secuface - SCF2010 - SmartCard Forum 2010

Jak se chytré karty a biometrie doplňují
secunet
Security Networks AG
aneb nové možnosti identifikace díky
biometrii
SmartCard Forum 2010
Praha, 20. května 2010
Karel Galuška – secunet s.r.o.
Agenda
1
O přístupech k identifikaci osob
2
Biometrie (face recognition) – principy, využití, kritické faktory
3
Modelové příklady nasazení face recognition
4
Technologie pro face recognition
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
2
Přístupy k identifikaci osob
Identifikace založená na:
▀ vlastnictví (resp. držení identifikačního předmětu),
Nevýhody: falsifikace, zneužití jinou osobou, závislost na primárním dokladu
▀ znalostech (heslo, pin),
Nevýhody: zneužití jinou osobou (odposlechnutí, záměrné předání), zapomenutí/uchování
▀ kombinované přístupy,
– kombinací předchozích metod se rizika snižují ale neeliminují. Primárním nedostatkem
popsaných přístupů k identifikaci osob je fyzické oddělení prvků prokazujících totožnost od
jejich nositele.
▀ biometrická identifikace.
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
3
Biometrické technologie
Biometrickou identifikací resp. verifikací rozumíme využití jedinečných, měřitelných,
fyziologických znaků nebo chování ke ztotožnění či ověření identity osoby.
Aplikace biometrických technologií v praxi mají základní společné kroky:
▀ Sběr dat, tj. sejmutí specifického vzorku pomocí snímacího senzoru v co možná
nejvyšší kvalitě,
▀ Přenos dat a jejich případná komprese (pokud zpracování probíhá na jiném
místě než snímání),
▀ Zpracování dat, což zahrnuje:
- extrakce unikátních biometrických charakteristik (tzv. referenčních bodů) ze vzorku,
- kontrola kvality,
- porovnání se šablonami uloženými v databázi,
- rozhodnutí,
- případné uložení referenčních bodů jako nové šablony do databáze.
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
4
Identifikace osob v reálném čase na základě rozpoznání
biometrie obličeje
Pro člověka nejpřirozenější způsobem identifikace
jiných lidí. Automatizovaně lze využít jako:
1)
jeden prvek vícefaktorové identifikace
2)
samostatně pro identifikace/verifikaci
- kontrola přechodu státních hranic
- docházkové a přístupové systémy
- bezpečnostní procedury ve veřejných dopravních
prostředcích, nádražích
- veřejná prostranství pod správou policie
- zóny se zvýšenou kontrolou bezpečnosti - letiště
- Fotbalové stadiony, tržnice (mobilní zařízení)
- komerční sektor (retail, banky, kasina)
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
5
Face Recognition – statistický proces
•
Opakované měření nezaznamená stejnou sadu referenčních bodů,
jednoduše řečeno dvě fotografie stejného člověka pořízené v jiný
okamžik nejsou stejné
Potenciální falešný
poplach
X
Potenciální
nezachycení
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
6
FACE RECOGNITION a potenciální riziko míry chyby
▀ nízký práh míry shody

příliš falešných alertů (alarmů)
▀ vysoký práh míry shody

vysoká míra rizika nezachycení
▀ hodnota míry shody (threshold) je vždy otázkou kompromisu
errors
non-match
match
nezachycení
Falešné poplachy
threshold
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
7
Kritické faktory prostředí ovlivňující úspěšnost identifikace
▀ dostatečné osvětlení, bez odlesků a stínů,
▀ kvalita referenčních snímků v databázi,
▀ dostatečné rozlišení snímků obličeje (rozhodující je počet obrazových bodů mezi očima,
kde minimální vzdálenost pro většinu implementací je 60 pixelů, v případě kamer je nutné
aplikovat alespoň 2MPix kamery v závislosti na vzdálenosti snímané scény),
▀ otočení hlavy z tzv. Full Frontal pozice (definováno v normě ISO 19794-5), tj. menší úhel
než mezní požadovaný normou a jednotlivými algoritmy, přičemž tolerance vybraných
algoritmů může být různá,
▀ neprokládaný kvalitní zdroj obrazového signálu, při následné digitalizaci takového obrazu
dojde vždy ke vzniku nežádoucích artefaktů.
kooperativní x nekooperativní scénář
kontrolované x nekontrolované prostředí
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
8
FACE RECOGNITION jako nástroj on-line monitoringu
konkrétní situace ano, ale……
GO
No Match OK
Positive
Match
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
9
Příklady vhodnosti nasazení
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
10
Příklad č. I: Zabránění vstupu na stadion
registrovaným výtržníkům - turniket
▀ Výchozí podmínky:
- Míra rozpoznání (korektní poplachy):
98%
- Falešné poplachy :
0,1%
- Celkový počet návštěvníků stadiónu:
20.200
- Z toho výtržníků:
200
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
11
Příklad č. I: Vstup na sportovní stadiony - výsledek
20.200 návštěvníků
20.000 bezproblémových
200 výtržníků
0,1%
98%
20 falešně
19.980
196 korektních
4
zachycených
nezachyceno
alarmů
nezachyceno
•
Celkový počet alarmů:
216
•
Celková míra korektních alarmů:
91% (196/216)
(20 + 196)
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
12
Příklad č. II: Obchodní dům
▀ Výchozí podmínky:
- Míra rozpoznání (korektní poplachy):
60%
- Falešné poplachy :
0,1%
- Celkový počet nakupujících:
50.005
- Z toho zlodějů/kapsářů:
5
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
13
Příklad č. II: Obchodní dům - tržnice
50.005 nakupujících
50.000 bezproblémových
0,1%
5 kapsářů / zlodějů
60%
50 falešných
49.950
3 korektní
2
alarmů
nezachyceno
alarmy
nezachyceny
•
Celkový počet alarmů:
53
(50 + 3)
•
Celková míra korektních alarmů:
6%
(3/53)
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
14
Blokové schéma systému pro identifikaci osob
TRACKING STATION
WATCHLIST
STATION
Live
Preview
CAM
MO_01
TS_001
ALERT MONITOR
Live
Preview
CAM
MO_02
WATCH_S
TS_002
Live
Preview
VCR
TS_003
ABC _ 01_3D06 ABC _ 01_3D07 ABC _ 01_3D08
ABC _ 01_3D02 ABC _ 01_3D03 ABC _ 01_3D01 ABC _ 01_3D04 ABC _ 01_3D05
ABC _ 01
Osoba
ABC
ABC _ 01_3D09 ABC _ 01_3D10 ABC _ 01_3D11
ABC _ 02_3D06 ABC _ 02_3D07 ABC _ 02_3D08
DEF
ABC
ABC _ 02_3D02 ABC _ 02_3D03 ABC _ 02_3D01 ABC _ 02_3D04 ABC _ 02_3D05
ABC _ 02
ABC _ 02_3D09 ABC _ 02_3D10 ABC _ 02_3D11
DEF _ 01_3D06 DEF _01_3D07 DEF _ 01_3D08
ENROLLMENT STATION
Osoba
DEF
DEF _ 01_3D02 DEF _ 01_3D03 DEF _ 01_3D01 DEF _ 01_3D04 DEF _ 01_3D05
DEF _ 01
DEF _ 01_3D09 DEF _ 01_3D10 DEF _ 01_3D11
secuFACE_Monitor
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
15
Enrollment Station - Definice watch listu – multiidentita
▀ výkonné systémy využívají kombinace geometrie obličeje, textury kůže a modelových 3D
pohledů umožní zvýšení výkonu systému
▀ aplikace kombinace několika algoritmů rozpoznání obličeje
▀ osvědčení přístup je užití tzv. multiidentity konkrétní osoby
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
16
Enrollment Station – multiidentita
ABC _ 01_3D06 ABC _ 01_3D07 ABC _ 01_3D08
ABC _ 01_3D02 ABC _ 01_3D03 ABC _ 01_3D01 ABC _ 01_3D04 ABC _ 01_3D05
ABC _ 01
Osoba
ABC
ABC _ 01_3D09 ABC _ 01_3D10 ABC _ 01_3D11
ABC _ 02_3D06 ABC _ 02_3D07 ABC _ 02_3D08
DEF
ABC
ABC _ 02_3D02 ABC _ 02_3D03 ABC _ 02_3D01 ABC _ 02_3D04 ABC _ 02_3D05
ABC _ 02
ABC _ 02_3D09 ABC _ 02_3D10 ABC _ 02_3D11
DEF _ 01_3D06 DEF _01_3D07 DEF _ 01_3D08
Osoba
DEF
DEF _ 01_3D02 DEF _ 01_3D03 DEF _ 01_3D01 DEF _ 01_3D04 DEF _ 01_3D05
DEF _ 01
DEF _ 01_3D09 DEF _ 01_3D10 DEF _ 01_3D11
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
17
Tracking station - Face Capture – on-line analýza živého
obrazu
▀ Analyzuje obraz konkrétní
kamery
▀ Automatická detekce obličeje
v obraze – token image
▀ Zhodnocení kvality
detekovaného obličeje pro
další porovnání – optimalizace
výkonu celého řešení
▀ Předání kvalitních obrazů na
další zpracování
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
18
Alert/Screening Monitor – vyhodnocení a monitoring
alarmů
▀ Zobrazuje detekované alarmy
▀ Zobrazení tzv. candidate
images
▀ Přenos na vybrané klientské
aplikace
▀ Přenos na mobilní zařízení
terénních pracovníků
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
19
Jak vybírat konkrétní řešení
▀ Vysoce přesné řešení
- pořízení referenční dat včetně tzv. MultiView procesu (3D modelace)
- nastavitelné prahy umožňují přizpůsobit provoz systému potřebám bezpečnosti
▀ Efektivní využití lidských zdrojů
- systém poskytuje širokou škálu informací pro bezpečnostní dohled
- několikanásobný watch-list může být monitorován simultánně
- koncové operátorské rozhraní je customizováno podle aktuálních potřeb
▀ Snadná integrace do již existujících řešení
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
20
Jak integrovat do jiných informačních systémů
Použití middleware přináší snížení nákladů na vývoj a lepší udržitelnost projektu
prostřednictvím:
 zapouzdřením více biometrických knihoven jednotným API
 unifikací aplikačního rozhraní pro různý HW
 funkcí rozšiřujícími biometrické knihovny o další schopnosti jako například workflow
management, management databáze biometrických dat, analytické funkce atd.
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
21
Schéma middleware pro biometrické aplikace
Front End - Aplikace
...
...
....
.NET
SOAP
...
Middleware Control UNIT
Data Management
Module
Capturing Module
Quality Assurance
Search Module
A3
A3
A2
Workflow Processing
Module
SmartCard Forum 2010- 20.5.2010
22
secunet
Security Networks AG
Děkuji za pozornost
Karel Galuška
[email protected]
Tel: 724 292 775