Биометрические технологии идентификации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Модель устройства защиты от несанкционированного доступа с использованием биометрических технологий идентификации

На сегодняшний день биометрия является одной из быстро развивающихся отраслей информационных технологий, где активно работают около сотни частных фирм, правительственных организаций и лабораторий. Сформировался специфический рынок биометрических аппаратных устройств и программных продуктов, а также услуг по их поддержке, тестированию и адаптации. Уже не у кого не вызывает сомнений тот факт что биометрические технологии позволят решать серьезные задачи в области безопасности вообще и в области информационной безопасности в частности. Имеется множество разработок использующих те или иные методы биометрической идентификации (идентификация личности по отпечатку пальца, по радужной оболочке глаза и т.п.) Несомненно одно, какие бы биометрические методы идентификации не применялись, само по себе применение биометрии дает следующие преимущества:

1. Становится возможным произвести аутентификацию пользователя, т.е. реальное подтверждение подлинности субъекта, получающего права доступа.

2. Существенно повышается защищенность систем и вместе с тем упрощается процесс идентификации пользователя - пользователь не должен вспоминать, набирать и периодически менять пароли доступа в различные системы.

3. Пользователь может не запоминать и не вводить свое идентификационное имя (имена).

4. Авторизация выполняется вне зависимости от языка операционной среды и кодировок символов.

5. В силу простоты процесса аутентификации его можно инициировать значительно чаще, чем позволяют традиционные системы, запрашивающие имя пользователя и пароль.

6. Во всех случаях, кроме случаев взлома защиты, можно доказать авторство того или иного электронного действия, подтвержденного биометрической аутентификацией.

7. Затрудняется дистанционный подбор идентифицирующей информации.

8. Невозможно предъявить идентификатор третьим лицом

Критерии оценки различных биометрических устройств

При анализе тех или иных решений, основанных на применении биометрических технологий, необходимы общие критерии оценки различных биометрических устройств. К ним можно отнести:

1. Ошибки первого рода FRR (False Reject Rate) - вероятность того, что система не будет «признавать» зарегистрированного пользователя.

2. Ошибки второго рода FAR (False Accept Rate) - вероятность того, что система «признает» незарегистрированного пользователя.

3. Время срабатывания. То есть, сколько проходит времени от предъявления биометрической характеристики до момента получения (отказа) доступа.

4. Количество возможных одновременно зарегистрированных в системе пользователей.

5. Тип считывателя биометрических характеристик: контактный, дистанционный.

6. Количество используемых для идентификации биометрических признаков.

7. Стойкость системы к угрозам типа: предъявление к распознаванию точных копий (муляжей) биометрических характеристик.

8. Возможность использования секретных биометрических характеристик. Например, идентификация субъекта посредством анализа динамической развертки звукового спектра произнесенной секретной фразы. Данный метод несет, несомненно, в себе признаки секретности (фразу знает легальный пользователь) и индивидуальности (динамическая развертка звуковых колебаний позволяет однозначно идентифицировать субъект доступа.)

9. Автономность (независимость) функциональности биометрического устройства от программно-аппаратных средств СВТ.

Сюда можно отнести следующие факторы:

· На каком этапе происходит идентификация пользователя (например, срабатывание на уровне BIOS до загрузки операционной системы СВТ)

· Где расположена база данных «учетных записей». То есть где система хранит данные о зарегистрированных пользователях.

10. Возможность централизованного администрирования большого количества территориально распределенных биометрических устройств.

Идеальная модель устройства должна соответствовать всем перечисленным критериям и будет иметь примерно такие характеристики:

1. Ошибки типа FRR=0.

2. FAR = 0.

3. Время срабатывания незаметное для пользователя.

4. Неограниченное количество зарегистрированных пользователей.

5. Дистанционное (незаметное для пользователя) считывание биометрических характеристик.

6. Неограниченное количество используемых для идентификации биометрических признаков, в том числе и секретных.

7. Абсолютная стойкость к угрозам типа: предъявление к распознаванию точных копий (муляжей) биометрических характеристик

8. Односторонняя автономность работы устройства от защищаемого объекта доступа. То есть все, что необходимо для работы биометрического устройства находится внутри этого устройства.

9. Возможность централизованного администрирования неограниченного количества распределенных биометрических устройств.

Понятно, что любая реально действующая модель может только с определенным допуском приближаться к идеальным параметрам. Тем более что сами идеальные характеристики могут противоречить друг другу. Например, нельзя обеспечить полную изоляцию учетных записей внутри устройства (например, в энергонезависимой памяти) и в то же время обеспечить централизованное администрирование большого количества распределенных биометрических устройств предполагающее наличие единой базы данных. Для решения поставленных задач мной предлагается теоретическая модель биометрического устройства.

Модель биометрического устройства

биометрический идентификация несанкционированный защита

Под моделью будем понимать принципиальную (функциональную) схему устройства, включающую в себя функциональные подсистемы. Необходимость такого рода модели, на мой взгляд, обусловлена тем, что она позволяет заложить необходимые функциональные составляющие, которые решают те или иные задачи внутри модели, обеспечивая тем самым решение поставленной задачи. При построении модели ограничимся достаточно узким классом устройств защиты, а именно: устройства защиты от несанкционированного доступа установленных на системных блоках персональных компьютеров либо более мощных серверов (подсистема управления доступом с элементами подсистемы разграничения доступа). Наша модель должна отвечать следующим требованиям:

1. Ошибки типа FRR=0.

2. FAR = 0.

3. Время срабатывания незаметное для пользователя.

4. Неограниченное количество зарегистрированных пользователей.

5. Высокая эргономичность выраженная, в частности, незаметным для пользователя считыванием биометрических характеристик.

6. Неограниченное количество используемых для идентификации биометрических признаков, в том числе и секретных.

7. Абсолютная стойкость к угрозам типа: предъявление к распознаванию точных копий (муляжей) биометрических характеристик

8. Односторонняя автономность работы устройства от защищаемого объекта доступа. То есть все, что необходимо для работы биометрического устройства находится внутри этого устройства

9. Для сетевых станций и серверов - возможность централизованного администрирования неограниченного количества распределенных биометрических устройств.

На рисунке 1 представлена блок схема работы такого устройства

Предлагаемая мною модель состоит из следующих функциональных составляющих:

1. Первая и самая главная составляющая это сам человек или, если можно так выразиться, биологическая персона (БП)

2. Далее это биометрический считыватель (БС) - составная часть характерная именно для биометрических систем. Под биометрическим считывателем мы будем понимать устройство, считывающее одну или несколько биометрических характеристик. При этом мы не будем углубляется в конкретную физику работы. Считаем, что биометрический считыватель принимает биометрические характеристики и преобразовывает их в числовую последовательность - назовем ее биометрический образ (БО). В нашем случае не принципиально, какую именно биометрическую характеристику (характеристики) будет считывать данное устройство главное оно должно обладать следующими свойствами:

2.1 Однозначность, то есть конкретному биологическому объекту, в нашем случае человеку, соответствует одно и только одно числовое значение при сколь угодно большом количестве считываний.

2.2 Уникальность, то есть не существует двух разных людей, для которых числовое значение одно и то же.

2.3 Эргономичность, то есть незаметное или максимально удобное для пользователя считывание его биометрических характеристик.

2.4 Быстродействие, достаточное для считывания и обработки необходимой информации за тот период действия, когда пользователь находится в зоне действия биометрического считывателя.

3. Центральный процессор (ЦП). Под ним будем понимать функциональную подсистему отвечающую за проведения операций с числовыми последовательностями. Он должен обладать следующими свойствами:

3.1 Быстродействие

3.2 Малое энергопотребление

3.3 Компактность

4. Энергонезависимая память (ЭНП). Должна обладать следующими свойствами:

4.1 остаточная емкость.

4.2 Временная стабильность - сохранение данных без изменений на сколь угодно долгий промежуток времени.

4.3 Независимость устойчивости уже записанных данных от наличия питания.

5. База учетных записей (БУЗ). База данных о зарегистрированных пользователях.

6. Датчик случайных чисел (ДСЧ). Подсистема, отвечающая за генерацию случайных чисел должна обладать следующими свойствами:

6.1 Случайные числовые последовательности достаточной длины (В нашей модели сопоставимой с длиной числовой последовательности вырабатываемой БСЧ)

6.2 Хорошее качество случайных последовательностей (в криптографическом смысле) т.е. датчик, построенный на физическом устройстве (например, на шумящих диодах) обеспечивающих абсолютную случайность сгенерированного числа.

7. Монитор безопасности (МБ). Подсистема разграничения доступа должна обладать следующими свойствами:

7.1 Дискретность - каждому объекту доступа соответствует свой дескриптор (своя метка).

7.2 Гибкость - любому объекту доступа может быть установлен такой дескриптор, который будет учитывать максимально возможное количество вариаций уровней (правил) доступа (например, можно только читать, нельзя изменять и т п.)

8. Объект(ы) доступа. Элементы информации, физические устройства и т.п. доступ к которым защищен нашим биометрическим устройством

Режим регистрации в системе

БУ переводится в режим регистрации

1. при появлении в зоне действия БС персоны происходит считывание одного или нескольких биометрических характеристик.

2. БС формирует биометрический образ (БО) данной персоны в виде некой числовой последовательности однозначно соответствующей данной и только данной персоне.

3. Путем комбинированного математического преобразования использующего случайную числовую последовательность, выработанную ДСЧ происходит генерация Биометрического Ключа Персоны 1 (БМК1) и занесение его в базу учетных записей зарегистрированных персон. В базу данных также заносится соответствующий данному БМК1 биометрический образ (БО)

4. Администратором системы регистрируются конкретные права доступа (например: чтение, запись для данного конкретного БМК1)

Режим идентификации в системе

1. При появлении в зоне действия БС персоны происходит считывание одного или нескольких биометрических характеристик.

2. БС формирует биометрический образ (БО) данной персоны в виде некой числовой последовательности однозначно соответствующей данной и только данной персоне.

3. ЦП ищет в базе данных соответствующий данному БО - БМК1 . В случае отсутствия соответствия ни с одной записью БО производится отказ доступа. В случае наличия в базе данных нужного БО происходит считывание БМК1

4. Для данного БМК1 производится проверка конкретных прав доступа к конкретным объектам доступа в соответствии с таблицей доступа. В случае отсутствия зарегистрированных прав в МД производится отказ в доступе.

Отдельно необходимо отметить следующие свойства

· БО и персона являются тождеством, т.е. данному Б.О. соответствует одна и только одна персона

· ДСЧ является устройством, генерирующим абсолютно случайные числа нужной длины.

· БМК 1- биометрический ключ данной персоны, имеет определенное время жизни. По аналогии с временем жизни секретного криптоключа электронной цифровой подписи или временем действия пароля. В случае истечения периода жизни для БМК1 происходит генерация БМК2 при этом используется тот же БО и новое случайное число.

· БС обладает функциями защиты от угроз типа предъявления точной копии биометрической характеристики благодаря использованию многофакторного анализа комплекса биометрических характеристик. Включает в себе соответствующие алгоритмы распознавания и решает все проблемы связанные с ошибками типа FRR,FAR.

Использование описанного выше алгоритма работы БУ позволит решить следующие задачи:

1. Ошибки типа FRR~0.

2. FAR ~ 0.

3. Время срабатывания незаметное для пользователя, за счет использования встроенного процессора.

4. Достаточное количество зарегистрированных пользователей, определяется размером ЭНП.

5. Несколько используемых для идентификации биометрических признаков, в том числе и секретных, определяет стойкость к угрозам типа: предъявление к распознаванию точных копий (муляжей) биометрических характеристик.

6. Односторонняя автономность работы устройства от защищаемого объекта доступа. То есть все, что необходимо для работы биометрического устройства находится внутри этого устройства.

7. Защищенность всей критичной информации по зарегистрированным пользователям.

8. Работа на «низком» уровне, то есть проведение проверки прав доступа до активизации операционной системы СВТ.

Размещено на Allbest.ru