تکنولوژی احراز هویت بیومتریک چیست؟

مدرن شدن زندگی و پیشرفت فناوری مزایای بسیار زیادی به دنبال داشته و انجام امور روزانه را بسیار آسان کرده است. در مقابل حملات سایبری و کلاهبرداری‌های مدرن هم به همان نسبت افزایش پیدا کرده‌اند و امنیت اطلاعات حساس را با خطر مواجه می‌کند. احراز هویت بیومتریک به‌عنوان یک فرایند امنیت سایبری می‌تواند دسترسی هکرها را به هویت کاربران و اطلاعات حساس محدود کند و موجب افزایش امنیت در فضای دیجیتال شود. ما برای محافظت از دارایی خود انواع سیستم‌های امنیتی و کنترلی را استفاده می‌کنیم. قفل‌ها یکی از پرکاربردترین ابزارهای مورد استفاده ما هستند؛ اما چه می‌شد اگر بجای کلیدها معمولی از مولفه‌ای برای بازکردن قفل استفاده می‌شد که منحصربه فرد بود؟ سیستم‌های احراز هویت بیومتریک تنوع زیادی دارند و از طریق روش‌های منحصربه‌فرد به محافظت از اطلاعات می‌پردازند. در ادامه همراه ما باشید تا تکنولوژی احراز هویت بیومتریک را به طور کامل بررسی کنیم.

احراز هویت بیومتریک چیست؟

احراز هویت بیومتریک از سیستم‌های امنیتی برای شناسایی و احراز هویت افراد است که به‌واسطه ویژگی‌های فیزیکی منحصربه‌فرد مانند اثر انگشت، چهره، اسکن عنبیه، صدا، کف دست و… انجام می‌شود. در واقع بیومتریک یک اصطلاح یونانی متشکل از دو کلمه بیو یعنی زندگی و متریک به معنی اندازه‌گیری است و  می‌توان به معنی اندازه‌گیری ویژگی‌های بیولوژیکی انسان آن را در نظر گرفت.

طی این فرایند امنیتی اطلاعات بیومتریک فرد ثبت می‌شوند و برای هر بار احراز هویت اطلاعات شخص با اطلاعات ثبت شده مطابقت داده می‌شوند و هویت او تأیید یا رد خواهد شد. احراز هویت با هوش مصنوعی امکان کلاهبرداری و سرقت هویت (Identity theft) را بسیار کاهش می‌دهد و امروزه در تمام محیط‌های امنیتی و کسب و کارها برای احراز هویت از سیستم‌های بیومتریک استفاده می‌شود. حتی در کاربردهای روزمره هم ما از اثر انگشت یا تصویر چهره‌مان برای بازکردن قفل گوشی‌های هوشمند استفاده می‌کنیم.

معرفی شناسه‌های بیومتریک

شناسه‌های بیومتریک بسیار متنوع هستند و می‌توان از روش‌های مختلفی به احراز هویت افراد پرداخت. حداقل 16 شناسه بیومتریک وجود دارد که در ادامه به معرفی و توضیح آن‌ها خواهیم پرداخت:

1. اثر انگشت

از رایج‌ترین و محبوب‌ترین شناسه‌های بیومتریک تشخیص اثر انگشت است که با استفاده از ویژگی منحصربه‌فرد اشخاص یعنی اثر انگشت به احراز هویت آنها پرداخته می‌شود. در این سیستم بیومتریک از طریق اسکنرهای اثر انگشت به تشخیص دقیق اثر انگشت پرداخته می‌شود، از این روش به شکل گسترده‌ای در دستگاه‌های تلفن همراه، قفل درب ساختمان، دستگاه کنترل تردد و… به‌منظور ایمن‌سازی استفاده می‌شود. این روش به نسبت بقیه روش‌های شناسایی بیومتریک قدیمی‌تر بوده؛ اما در عین حال از محبوبیت بالایی برخوردار است و در استفاده گسترده‌ای از برای شناسایی افراد در سیستم‌ها مختلف  می‌شود.

2. تشخیص چهره بیومتریک

چهره از دیگر ویژگی‌های فیزیولوژیکی خاص در اشخاص است که برای شناسایی و احراز هویت در مکان‌های مختلف به کار می‌رود. البته تشخیص چهره به صورت سنتی از گذشته استفاده می‌شده و هنوز هم در حال استفاده است؛ با این تفاوت که در گذشته تشخیص چهره به عهده افراد بوده. به این معنی که نگهبان یا مأمور کنترل، تنها به افرادی که می‌شناخته اجازه ورود یا دسترسی را می‌داده. اما امروزه این کار به عهده دستگاه‌ها و ماشین‌هاست. تشخیص چهره نسبت به اثر انگشت از امنیت بیشتری برخوردار است. با توجه به اینکه جعل آن بسیار سخت از اثر انگشت است در واحدهای حساس که به امنیت زیادی نیاز دارد؛ مانند بانک‌ها و سازمان‌های دولتی به کار گرفته می‌شود. در این روش الگوهای چهره مانند چشمان، دهان و بینی به طور دقیق در سیستم بیومتریک ثبت می‌شوند و چهره فرد با قرارگرفتن مقابل اسکنر دستگاه با الگوهای ثبت شده در دیتابیس مطابقت و در نهایت هویت او رد یا تأیید می‌شود.

3. عنبیه چشم

اسکن عنبیه به‌عنوان یکی از بهترین ویژگی‌های فیزیولوژی فرد شناخته می‌شود که برخلاف اثر انگشت امکان تغییر آن در طول زندگی وجود ندارد و با امنیت و دقت بسیار بالایی به شناسایی افراد کمک می‌کند. سیستم‌های بیومتریک عنبیه از تکنولوژی پیشرفته‌تری برخوردار هستند؛ اما نسبت به سایر روش‌ها رواج کمتری دارد. از این روش در محل‌های بسیار حساس مانند تاسیسات نظامی و امنیتی استفاده می‌شود و یکی از دقیق‌ترین سیستم‌های احراز هویت بیومتریک به شمار می‌رود. در این روش الگوی عنبیه چشم از طریق اسکنر دستگاه و دوربین مادون‌قرمز تشخیص داده می‌شود.

4. کف دست بیومتریک

کف دست هر شخص از خطوط و رگ‌های خونی مختص به فرد تشکیل شده که به‌عنوان یکی از شناسه‌های بیومتریک برای احراز هویت مورداستفاده قرار می‌گیرد. در این روش با استفاده از نور مادون‌قرمز الگوی رگ‌های خونی در کف دست تشخیص داده می‌شوند که از روش‌هایی مانند اثر انگشت بسیار دقیق‌تر است.

5. تشخیص صدا بیومتریک

یکی از جدیدترین شناسه‌های احراز هویت بیومتریک تشخیص صدا است که از طریق تن صدا و لهجه فرد به شناسایی او می‌پردازد. در واقع صدای هر کس از لحن و فرکانس‌های منحصربه‌فرد برخوردار است، همان‌طور که ما صدای افراد مختلف را به راحتی تشخیص و از دیگر اشخاص تمییز می‌دهیم، ماشین‌ها هم می‌توانند الگوهای مرتبط با صدای اشخاص را به دقت بررسی کرده و بین آن‌ها تمایز قائل شوند. این روش از بهترین روش‌ها برای شناسایی هویت افراد در مرکز تماس برای پشتیبانی خدمات مشتری مانند بانکداری آنلاین و سرویس‌های تلفنی محسوب می‌شود.

6. تشخیص راه رفتن بیومتریک

راه رفتن افراد دارای الگوی خاص است و امروزه به یکی از شناسه‌های بیومتریک تبدیل شده است. راه رفتن از ویژگی‌های رفتاری منحصربه‌فرد انسان است و جالب است بدانید که نحوه راه رفتن هر فرد با دیگری تفاوت دارد. این روش نسبت به سایر انواع بیومتریک رواج بسیار کمتری دارد و هنوز بسیاری با آن آشنا نیستند.

اسکن عروق پیشانی، الگوی تایپ‌کردن، حرکات دست، دی‌ان‌ای، الگو ضربان قلب و… از دیگر روش‌های بیومتریک هستند که هر کدام مزایا و چالش‌های خود را در تشخیص دارند. در بسیاری از کاربردها، از ترکیب چند مورد از این شناسه‌های بیومتریک در کنار هم استفاده می‌شود و از ترکیب چند شناسه بیومتریک یک احراز هویت دقیق‌تر را ممکن کنند.

روش کارکرد احراز هویت بیومتریک

همان‌طور که گفته شد در سیستم احراز هویت بیومتریک ویژگی‌های فیزیولوژی مانند اثر انگشت به‌عنوان داده ذخیره می‌شوند و سپس با داده ورودی توسط افراد مطابقت داده می‌شوند. مقایسه این دو داده به تأیید یا رد شدن هویت فرد منجر می‌شود، تمام سیستم‌های بیومتریک دارای سنسور برای ثبت و ضبط داده‌های بیومتریک هستند و پس از تحلیل و تجزیه داده‌های ورودی آنها را به فرمت‌های دیجیتالی تبدیل می‌کنند و آن را با نمونه ذخیره شده در دیتابیس مقایسه می‌کنند. وریفای بیومتریک در بسیاری از دستگاه‌های مدیریت دسترسی، تلفن‌های هوشمند و دستگاه‌های ثبت ورود و خروج استفاده می‌شوند و روشی بسیار موثر و قابل اعتماد است.

مزایای احراز هویت بیومتریک

احراز هویت بیومتریک در برابر روش‌های سنتی دارای مزایای متعدد است که عبارتند از:

· امنیت بالا

از مهم‌ترین مزایای سیستم‌های بیومتریک امنیت بسیار بالا و امکان پایین است. این سیستم‌ها برخلاف روش‌هایی مثل استفاده از گذرواژه و رمز یا کارت و انواع کلیدها، با مشکلاتی مانند فراموشی یا گم کردن فیزیکی از جانب افراد مواجه نیستند. همچنین به دلیل منحصربه‌فرد بودن، سو استفاده کنندگان نمی‌توانند به راحتی مرتکب کلاهبرداری و جعل شوند و به حفظ امنیت مجموعه کمک شایانی می‌کند.

· کاربری آسان

داده‌های بیومتریک آسان‌ترین روش برای احراز هویت هستند، برای مثال هنگام استفاده از تلفن همراه در کسری از ثانیه از طریق اثر انگشت می‌توانید قفل آن را باز کنید. استفاده از روش‌های بیومتریک نسبت به روش‌هایی مانند گذرواژه و کارت بسیار راحت‌تر است.

· مقیاس‌پذیری بالا

سیستم‌های بیومتریک از نظر مقیاس‌پذیری بسیار منعطف هستند و به راحتی در محیط‌های مختلف پیاده‌سازی می‌شوند.

· سطح اطمینان بالا

این مزیت برای کسب و کارها و سازمان‌ها اهمیت بسزایی دارد و این اطمینان را به آنها می‌دهد که شخص موردنظر همان فردی است که ادعا می‌کند. احتمال دزدی هویت با کپی کردن داده‌هایی مثل اثر انگشت یا دیگر شناسه‌های بیومتریک کار ساده‌ای نیست. شاید در این بین تنها اثر انگشت باشد که روش‌هایی برای جعل آن وجود داشته باشد؛ اما بقیه روش‌های تشخیص بیومتریک به راحتی قابل جعل نیستند.

· تشخیص تقلب

امکان تقلب کردن در فناوری بیومتریک بسیار سخت است و ویژگی‌های بیولوژیکی هر فرد با فرد دیگری کاملاً متفاوت است. با توجه به این نکته که هکرها و مهاجمان سایبری نمی‌توانند بدون دسترسی فیزیکی یا ارتباط نزدیک با سوژه به اطلاعات بیومتریک دسترسی پیدا کنند. تقلب و گول زدن چنین سیستم‌هایی به نسبت یافتن گذر واژه کار بسیار سختی محسوب می‌شود.

· ثبات و پایداری

داده‌های بیومتریک باثبات و بادوام هستند و در طول زندگی شخص معمولاً تغییر نمی‌کنند، حتی در صورت تغییر جزئی در طول زمان می‌توانند فرد را شناسایی کنند. در دستگاه‌های پیشرفته تشخیص چهره امکان شناسایی افراد در حال استفاده از ماسک و عینک نیز وجود دارد.

سطح امنیت احراز هویت بیومتریک

امنیت از مهم‌ترین مسائلی است که سازمان‌ها برای عدم دسترسی افراد غیرمجاز به اطلاعات به دنبال راهی برای حفظ آن هستند. داشتن گذرواژه‌های ضعیف به راحتی هک می‌شوند و باعث به وجود آمدن رخنه‌های اطلاعاتی و به وجود آمدن حوادث امنیتی می‌شوند. احراز هویت بیومتریک چنین مشکلات و چالش‌هایی را از بین برده و افراد به جای استفاده از گذرواژه تنها با ویژگی‌های فیزیولوژی می‌توانند احراز هویت خود را انجام دهند.

با توجه به این که در احراز هویت بیومتریک به حضور شخص نیاز است امکان تقلب به صفر می‌رسد و می‌توان گفت بیومتریک امن‌ترین روش برای احراز هویت به شما می‌رود. هک کردن سیستم‌های بیومتریک تقریباً کاری غیرممکن است و به دلیل پیچیده بودن داده‌ها نمی‌توان با هیچ راه‌حلی به آنها دسترسی پیدا کرد.

در این میان تشخیص رگ‌های خونی و تشخیص عنبیه از سطح امنیت بالاتری نسبت به سایر شناسه‌های بیومتریک برخوردار هستند و در محیط‌های حساس مانند صنعت بانکداری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

شرکت‌ها و سازمان‌ها با استفاده از این سیستم می‌توانند امکان دسترسی به مناطق حساس مانند آزمایشگاه‌ها و تجهیزات را محدود کنند. استفاده از فناوری بیومتریک در مراکز تجاری باعث افزایش امنیت در تراکنش‌های الکترونیکی و معاملات مالی می‌شود و به بهبود ارائه خدمات به مشتریان کمک می‌کند. علاوه بر آن سطح امنیت معاملات در سیستم بانکداری به‌واسطه احراز هویت بیومتریک افزایش پیدا می‌کند و افراد با اطمینان بالا می‌توانند به انجام تراکنش‌های آنلاین و بانکی دست بزنند. افزایش امنیت در مراکز بهداشتی و درمانی به‌منظور عدم دسترسی به اطلاعات پزشکی حساس و اطلاعات بیماران از دیگر کاربردهای این تکنولوژی است.

اجزای دستگاه‌های احراز هویت بیومتریک

احراز هویت بیومتریک با هوش مصنوعی، فرآیندی امر و مطمئن است که با استفاده از دستگاه‌های هوشمند صورت می‌گیرد؛ یک دستگاه بیومتریک شامل سه جزء است: دستگاه خواننده یا اسکن، فناوری تبدیل و مقایسه داده‌های بیومتریک جمع‌آوری‌شده و پایگاه داده برای ذخیره‌سازی.

حسگر وسیله‌ای است که داده‌های بیومتریک را اندازه‌گیری و ضبط می‌کند. به‌عنوان مثال، می‌تواند یک خواننده اثر انگشت‌، تحلیل‌گر صدا یا اسکنر شبکیه باشد. این دستگاه‌ها، داده‌ها را برای مقایسه با اطلاعات ذخیره شده، جمع‌آوری می‌کنند. این نرم‌افزار داده‌های بیومتریک را پردازش می‌کند و آن‌ها را در فریند مطابقت در داده های ذخیره شده مقایسه می‌کند. بیشتر داده‌های بیومتریک در پایگاه داده‌ای ذخیره می‌شوند که به یک سرور مرکزی متصل است و همه داده‌ها روی آن قرار دارند. با این حال، یکی دیگر از روش‌های ذخیره‌سازی داده‌های بیومتریک، هش کردن آن‌ها به صورت رمزنگاری است تا امکان تکمیل احراز هویت بدون دسترسی مستقیم به داده‌ها فراهم شود.

چالش‌های استفاده از احراز هویت بیومتریک

اگر چه تکنولوژی بیومتریک از امن‌ترین روش‌ها برای احراز هویت به شمار می‌رود؛ اما با چالش‌هایی همراه است که عبارتند از:

• گاهی ممکن است در فرایند ثبت داده‌های بیومتریک خطاهایی مانند ثبت ناقص داده اتفاق بیفتد و مشکلاتی مانند خرابی سیستم به وجود آورد.
• امکان هک شدن سیستم بیومتریک در درصد بسیار پایین وجود دارد و در صورتی که هکرها و افراد غیرمجاز بتوانند اطلاعات بیومتریک ذخیره شده را هک کنند برای اشخاص عواقب دراز مدتی خواهد داشت.
• وجود اختلال و خرابی در سیستم‌های بیومتریک ممکن است باعث پذیرفتن افراد غیرمجاز شود و مشکلات امنیتی به همراه خواهد داشت.
• عدم امکان تغییر داده‌های بیومتریک مانند اثر انگشت یا اسکن شبکیه چشم وجود ندارد و در صورتی که امنیت فرد به هر دلیلی به خطر بیفتد نمی‌تواند؛ مانند گذرواژه آن را تغییر دهد.
• برخی از دستگاه‌های بیومتریک با توجه به روش شناسایی با مشکلاتی همراه هستند، برای مثال سیستم‌های تشخیص چهره ممکن است توانایی تشخیص افراد رنگین پوست را نداشته باشند.

یادگیری ماشین در احراز هویت چند عاملی

شکل پیشرفته‌ای از احراز هویت را می‌توان به احراز هویت چند عاملی تعمیم داد که از طریق یادگیری ماشین و هوش مصنوعی انجام می‌شود. در این روش از دو یا چند ویژگی فیزیکی و حتی غیرفیزیکی مانند اثر انگشت، تشخیص چهره و رمز برای احراز هویت افراد استفاده می‌شود. در این روش شناسه‌های بیومتریک در کنار یکدیگر تجزیه و تحلیل می‌شوند و کار را برای هکرها و افراد غیرمجاز دشوار می‌کند. استفاده از احراز هویت چند عاملی در افزایش امنیت سازمان بسیار موثر است و افزایش اعتماد و اطمینان به اشخاص را به دنبال دارد.

یادگیری ماشین به‌عنوان یکی از زیر مجموعه‌های هوش مصنوعی با الگوریتم‌های موجود داده‌های دریافت شده مانند ویژگی‌های فیزیکی را به یک مدل ریاضی تبدیل می‌کند و این امکان را به سیستم‌ها می‌دهد تا به طور خودکار فرایند احراز هویت را انجام دهند. این روش احراز هویت از راه دور برای کاربران امکان‌پذیر است و از طریق اتصال به اینترنت می­توانند به شبکه سازمان دسترسی پیدا کنند و حضور خود را ثبت نمایند.

بررسی آینده هوش مصنوعی در احراز هویت

ترکیب هوش مصنوعی با احراز هویت بیومتریک باعث بهبود و ارتقای سیستم‌های بیومتریک شده است و در آینده اغلب سیستم‌های امنیتی در سایه این تکنولوژی و هوش مصنوعی شکل می‌گیرند. احراز هویت تشخیص چهره مجهز به هوش مصنوعی چالش‌هایی مانند فریب خوردن توسط تصویر یا فیلم را از بین می‌برد، در واقع هوش مصنوعی با استفاده از بیومتریک سه‌بعدی چهره اشخاص را به طور دقیق تشخیص می‌دهد و به شناسایی چهره اعتبار می‌بخشد.

سیستم‌های بیومتریک تشخیص صدا و گفتار با هوش مصنوعی آموزش داده می‌شوند و الگوهای صوتی مانند لهجه، سرعت و میزان صدا را به طور دقیق ارزیابی می‌کنند. فناوری بیومتریک تشخیص صدا مبتنی بر هوش مصنوعی برای تأیید اعتبار و حضور در مجموعه‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. الگوریتم‌های یادگیری عمیق هوش مصنوعی قادر به تحلیل رفتاری کاربران مانند تایپ کردن، زمان ورود به سیستم، استفاده از کلیدهای میانبر صفحه کلید و آدرس‌های آی پی هستند و از این طریق حساب‌های خطرناک و مشکوک را پیدا می‌کندن و موجب افزایش امنیت حساب کاربران می‌شود.

به طور کلی الگوریتم‌های هوش مصنوعی در ادغام با سیستم‌های احراز هویت بیومتریک به طور لحظه‌ای اجازه دسترسی به کاربران مشکوک را نمی­دهند و به طور دقیق به شناسایی افراد می‌پردازند. سیستم بیومتریک در خودروهای خودران که مبتنی بر هوش مصنوعی هستند برای محافظت از خودرو و تأیید هویت راننده به کار می‌روند.

سخن پایانی

تکنولوژی احراز هویت بیومتریک راهی امن، دقیق و معتبر برای شناسایی افراد در سازمان‌ها و کسب و کارها است و اجازه دسترسی افراد غیرمجاز به سیستم‌ها و اطلاعات حساس را نمی‌دهد. امروزه هوش مصنوعی به صنعت بیومتریک راه پیدا نموده و به بهبود ویژگی‌های آن مانند افزایش امنیت و عدم امکان تقلب می‌پردازد و از حریم شخصی افراد محافظت می‌کند. استفاده از این تکنولوژی روزبه‌روز در حال افزایش است و در مجموعه‌های کوچک و بزرگ به‌منظور تسریع در روند احراز هویت و افزایش امنیت محل از سیستم‌های موجود بیومتریک استفاده می‌شود.