22.02.2024

Биометрия изучает. Биометрика изучает физич.хар-ки и поведенч.черты человека,их использ.для идентификации и верификации. Хранение и обработка


БИОМЕТРИЯ (от греч. bios-жизнь и пте-tron-мера), отдел биологии, изучающий при помощи методов математической статистики наследственность, изменчивость и целый ряд других биол. явлений, связанных с жизненными процессами (напр., из области физиологии, медицины, биохимии и др.). Самое слово Б. (по англ.-biometry) было введено в науку Ф. Гальтоном (Gal-ton) в 1889 г.; с этого года зачинается быстрое развитие Б. благодаря трудам самого Гальтона, а затем К. Пирсона (Pearson) и их учеников, сгруппировавшихся вокруг издаваемого Пирсоном журнала «Biomet-rica». Находясь на грани двух наук-математики и биологии, Б. не может рассматриваться как самостоятельная наука, т. к. она не имеет ни своего особого объекта изучения, ни своих самостоятельных методов. Применяя к соответственным биол. явлениям нек-рые методы вариационной статистики (см.), Б. базируется на теории вероятностей и, в частности, на теории ошибок. Всякое биол. явление, к-рое колеблется при своем проявлении и при своем изучении дает не тождественные, а изменчивые результаты (при чем величина этих колебаний может быть измерена), становится объектом биометрического анализа. Так. обр., в основе биометрического изучения, как метода статистического, лежат мера и счет биол. явлений. В целом ряде других вопросов биологии, особенно при изучении наследственности (см.), явлений массовой изменчивости и др., биометрический анализ оказывает биологии неоценимые услуги, внося ясность и точность туда, где без него господствовало усмотрение и оценка «на глаз». Проникая своим методом «числа и меры» в самые разнообразные области биол. знаний, Б. осуществляет завет Галилея: измерять все измеримое и делать измеримым то, что пока еще не поддается измерению. Но положение Б. на грани двух столь различных наук, как математика и биология, таит в себе источник многих ошибок и увлечений. Для своего правильного применения она требует равной степени компетентности как в области Б., так и в области соответственных отделов математики, а такое сочетание, к сожалению, встречается далеко не часто. В результате, история Б. показывает ряд случаев, когда она заводила биологию в тупик. Причина лежала в том, что за решение биол. проблем при помощи Б. брались либо биологи, переоценивавшие силу биометрического анализа и предъявлявшие к Б. непосильные требования, либо, напротив, математики, очень сильные в области математической статистики, но некомпетентные в биол. стороне тех проблем, за решение к-рых они принимались (Галь-тон, Пирсон-особенно в области наследственности). Отсюда проистекло то, что по существу статистически правильное описание явления получало в их трудах биологически совершенно неправильное толкование. В общем, вся история Б. свидетельствует о том, что формально математическое отношение к биометрическому анализу не раз заводило биологию на ложный путь и, во всяком случае, дало для уяснения биол. явлений чрезвычайно мало. Неизмеримо плодотворнее оказалось то направление биометрии (представленное Heinke, Johann-sen"oM и др.), которое в биометрическом методе видит лишь орудие, направляющее и контролирующее чисто биологический анализ явлений. В этом отношении глубоко истинными являются слова Иогансена: «Биологические проблемы должны решаться при помощи математики, но не как математические задачи»; см.Вариационная статистика. Лит.: Л а х т и н Л. К., Кривые распределения и построение для них интерполяционных формул по способам Пирсона и Брунса, М., 1922; Левит-ский Г. А., Элементы биометрики, ч. 1, Статистический анализ явлений изменчивости, Киев, 1922; Леонтович А. В., Элементарное пособие к применению методов Gauss"а и Pearson"а, Киев, 1909--1911; Поморский 10. Л., Вариационная статистика, Л., 1927; Романовский В. И., Элементарный курс математической статистики, М.-Л., 1924; Сапегин А. А., Вариационная статистика, Харьков, 1922; Слуцкий Е. Е., Теория корреляции и элементы учения о кривых распределения, Киев, 1912; Филипченко Ю. А., Изменчивость и методы ее изучения, Основы биологической вариационной статистики, М.-П., 1923; Ч у п р о в А. А., Основные проблемы теории корреляции, О статистическом исследовании связи между явлениями, М., 1924.-Основная иностранная лит.: изд. в Лондоне журнал «Biometrica», основ, в 1902 г. Вельдо-ном, Пирсоном и Гальтоном; Pearson К., целый ряд работ под общим заглавием «Contributions to the mathematical theory ol evolution» в разных англ. период, изданиях (подробнее см. ниже книгу Jule); Johannsen, Elemente der exakten Erb-lichkeitslehre, Jena, 1926; Pol у а G., Wahrschein-lichkeitsrechnung (Handbuch d. biologischen Arbeits-methoden, hcrausg. v. E. Abderhalden, Abt. 5, Teil 2, H. 7, В.-Wien, 1925); Riebesell, Biometrik (ibid.); J u 1 e G. U., An introduction to the theory of statistics, L., 1924.-Вспомогательные таблицы: кроме всевозможных, облегчающих работу, таблиц квадратов, корней и т. п., можно указать-D avenport С. В., Statistical methods. New York, 1904; Pearson К., Tables for statisticians and biometricians, Cambridge, 1914; см. также названную пыше книгу А. В. Леонтовича. С. Четвериков.

В России около 14 миллионов айфонов, треть из них - с функцией Touch ID. Чтобы разблокировать экран смартфона, вы делитесь с Apple биометрическими данными. Пользователи всё легче отдают сокровенные данные тела. Кажется, это удобно, надёжно и помогает в борьбе с преступностью. Хотя недавний индийский инцидент с журналистами, получившими доступ к биометрическим данным миллионов сограждан, заставляет думать об обратном. Пока технологии совершенствуются, законодатели по всему миру решают, как регулировать и защищать сбор и использование биометрической информации.

Что такое биометрия?

Биометрия анализирует физические и поведенческие характеристики людей, чтобы идентифицировать их личность. В самом простом смысле, это технологии измерения человеческого тела. Существует две категории биометрических измерений: физиологические и поведенческие.

Физиологические измерения бывают двух типов: морфологические и биологические. К морфологии относятся отпечатки пальцев, форма руки, пальцев или лица, рисунок радужки и сетчатки глаза; к биологическим - анализы ДНК, слюны, крови или мочи.

Поведенческие измерения - это распознавание голоса, динамика почерка (скорость движения, ускорение, давление, наклон), динамика нажатия клавиш, способ использования объектов, походка, звук шагов, жесты.

Эти измерения можно использовать двумя разными способами: для верификации личности и для идентификации.

Верификация предполагает сравнение биометрических данных с конкретным шаблоном, который содержится в базе данных или на переносном носителе, например, смарт-карте. Эта операция позволяет удостовериться, что человек именно тот, за кого себя выдаёт.

В случае идентификации биометрические данные человека сравнивают с данными других людей в базе. Идентификация проходит успешно, если такой биометрический образец уже есть в базе данных.

Биометрия - новое явление?

Не очень-то. В 19 веке французский юрист и полицейский Альфонс Бертильон стал сравнивать физические характеристики людей для идентификации преступников. Разработанная им система антропометрии стала первым научным подходом к определению личности в криминалистике. Его разработки легли в основу дактилоскопии, системы опознания человека по следам пальцев рук. Всем известную систему придумал британский офицер Уильям Гершель - в 1877 году он выдвинул гипотезу о неизменности папиллярного рисунка на ладонях человека. Опознание преступников по отпечаткам пальцев было впервые использовано в 1902 году.

Поведенческая биометрия тоже уходит корнями в 19 век: в 1860-е операторы телеграфа, используя азбуку Морзе, распознавали друг друга по особенностям передачи “точек” и “тире”.

Где сегодня используется биометрия?

В основном - в области национальной безопасности, здравоохранения и регистрационных системах. Биометрию широко применяют компании для контроля за сотрудниками и внутренней охраны, банки - для идентификации клиентов, корпорации и соцсети - в коммерческих целях.

Как и в 19 веке, сегодня правоохранительные органы применяют биометрию , чтобы распознать преступников. Автоматизированные системы идентификации отпечатков пальцев (AFIS) обрабатывают и хранят дактилоскопические изображения, а автоматизированные биометрические системы идентификации (ABIS) содержат шаблоны для лиц, пальцев и радужки глаз. В крупных городах, аэропортах и на границах уже используют технологию живого распознавания лиц (live face recognition), которая позволяет идентифицировать лицо в толпе в режиме реального времени.

В пограничном контроле используют электронные и биометрические паспорта, где кроме фотографии владельца есть и отпечатки двух пальцев. Биометрическая инфраструктура состоит из сканеров отпечатков и камер, которые ускоряют прохождение границ. Государства вводят эти технологии для контроля миграционных потоков.

Биометрия также нужна для создания ID-карт, предоставляющих доступ к медицинскому обслуживанию, гражданской идентификации и регистрации избирателей.

Огромное количество технологий в области сбора биометрических данных разрабатывают IT-гиганты вроде Google и Facebook. Рекламодатели используют технологию распознавания лиц в реальном времени, чтобы показывать клиентам определенные объявления. Банки и розничные магазины применяют биометрию для отслеживания преступников и неблагонадежных клиентов. Компании заменяют замки от офисных помещений на сканеры радужки или отпечатков пальцев, а элитные клубы используют биометрическую информацию для идентификации важных клиентов.

В прошлом году российские банки повсеместно начали запускать пилотные проекты с применением биометрических технологий для регистрации пользователей и предоставления им онлайн-услуг. Пока в этой сфере биометрические данные будут работать наряду со стандартными системами защиты, такими как пара логин-пароль.

Насколько надежна биометрия?

Пока биометрические технологии далеки от совершенства. Физиологические показатели более стабильны по сравнению с поведенческими: меньше меняются в течение жизни и не подвержены ситуативным факторам, например, воздействию стресса. Тем не менее, история знает множество примеров , когда и такие измерения ложно принимаются или отвергаются распознающими системами. Например, лицо можно заменить фотографией или видео в высоком разрешении, а отпечатки пальцев «похитить». Известный случай произошел в 2005 году в британской тюрьме Гленочил, где заключенные влегкую научились обманывать систему замков , основанную на дактилоскопии.

Часто риск ошибки связан с условиями проведения идентификации. Некачественная фотография может заметно увеличить риск. Важно освещение, интенсивность фонового шума, положение человека в пространстве. В идеальных лабораторных условиях частота ошибок в опознании лица колеблется от 5 до 10 %.

Риски утечки данных

Во время верификации данные сверяются с биометрическим шаблоном, который сам человека хранит, например, на смарт-карте. Только пользователь имеет контроль над своими данными. В случае идентификации данные человека сверяют с данными из единой централизованной базы, а это значит, что их носитель не имеет над ними никакой власти. В такой ситуации никто не защищен от нарушения приватности и попадания биометрической информации в чужие руки.

Так, стало известно, что российские банки передали ФСБ биометрию клиентов - данные пользователей могут использовать совсем не тем способом, на который соглашался клиент.

Индийский инцидент

В начале января 2018 журналисты газеты The Tribune в городе Чандигарх заявили , что купили программное обеспечение, которое давало доступ к данным из индийской базы данных Aadhaar, у неизвестных продавцов в WhatsApp всего за £6. Aadhaar - крупная централизованная база данных, в которой хранятся имена, телефоны, адреса жителей и их биометрические данные. Удостоверяющие личность карточки Aadhaar необходимы гражданам Индии для доступа к госуслугам, получению льгот и пособий. Журналисты сообщили, что купленное ими ПО также позволяет печатать поддельные ID-карты.

Хотя Агентство Индии по уникальной идентификации (UIDAI) заявило, что журналисты получили доступ только к именам и адресам, которые не имеют смысла без биометрии, инцидент еще раз показал, насколько ненадежными могут быть подобные базы. Активисты уже критиковали Aadhaar за гибель от голода двух граждан Индии, которые не смогли получить доступ к положенным им пайкам, так как их получение требовало аутентификации в Aadhaar.

В августе 2017 года Верховный суд постановил, что неприкосновенность частной жизни является правом, гарантированным конституцией Индии. По прогнозам аналитиков, это решение заставит пересмотреть решающую роль Aadhaar в жизни индийцев.

Защита биометрических данных: где и как она работает?

Несмотря на весьма специфический характер биометрических данных, в мире практически отсутствуют правовые положения , касающиеся их защиты. В основном правовые тексты говорят о защите персональных данных и конфиденциальности в широком смысле, но иногда такое законодательство плохо адаптируется к биометрии.

В России сбор и хранение биометрических данных возможно только с согласия субъекта персональных данных в письменной форме. Этот пункт есть в законе «О персональных данных ». 1 июля 2017 года в него внесли изменения, и теперь все сайты, которые собирают и хранят любые данные о пользователях, должны внести документацию на свой ресурс. Штраф за невыполнение этих требований составит от 10 000 до 75 000 рублей за каждое обнаруженное нарушение. А осенью 2017 глава Роскомнадзора Александр Жаров призвал запретить биометрическую идентификацию несовершеннолетних при использовании ими технических устройств.

За последние 10 лет ряд законопроектов, созданных с упором на биометрические данные, появились в США, а в мае 2018 года во всех странах Евросоюза вступит в силу новый закон ЕС о защите персональных данных (General Data Protection Regulation, GDPR).

США: трое против сорока семи

В Соединенных Штатах нет единого закона, который бы регулировал сбор и использование персональных данных, в том числе биометрических. Жесткое законодательство относительно биометрии существует только в трех штатах: Иллинойсе, Техасе и Вашингтоне.

В 2008 году Иллинойс принял закон о конфиденциальности биометрической информации (BIPA), который установил строгие требования для организаций, которые собирают, покупают или как-то иначе получают биометрические данные пользователей. Закон направлен против неограниченного использования биометрии в коммерческих целях. Любое предприятие, которое получает доступ к таким данным, должно разработать общедоступную политику хранения данных, ограничить передачу или раскрытие биометрии и защищать эти данные так же, как компания защищает другую конфиденциальную информацию. BIPA устанавливает право на иск для «потерпевшего лица» и предусматривает возмещение ущерба в 1000 долларов США за каждое неосторожное нарушение и 5000 долларов - за преднамеренное. В январе 2017 года подобные законопроекты рассматривали в Коннектикуте, Нью-Хэмпшире, Вашингтоне и Аляске, но приняли только в Вашингтоне.

В 2016 году группа истцов из штата Иллинойс подала в суд на Facebook за незаконный сбор биометрических данных. Истцы утверждали, что функция распознавания лиц, с помощью которой соцсеть устанавливает метки на фотографиях, незаконно собирала и хранила данные пользователей. В 2017 в суды Иллинойса подали больше тридцати исков к компаниям, которые собирали отпечатки пальцев сотрудников, чтобы следить за рабочим временем.

В целом же в 47 штатах США компании могут использовать ПО для идентификации лиц на изображениях без согласия пользователей, если изображение находится в публичном доступе. Уже существует софт для распознавания лиц, который магазины могут использовать, чтобы идентифицировать клиентов, слишком часто возвращающих товары или предпочитающих определённый тип покупок. Благодаря Facebook сотрудники могут немедленно получить информацию о клиентах, когда они только входят в магазин, узнать, кто они, откуда, какой у них доход. С точки зрения конфиденциальности это нарушение анонимности, принципа согласия пользователя и целесообразности использования биометрических данных. Но законом в этих штатах такое не запрещено.

Евросоюз пытается вернуть приватность

В этом году шаг навстречу конфиденциальности биометрической информации делает Евросоюз: в мае 2018 года вступает в силу единый закон о защите персональных данных (General Data Protection Regulation , GDPR), принятый в 2016. Основная цель GDPR - вернуть европейским гражданам контроль над своими персональными данными и одновременно упростить нормативно-правовую базу для компаний. Под влияние этого закона попадают не только 28 стран Евросоюза, но и организации, которые имеют представительства в странах ЕС, собирают и обрабатывают персональные данные, оказывают услуги физическим лицам - гражданам Евросоюза, используют онлайн-регистрацию на сайтах и в приложениях. Поэтому закон сильно отразится , в частности, на российском бизнесе.

Закон, написанный с упором на биометрию, объединит и ужесточит все ранее существовавшие в европейских странах нормы защиты персональных данных. В частности, GDPR обязывает любую организацию запрашивать согласие пользователя до сбора данных. При этом субъект данных имеет право отозвать свое согласие в любое время. Этот принцип называется «право быть забытым».

Компании, управляющие биометрической информацией, получат огромные штрафы, если не смогут обеспечить безопасность данных. Санкции могут достигать 20 миллионов евро или 4 % от ежегодного мирового оборота.

Закон говорит о том, что использование данных должно быть ограничено. Персональные данные должны собираться и обрабатываться только для «конкретных, явных и законных целей» (принцип минимизации данных).

Китай строит цифровую диктатуру

Пока европейские страны и организации готовятся к вступлению GDPR в силу, в Китае продолжают разрабатывать систему социального кредита , которая, кажется, не оставит и следа от частной жизни в стране. К 2020 году каждому жителю Китая, в зависимости от поведения, назначат персональный рейтинг, который повлияет на доступ к госуслугам, возможность брать кредит, устраиваться на работу, определять детей в школу, делать покупки и путешествовать.

Система социального кредита основана на сборе максимального количества данных о гражданах и оценке благонадежности жителей на основе их финансового, социального и онлайн-поведения. Так, в рейтинге учитывается кредитная история, своевременность уплаты штрафов, соблюдение ПДД, покупательские привычки, время, проведённое за компьютерными играми (чем больше праздности, тем ниже рейтинг), соблюдение правил планирования семьи, частота посещения родителей, высказывания в интернете, круг общения (проводить время с людьми ниже по рейтингу будет невыгодно). Пока участие в рейтинге добровольное, но к 2020 году оно будет обязательным для всех физических и юрлиц.

Для сбора данных о гражданах правительство привлекло восемь частных компаний, которые должны разработать алгоритмы для оценки социального кредита. Среди них - China Rapid Finance, партнёр техногиганта Tencent, который поддерживает крупнейший мессенджер WeChat с более чем 850 миллионами активных пользователей. Другой игрок - Sesame Credit, управляемый Ant Financial Services Group (AFSG), дочерней компанией Alibaba. AFSG продает страховку и предоставляет кредиты для малого и среднего бизнеса, а также владеет сервисом AliPay, который используют не только для онлайн-покупок, но и для ресторанов, такси, школьных сборов, билетов в кино и денежных переводов. Для разработки системы социального кредита Sesame объединился с другими платформами, собирающими данные: Didi Chuxing, в прошлом главным китайским конкурентом Uber, и крупнейшей в стране онлайн-службой знакомств Baihe. Трудно даже представить, сколько эти компании знают о своих пользователях.

Ожидается, что с помощью тотального контроля онлайн и офлайн-поведения система будет подталкивать граждан к действиям, которые одобряет правительство, и способствовать увеличению всеобщей «искренности» и доверия . Роль систем распознавания лиц и других биометрических технологий в этом проекте будет огромной.

Возможности биометрии всё чаще оборачиваются проблемами: утечкой данных, киберпреступностью, «кражами личности». А рост применения биометрических технологий ставит новые задачи для правительств. Будут ли государства защищать анонимность своих граждан или полная прозрачность ждёт не только жителей Китая, но и всех, кто имеет аккаунт в соцсетях, пользуется телефоном и хотя бы иногда выходит из дома? Развитие технологий в любом случае потребует разработки правового поля.

Текст: Анна Козонина

Тема 1 Основные понятия биометрии

§ 1.1. Предмет и основные понятия биометрии

Предметом биометрии служит любой биологический объект, изучаемый с применением счета или меры, т.е. с количественной стороны в целях более или менее точкой оценки его качественного состояния.

При этом имеются в виду не единичные, а групповые объекты, т.е. явления массовые, в сфере которых проявляют свое действие статические законы. Например, врач принял больного и назначил необходимое ему лекарство – это единичное явление, отдельный акт. Если же врач принял несколько больных или подверг неоднократному осмотру одно и того же большого, – это массовое явление независимо от того, каким был объект наблюдения – единичным или групповым.

Обычно наблюдения проводят на групповых объектах, например, на особях одного и того же вида, пола и возраста, которые рассматривают как составные элементы, или члены группового объекта, и называют единицами наблюдения .

Множество относительно однородных, но индивидуально различимых единиц, объединенных для совместного (группового) изучения, называют статистической совокупностью . Понятие статистической совокупности – одно из фундаментальных биометрических понятий. Оно базируется на принципе качественной однородности ее состава.

Статистический комплекс состоит из разнородных групп, объединенных для совместного (комплексного) изучения. При этом каждая группа, входящая в состав комплекса, должна состоять из однородных элементов. Например, при испытании различных доз удобрений каждый опытный участок рассматривают как отдельную группу, входящую в состав статистического комплекса.

Вопрос о форме объединения биометрических данных экспериментатор решает сам в зависимости от объекта и цели исследования. Объединяемые в статистическую совокупность или статистический комплекс результаты наблюдений представляют некую систему, не сводимую к сумме составляющих ее единиц или компонентов.

§ 1.2 Признаки и их свойства. Классификация признаков.

В общем смысле под словом "признак" подразумевают свойство, проявлением которого один предмет отличается от другого. В области биометрии признаками, по которым проводят наблюдения над объектами, служат такие характерные особенности в строении и функциях живого организма, которые позволяют отличать одну единицу наблюдения от другой, сравнивать их между собой.

Например, исследователя интересует содержание зерен в колосьях пшеницы или ржи, возделываемой на специально подготовленном участке. Массив данной культуры будет объектом наблюдения, а признаком – количество зерен в колосьях отдельных растений, которые являются единицами наблюдения, составляя в общей массе, подвергаемой изучению, статистическую совокупность.

Характерным свойством биологических признаков является варьирование величины признаков в определенных пределах при переходе от одной единицы наблюдения к другой. Например, подсчитывая наличие зерен или колосков в колосьях нетрудно заметить, что величина каждого признака колеблется, образуя совокупность числовых значений признака, по которому проводят наблюдения. Эти колебания величины одного и того же признака, наблюдаемые в массе однородных членов статистической совокупности, называют вариациями (от лат. variatio – изменения, колебания), а отдельные числовые значения варьирующего признака принято называть вариантами (от лат. varians , variantis – различный, изменяющийся).

Классификация признаков

Все биологические признаки варьируют, но не все они поддаются непосредственному измерению. Отсюда возникает деление признаков на:

    Качественные (атрибутивные);

    Количественные.

Качественные признаки не поддаются непосредственному измерению и учитываются по наличию их свойств у отдельных членов изучаемой группы. Количественные признаки поддаются непосредственному измерению или счету. Их делят на мерные (метрические) и счетные (меристические).

Мерные признаки, варьирующиеся непрерывно: их величина может принимать в определенных пределах любые числовые значения. Счетные признаки – варьируют прерывисто или дискретно: их числовые значения выражаются только целыми числами.

Если результаты наблюдений группируются в противопоставляемые друг другу группы, их варьирование называется альтернативным и признаки, по которым проводят наблюдения, – альтернативными . На языке математики величины любого варьирующего признака является переменной случайной величиной . Их принято обозначать последними в латинском алфавите прописными буквами X , Y , Z , а их числовые значения, т.е. варианты, – соответствующим строгим буквами: x 1 , x 2 , x 3 , ... , x n или y 1 , y 2 , y 3 , ... , y n и т.д. Общее обозначение любой варианты отмечают символами x i , y i и т.д., где индекс i символизирует общий характер варианты.

§ 1.3 Варьирование результатов наблюдений.

Формы учета результатов.

Биологические признаки варьируют под влиянием самых различных, в том числе и случайных, причин. Наряду с естественным варьированием на величине признаков сказываются и ошибки, неизбежно возникающие при измерении изучаемых объектов. Опыт показал, что как бы точно ни были проведены измерения, они всегда сопровождаются отклонениями от действительного значения измеряемой величины, т.е. не могут быть проведены абсолютно точно.

Разница между результатами измерений и действительно существующими значениями измерений величины называется погрешностью или ошибки. Ошибки возникают из-за неисправности или неточности измерительных приборов и инструментов (технические ошибки ), личных качеств исследователя, его навыков и мастерства в работе (личные ошибки ) и от целого ряда других, не поддающихся регулированию и неустранимых причин (случайные ошибки ).

Технические и личные ошибки, объединяемые в категорию систематических , т.е. неслучайных ошибок, можно в значительной степени преодолеть, совершенствуя технические средства, условия работы и личный опыт. Эти меры позволяют свести размеры этих ошибок до минимума, которым можно пренебречь. Случайные же ошибки, как независимые от воли человека, остаются и сказываются на результаты наблюдений.

Итак, варьирование результатов наблюдений вызывает причины двоякого рода: естественная изменчивость признаков и ошибки измерений. Однако по сравнению с естественным варьированием случайные ошибки измерения, как правило, невелики, поэтому варьирование результатов наблюдений рассматривают обычно как естественное варьирование признаков.

Формы учета результатов.

Результаты наблюдений фиксируют в дневниках, журналах, бланках, анкетах или других документах учета. Существует много различных форм и способов учета; выбор той или иной формы определяется задачей исследования и теми условиями, в которых оно проводится. Так, на маршрутных экскурсиях, при проведении полевых опытов удобной формой учета служит дневник. В условиях лабораторного эксперимента результаты испытаний фиксируют в протоколах, журналах, учетных бланках и других формулярах.

§ 1.4 Точность измерений. Действия над приближенными числами.

Применяя биометрию к решению практических задач, исследователь имеет дело с измерениями биологических объектов. Обычно измерения проводят с точностью до десятых, сотых или тысячных долей единицы, более точные измерения производят реже. Практически каждый признак имеет свою меру, например, концентрация вредных веществ измеряется в отдельных случаях не только тысячными, но и миллионными долями единицы.

Как показывает опыт, нет необходимости в точности измерений, когда эта точность практически не нужна. Данное положение относится и к измеряемым объектам, и к вычислениям обобщающих статистических характеристик.

Разумеется, исследователь может иметь дело с точными числами, получаемыми в результате счета. Но гораздо чаще приходится оперировать приближенными числами, полученными в результате измерений. Такие математические операции, как нахождение логарифма чисел, деление, извлечение корня и другие действия, также в итоге дают приближенные числа.

Чтобы избежать грубых ошибок в работе и получить сопоставимые результаты, необходимо неукоснительно соблюдать признанные правила записи и округления приближенных чисел. Очень важно, чтобы числа, фиксируемые в документах учета, соответствовали точности, принятой при измерении варьирующих объектов. Так, если измерения проводят с точностью до одного десятичного знака, то результаты измерений нельзя записать, например, в таком виде: 5,2; 4; 4,69; 4,083 и т.д. Правильная запись этих чисел будет такова: 5,2; 4,0; 4,7; 4,1.

Числа округляются следующим образом:

    Если за последней сохраняемой цифрой следуют цифры 0, 1, 2, 3, 4 они отбрасываются (округление с недостатком);

    Если же за последней сохраняемой цифрой следуют цифрой 5, 6, 7, 8 и 9, то последняя сохраняемая цифра увеличивается на единицу (округление с избытком).

Например, числа 45,346; 8,644; 9,425; 3,585 и 3,575 округляют так: 45,35; 8,64; 9,43; 3,59; 3,58. Многие исследователи считают более точным такое правило: если за последней сохраняемой цифрой следует цифра 5 (с нулями или без них после нее), то округление осуществляется с недостатком при условии, что сохраняемая цифра четная. Если же сохраняемая цифра нечетная, то округление осуществляется с избытком. Например, числа 3,585 и 3,575 округляют до двух десятичных знаков таким образом: 3,58 и 3,58.

Биометрия предполагает систему распознавания людей по одной или более физическим или поведенческим чертам. В области информационных технологий биометрические данные используются в качестве формы управления идентификаторами доступа и контроля доступа. Также биометрический анализ используется для выявления людей, которые находятся под наблюдением (широко распространено в США, а также в России - отпечатки пальцев)

Энциклопедичный YouTube

    1 / 2

    ✪ Биометрический считыватель плохо работает. Почему?

    ✪ Биометрические системы. Анатолий Боков, СОНДА Технолоджи

Субтитры

Для занесения отпечатков в базу данных вообще в Timex биометрические терминалы. В принципе, предлагает вам для занесения 3 отпечатка на один палец, грубо говоря 3 поднесения. Рекомендуется палец подносить, сначала повернув немножко влево, в середину и вправо, чтобы у вас вся поверхность была охвачена. Потому что очень часто неправильно заносят отпечатки, потом удивляются, почему плохо работает. Поэтому здесь тоже есть такой момент, что заносить их тоже нужно правильно. Чем тщательнее и правильнее их занесете, тем меньше проблем с отпечатками возможно. Еще бывают такие моменты, когда люди, заказчики ставят биометрические терминалы учета рабочего времени со встроенными контроллерами на турникете с большой проходимостью. Ну, тоже такая сомнительная история, потому что, особенно это касается производств различных, там люди имеют такие отпечатки, что точно проблемы возникают.

Основные принципы

Биометрические данные можно разделить на два основных класса:

  • Физиологические - относятся к форме тела. В качестве примера можно привести: отпечатки пальцев, распознавание лица, ДНК, ладонь руки, сетчатка глаза, запах, голос.
  • Поведенческие - связаны с поведением человека. Например, походка и речь. Иногда для этого класса биометрии используется термин англ. behaviometrics .

Определения

Основные определения, используемые в сфере биометрических приборов:

  • Универсальность - каждый человек должен обладать измеряемой характеристикой.
  • Уникальность - это насколько хорошо человек отделяется от другого с биометрической точки зрения.
  • Постоянство - мера того, в какой степени выбранные биометрические черты остаются неизменными во времени, например в процессе старения.
  • Взыскания - простота осуществления измерения.
  • Производительность - точность, скорость и надёжность используемых технологий.
  • Приемлемость - степень достоверности технологии.
  • Устранение - простота использования замены.

Биометрическая система может работать в двух режимах:

  • Верификация - сравнение один к одному с биометрическим шаблоном. Проверяет, что человек тот, за кого он себя выдает. Верификация может быть осуществлена по смарт-карте , имени пользователя или идентификационному номеру.
  • Идентификация - сравнение один ко многим: после «захвата» биометрических данных идет соединение с биометрической базой данных для определения личности. Идентификация личности проходит успешно, если биометрический образец уже есть в базе данных.

Первое частное и индивидуальное применение биометрической системы называлось регистрацией . В процессе регистрации биометрическая информация от индивида сохранялась. В дальнейшем биометрическая информация регистрировалась и сравнивалась с информацией, полученной ранее. Обратите внимание: если необходимо, чтобы биометрическая система была надежна, очень важно, чтобы хранение и поиск внутри самих систем были безопасными.

  • Коэффициент ложного приема (FAR), или коэффициент ложного совпадения (FMR)
    FAR - коэффициент ложного пропуска, вероятность ложной идентификации, то есть вероятность того, что система биоидентификации по ошибке признает подлинность (например, по отпечатку пальца) пользователя, не зарегистрированного в системе
    FMR - вероятность, что система неверно сравнивает входной образец с несоответствующим шаблоном в базе данных.
  • Коэффициент ложного отклонения (FRR), или коэффициент ложного несовпадения (FNMR)
    FRR - коэффициент ложного отказа доступа - вероятность того, что система биоидентификации не признает подлинность отпечатка пальца зарегистрированного в ней пользователя.
    FNMR - вероятность того, что система ошибётся в определении совпадений между входным образцом и соответствующим шаблоном из базы данных. Система измеряет процент верных входных данных, которые были приняты неправильно.
  • Рабочая характеристика системы, или относительная рабочая характеристика (ROC)
    График ROC - это визуализация компромисса между характеристиками FAR и FRR. В общем случае сравнивающий алгоритм принимает решение на основании порога, который определяет, насколько близко должен быть входной образец к шаблону, чтобы считать это совпадением. Если порог был уменьшен, то будет меньше ложных несовпадений, но больше ложных приёмов. Соответственно, высокий порог уменьшит FAR, но увеличит FRR. Линейный график свидетельствует о различиях для высокой производительности (меньше ошибок - реже возникают ошибки).
  • Равный уровень ошибок (коэффициент EER), или коэффициент переходных ошибок (CER) - это коэффициенты, при которых обе ошибки (ошибка приёма и ошибка отклонения) эквивалентны. Значение EER может быть с лёгкостью получено из кривой ROC. EER - это быстрый способ сравнить точность приборов с различными кривыми ROC. В основном, устройства с низким EER наиболее точны. Чем меньше EER, тем более точной будет система.
  • Коэффициент отказа в регистрации (FTE или FER) - коэффициент, при котором попытки создать шаблон из входных данных безуспешны. Чаще всего это вызвано низким качеством входных данных.
  • Коэффициент ошибочного удержания (FTC) - в автоматизированных системах это вероятность того, что система не способна определить биометрические входные данные, когда они представлены корректно.
  • Ёмкость шаблона - максимальное количество наборов данных, которые могут храниться в системе.

Так как чувствительность биометрических приборов увеличивается, то FAR уменьшается, а FRR увеличивается.

Задачи и проблемы

Конфиденциальность и разграничение

Данные, полученные во время биометрической регистрации, могут использоваться с целями, на которые зарегистрированный индивид не давал согласия (не был осведомлён).

Опасность для владельцев защищённых данных

В случае, когда воры не могут получить доступ к охраняемой собственности, существует возможность выслеживания и покушения на носителя биометрических идентификаторов с целью получения доступа. Если что-либо защищено биометрическим устройством, владельцу может быть нанесен необратимый ущерб, который возможно будет стоить больше самой собственности. Например, в 2005, малайзийские угонщики отрезали палец владельцу Мерседес-Бенц S-класса при попытке угнать его машину .

Использование биометрических данных потенциально уязвимо к мошенничеству: биометрические данные так или иначе оцифровываются. Мошенник может подключиться к шине , ведущей от сканера к обрабатывающему устройству и получить полную информацию о сканируемом объекте. Затем мошеннику даже не понадобится живой человек, потому что, точно также подключившись к шине , он сможет проводить все операции от лица отсканированного человека, не задействуя сканер.

Биометрические данные с возможностью отмены

Преимуществом паролей над биометрией является возможность их смены. Если пароль был украден или потерян, его можно отменить и заменить новой версией. Это становится невозможным в случае с некоторыми вариантами биометрии. Если параметры чьего-либо лица были украдены из базы данных, то их невозможно отменить либо выдать новые. Биометрические данные с возможностью отмены являются тем самым путём, который должен включить в себя возможность отмены и замены биометрии. Первыми его предложили Ratha и др.

Было разработано несколько методов отменяемой биометрии. Первая система биометрии с возможностью отмены, основанная на отпечатках пальцев, была спроектирована и создана Туляковым. . Главным образом, отменяемая биометрия представляет собой искажение биометрического изображения или свойств до их согласования. Вариативность искаженных параметров несёт в себе возможности отмены для данной схемы. Некоторые из предложенных техник работают, используя свои собственные механизмы распознавания, как работы Тео и Саввида , в то время как другие (Дабба ) используют преимущества продвижения хорошо представленных биометрических исследований для своих интерфейсов распознавания. Хотя увеличиваются ограничения системы защиты, всё же это делает модели с возможностью отмены более доступными для биометрических технологий.

Одним из частных вариантов решения может быть, например, использование не всех биометрических параметров. Например, для идентификации используется рисунок папиллярных линий только двух пальцев (к примеру, больших пальцев правой и левой руки). В случае необходимости (например, при ожоге подушечек двух «ключевых» пальцев) данные в системе могут быть откорректированы так, что с определённого момента допустимым сочетанием будет указательный палец левой руки и мизинец правой (данные, которые до этого не были записаны в систему - и не могли быть скомпрометированы).

Международный обмен биометрическими данными

Многие страны, включая США, уже участвуют в обмене биометрическими данными. Данное заявление было сделано в 2009 в Комитете по Ассигнованиям, подкомитете по Национальной безопасности по «биометрической идентификации» Кэтлин Крэнингер и Робертом Мокни :

Чтобы быть уверенными в том, что мы можем пресечь деятельность террористических организаций до того, как они доберутся до США, мы должны занять ведущее место в продвижении международных стандартов по биометрии. Развивая совместимые системы, мы сможем безопасно передавать информацию о террористах между странами, поддерживая нашу защищенность. Также как мы улучшаем пути сотрудничества внутри Правительства США по выявлению и устранению террористов и иных опасных личностей, у нас ещё есть обязательства перед нашими партнерами за границей совместно предотвращать любые действия террористов.

Мы понимаем, что при помощи биометрии и международного сотрудничества мы можем изменить и расширить возможности для путешествий а также защитить народы разных стран от тех, кто хочет причинить нам вред.

Согласно статье, опубликованной С. Магнусон в журнале «Национальная Безопасность» (National Defense Magazine), Департамент национальной безопасности США под давлением вынуждает распространять биометрические данные . В статье говорится:

Миллер (консультант Ведомства Национальной Безопасности и по делам безопасности в Америке) сообщает, что США имеет двусторонние договоренности по обмену биометрическими данными с 25 странами. Каждый раз, когда какой-либо иностранный лидер посещал Вашингтон за последние несколько лет, Государственный департамент обязательно заключал с ним подобный договор.

Законодательное регулирование в России

Статья 11 Федерального закона «О персональных данных» № 152-ФЗ от 27 июля 2006 г. регламентирует основные особенности использования биометрических данных.

Биометрия в массовой культуре

Технологии биометрии были освещены в популярных кинофильмах. Только это уже вызвало интерес потребителей к биометрии, как к средству идентификации человека. В фильмах 2003 года «Люди-Х » и «Халк » использовались биометрические технологии распознавания: в виде доступа по отпечатку руки и в фильме «Люди-Х2» и по отпечатку пальца в «Халке».

Но это не было так показательно, пока в 2004 году не вышел фильм «Я, робот » с Уиллом Смитом в главной роли. Футуристический фильм демонстрировал развитие новейших технологий, которые даже на сегодняшний день ещё недостаточно развиты. Использование технологий распознавания голоса и ладони в фильме зафиксировалось в представлении будущего у людей и обе эти технологии, которые используются сегодня для охраны зданий или информации - лишь два из возможных применений биометрии.

В 2005 году вышел в прокат фильм «Остров ». Дважды за фильм клоны используют биометрические данные: чтобы проникнуть в дом и завести машину.

Фильм «Гаттака » рисует общество, в котором существует два класса людей: продукты генной инженерии, созданные для того, чтобы быть высшими (так называемые «Действительные»), и низшие обычные люди («Инвалиды»). Люди, считавшиеся «Действительными», имели большие привилегии, и доступ к запретным зонам был ограничен для таких людей и контролировался автоматическими биометрическими сканерами, похожими на сканеры отпечатков пальцев, но коловшие палец и получавшие пробу ДНК из взятой крови.

В фильме «Разрушитель » персонаж Саймон Феникс, которого играл Уэсли Снайпс , вырезает жертве глаз, чтобы открыть дверь со сканером сетчатки.

В картине «Монстры против пришельцев » студии DreamWorks военный помощник проникает в зону, используя биометрию.

Раньше такое можно было увидеть только в шпионских фильмах: герой прикладывает палец к специальному сенсору - и дверь открывается. Сегодня такие технологии стали реальностью, ведь появилась возможность собирать, хранить и использовать биометрические персональные данные. Что это такое?

Биометрия

Смотря фантастические фильмы, где герои общаются с "умным домом" или отдают приказы искусственному интеллекту космического корабля, зрители редко задумываются об обратной стороне этого вопроса, например, слушается ли эта программа всех подряд. Очень вряд ли, наверняка, она реагирует только на голос хозяина. И это достигается с помощью биометрии, которая реально существует. Итак, что же это за кусочек из фантастики, уже ставший действительностью?

Биометрия - это Она основывается на присущих им уникальных характеристиках, так что зайти, так сказать, "под чужим логином" не удастся, ведь подделать пароль невозможно, и сейчас станет ясно, почему.

Что относится?

К данным этого типа относятся любые сведения, которые могут быть измерены, как поведенческого или психологического, так и физиологического характера. Иными словами, любой параметр человека, который может быть выражен в абсолютных значениях, может считаться биометрическими данными.

Они обладают рядом определенных свойств, что и делает их такими ценными.

  • Они уникальны. ДНК каждого человека индивидуальна, так же как отпечаток пальца или рисунок радужки. Это значит, что никто другой не сможет воспользоваться "паролем" без позволения и ведома хозяина.
  • Они универсальны. Биометрические персональные данные - это различные характеристики, присущие абсолютно всем людям.
  • Они неизменны. Как невозможно "отредактировать" отпечатки пальцев, так и нельзя поменять тембр голоса или ДНК.

Все эти характеристики в комплексе делают сведения данного типа очень полезными, если подумать о всеобщем сборе и хранении данных в различных целях. Например, преступники не смогут избежать правосудия. Впрочем, до создания глобальных баз данных еще очень и очень далеко.

Виды данных

На сегодняшний день успешно используется несколько типов биометрических данных: отпечатки пальцев, голос, сетчатка или радужка глаза, а также распознавание лица и ДНК. Этим, однако, список возможных параметров не ограничивается. В перспективе технологии смогут работать также с запахом или, например, походкой, характерными особенностями поведения, процессом подписания документов и т. д. Таким образом, характеристики могут быть не только статичными, но и динамическими.

Кстати, в процессе изучения некоторых физиологических характеристик человека стало ясно, что, например, сетчатка в данном качестве не подходит, поскольку рисунок сосудов может меняться, а также дает информацию о состоянии здоровья, чего быть не должно. Это косвенно дает толчок к развитию еще и медицине.

История

Самым распространенным параметром, используемым уже довольно давно, являются отпечатки пальцев. Дактилоскопические данные уже стали совсем привычными, а процедура их сдачи уже давно обязательна не только для тех, кто подозревается в преступлениях, но и для обычных граждан, например, при получении некоторых документов.

Идея о том, что папиллярный рисунок, то есть линии на кончиках пальцев, уникальны для каждого человека, была выдвинута еще в XIX веке Уильямом Гершелем. Несмотря на то, что выдвинутая им гипотеза о неповторимости отпечатков так и не получила достаточного основания, дактилоскопия широко используется в криминалистике. Пожалуй, именно она и положила начало идеям об идентификации, основой которой являлись бы биометрические данные.

Сбор

Сейчас самой распространенной является процедура снятия отпечатков пальцев в электронном или традиционном виде. В первом случае используются специальные сенсоры, делающие высококачественный цифровой снимок, который в дальнейшем преобразуется, а во втором - особая краска. Для распознавания лиц также используются специальным образом сделанные фотографии - например, в России сейчас такие делают, чтобы поместить биометрические данные в для поездок за рубеж.

Хранение и обработка

Если сбор биометрических данных не является такой уж проблемой, то создание и постоянное обновление и обслуживание единой базы данных, пожалуй, относится к актуальным задачам. Кроме того, существует необходимость в правовом регулировании доступа к информации подобного рода и возможности работы с ней, в том числе передачи третьим лицам.

Очевидно, что настолько личная информация нуждается в серьезной защите. Это значит, что базы данных, если в них будут централизованно стекаться все сведения, должны быть максимально безопасными, а человеческий фактор необходимо снизить до минимума. То есть обработка биометрических персональных данных должна происходить в общем случае в автоматическом режиме.

Тем не менее в России пока эта проблема не решена, несмотря на принятие в 2006 году закона 152-ФЗ, в котором говорится в том числе о подобных сведениях, никаких четких инструкций о правилах их хранения и передачи пока нет. Кроме того, нет контроля за процессом работы с информацией такого типа, хотя некоторые государственные органы уже давно занимаются ее сбором. Таким образом, обычные граждане вряд ли могут быть совершенно уверены в том, что информация о них находится в надежных руках, и они даже не могут это проверить.

Где используются?

Поскольку биометрические данные уникальны для каждого человека, на их основе очень удобно идентифицировать личность для тех или иных нужд.

В современном мире на практике это реализуется в различных системах доступа и личных документах. На сегодняшний день сбор тех или иных сведений, относящихся к таким данным, осуществляется, например, в некоторых странах для получения паспорта или виз для заграничных поездок. Кроме того, большое количество современных телефонов, планшетов, компьютеров и других приборов также имеют функции разблокирования в ответ на, например, считывание отпечатков пальцев или распознание лица. Так что биометрическая защита данных уже давно - не только высокие технологии в фантастическом фильме. Современные методы позволяют даже различать близнецов по одному или нескольким автоматически оцениваемым параметрам с достаточно высокой степенью точности.

Иными словами, биометрические данные человека - это очень надежный пароль, который нельзя поменять, а при дальнейшем совершенствовании технологий распознания получить к чему-либо будет абсолютно невозможно. Правда, проблема состоит в том, что если случится утечка из базы данных, то это станет серьезной проблемой, ведь, как уже было сказано, этот "пароль" поменять невозможно.

Механизм работы при этом довольно прост: при существовании в базе данных прибора эталонного образца он сравнивается с полученными с помощью сенсора данными, и если есть критические несоответствия, то запрос на доступ отклоняется, а если нет - принимается. Естественно, существует вероятность ложного срабатывания или отказа, но это зависит от качества эталона и правильности настройки и достаточной чувствительности сенсора. Разумеется, комбинирование нескольких методов распознавания значительно повышает общую точность идентификации.

За и против

Как и в любом другом вопросе, когда дело касается персональной информации, а особенно биометрических данных, люди делятся на два лагеря: сторонников и противников.

Те, кто выступают за скорейшее внедрение всеобщей идентификации по биометрическим параметрам, аргументируют свою позицию тем, что это сделает общество более безопасным, снизит преступность. Найти пропавшего человека не составит никакого труда, ведь любая система безопасности определит его присутствие.

С другой стороны, критики считают, что, во-первых, даже небольшая утечка данных такого типа может быть критичной, а во-вторых, пока не существует предпосылок к созданию законодательных рамок, которые могли бы разрешить многие вопросы в этой сфере. Наконец, некоторым кажется, что это создаст возможность для правительств вмешиваться в частную жизнь своих граждан, что неприемлемо.

Перспективы

Так или иначе, технологии, основанные на информации данного типа, продолжают развиваться, и этот процесс сдерживает лишь их достаточно высокая стоимость. Вероятно, в обозримом будущем сдача биометрических данных будет обязательной для всех людей без исключения, и будут созданы обширные базы данных. К личности каждого человека будет привязана информация о нескольких его параметрах. Это даст возможность навсегда отказаться от бумажных документов, удостоверяющих личность, а еще позволит забыть о таком понятии, как ключи и замки в привычном понимании.

Кстати, обычно вместе с биометрией упоминают и чипирование. Однако у этой меры гораздо больше противников, ведь с помощью микросхем, вшитых под кожу человека, можно не только определять, но и контролировать и изменять его состояние. Эта перспектива настолько пугает современных людей, что в большей части антиутопий говорится об этой мере как совершенно обыденной. Но это уже совсем другая история.