ، على سبيل المثال ، عندما يستخدم نظام التعرف على مكبر الصوت الثابت أو نظام التحقق من التوقيع كلمة مرور متغيرة.
تعتمد الطرق التي تعمل مع السمات الفسيولوجية عادةً على استخدام السمات السلبية مثل الوجه أو القزحية أو الإصبع أو اليد.
من ناحية أخرى ، تعتمد الخصائص السلوكية بشكل أساسي على نشاط نشط مثل التوقيع أو الصوت أو إيقاع ضغطات المفاتيح على لوحة المفاتيح. وبالتالي فهي تستند إلى التحقيق في الأجزاء الخاصة بالأشخاص من أفعال الإنسان و تخضع العمليات السلوكية دائمًا للتقلبات الطبيعية.
ومع ذلك ، فإنها تحتوي أيضًا دائمًا على مكون مادي ، والذي يهيمن كقاعدة على اختيار ميزة أنظمة القياسات الحيوية ، وبالتالي يمثل دائمًا مظهرًا لميزة ثابتة.
على سبيل المثال ، تختلف حركة التوقيع دائمًا ، دائمًا ، ولكن هذا هو ثابت بشكل أساسي نظرًا لحقيقة أنه دائمًا ما يحدد النظام الحركي الثابت للشخص المعني.
عملية التعرف البيومترية
المبدأ الأساسي للتعرف على القياسات الحيوية هو نفسه لجميع الأنظمة وبغض النظر عن هيكلها التكنولوجي الفردي في كثير من الأحيان ، تحتوي جميع أنظمة القياسات الحيوية على مكونات التخصيص أو تسجيل المستخدم في النظام ( التسجيل ) ، وتسجيل الخصائص ذات الصلة بالقياسات الحيوية للشخص وإنشاء سجلات البيانات ( القوالب ) أيضًا كمقارنة بين البيانات المعروضة حاليًا مع البيانات المحفوظة مسبقًا ( المطابقة ).
يتم تسجيل ميزات المقاييس الحيوية عند تسجيلها لأول مرة لإنشاء ما يسمى بمجموعة البيانات المرجعية وعندما يتم تسجيلها لاحقًا للتعرف عليها بواسطة أجهزة الاستشعار مثل الكاميرات والميكروفونات ولوحات المفاتيح ومنصات الضغطأو مستشعرات الرائحة أو مستشعرات بصمات الأصابع.
من أجل تسجيل شخص في نظام القياسات الحيوية ، يتم أولاً إنشاء صورة للميزة الأصلية وتسجيلها أثناء التسجيل ، ما يسمى بالبيانات الأولية.
باستخدام خوارزمية تكون عادةً خاصة بالشركة المصنعة ، يتم تحويل هذا الأصل إلى مجموعة بيانات ، ما يسمى بالقالب و يحتوي هذا على مجموعة البيانات المستخرجة من البيانات المسجلة.
لمقارنة الصور النقية ، من ناحية أخرى ، لا يتم إنشاء أي قالب ، ولكن يتم حفظ الصورة الأصلية كصورة مرجعية ومقارنتها بصورة أصلية جديدة.
باستخدام ما يسمى بالمطابقة ، يتم إجراء مقارنة أخيرًا بين القالب المحفوظومجموعة البيانات التي يتم إنشاؤها عند تقديم الميزة مرة أخرى إلى نظام القياسات الحيوية.
في حالة وجود تطابق ، يُبلغ الجهاز عن التعرف على المستخدم. يخضع جمع وتقييم ومقارنة سمات القياسات الحيوية بشكل طبيعي لأخطاء القياس ، لأن الميزات المستخدمة تتغير بمرور الوقت. يمكن أن يعتمد هذا على التغيرات الطبيعية ، مثل التغيرات المرتبطة بالعمر ، ولكن أيضًا على التأثيرات الخارجية مثل الإصابات أو الأمراض.
بالإضافة إلى ذلك ، هناك تغييرات خارجية مثل تغيير تصفيفة الشعر (تسريحة الشعر ، اللحية) ، ارتداء النظارات ، العدسات اللاصقة أو مستحضرات التجميل المتغيرة. بالإضافة إلى ذلك ، لا يتم تقديم الميزة إلى النظام بنفس الطريقة من قبل المستخدم. موضع الإصبع z. ب.
على مستشعر بصمات الأصابع أو تتغير زاوية رؤية الوجه قليلاً مع كل استخدام. ونتيجة لذلك ، لا تتطابق أبدًا صورتان رقميتان لميزة بيومترية.
لذلك لا يمكن إجراء مقارنة دقيقة للبيانات و يعتمد القرار الفعلي بشأن التطابق أو عدم التطابق على معلمات محددة مسبقًا تشكل نطاق تفاوت يتم فيه التعرف على بيانات القياسات الحيوية على أنها “متماثلة” من قبل النظام.
لم يتم اختبار السمات البيومترية من أجل المساواة ، ولكن فقط من أجل “التشابه الكافي” ونتيجة لذلك ، لا يمكن للأنظمة البيومترية تحديد ما إذا كان الشخص المرخص له حقيقيًا إلا باستخدام الاحتمالية النموذجية للنظام.
