بخشی از مقاله
چکیده
امروزه، دانش زیستسنجی و چند زیستسنجها نقش مهمی در سیستمهای احراز هویت و امر شناسایی ایفا میکنند. الگوی سیاهرگ انگشت، یکی از قابل اطمینانترین منابع زیستسنجی و ایمن در برابر عوامل نفوذی میباشد. در این مقاله، یک روش ابتکاری برای احراز هویت براساس الگوی سیاهرگ سه انگشت دست در تلفیق سطح امتیاز پیشنهاد شده است. در این سیستم چند زیستسنج پیشنهادی، برای تنظیم وزنها در استراتژی جمعوزنی از الگوریتم وراثتی استفاده میشود. عملکرد این سیستم براساس معیارهای EER، FAR و FFR ارزیابی شده و نتایج آزمایشات، برتری روش پیشنهادی را نسبت به استراتژیهای تلفیق سنتی در سیستمهای احراز هویت نشان میدهد.
مقدمه
دانش احراز هویت در سیستمهای حفاظتی یکی از چالشبرانگیزترین موضوعات در زمینه حفاظت و امنیت اطلاعات است. سیستمهای شناسایی و تشخیص هویت در جوامع بشری متناسب با علم و فناوری مطرح در هر عرصه، طراحی و استفاده شدهاند. بهطور کلی این فناوریهای امنیت اطلاعات در شاخه احراز هویت را میتوان در دو دسته کلی بیان کرد: روشهای سنتی و مدرن. اغلب روشهای سنتی رایج به کارتهای شناسایی، نام کاربری و کلمه عبور اشاره دارند. روشهای مدرن که بهطور خودکار در احراز هویت به کار میروند و در سالهای اخیر از استقبال بینظیری برخوردار بودهاند، براساس خصیصههای رفتاری، فیزیولوژیکی و بیولوژیکی منحصر به فرد طراحی شدهاند. این خصیصههای منحصر به فرد و ذاتی انسانها تحت عبارت زیستسنجی1 نام گرفتهاند.
از جمله آنها میتوان به اثر انگشت2، الگوی عنبیه چشم3، الگوی شبکیه چشم 4، طرز حرکت، چهره و الگوی سیاهرگها 5 اشاره داشت . - Delac & Grgic 2004 - باید توجه داشت در هر سیستم شناسایی هویت، ابزارها و مدارکی جهت شناسایی اشخاص مورد نیاز است که سطح امنیت مدارک عاملی اصلی و تعیین کننده امنیت سیستم است. هرچه دستیابی به مدرک شناسایی، پیچیدهتر و سختتر باشد، سطح امنیت بالاتری را فراهم میکند.
امکان گم کردن و فراموش شدن مدارک شناسایی در روشهای سنتی احراز هویت از جمله دلایلی است که از اهمیت و مقبولیت این سیستمها در ردههای امنیتی بالا میکاهد. از آنجا که مدرک شناسایی در سیستمهای احراز هویت مدرن براساس خصیصههای منحصر به فرد زیستسنجی صورت میگیرد که این خصیصهها همواره به همراه انسان است از سطح امنیت بالاتری نسبت به روشهای سنتی برخوردار است - Miura et al. .2004 - همچنین دقت و امنیت هر خصیصه زیستسنجی متفاوت است. این خصیصهها در دو دسته خصیصههای بیرونی و درونی بدن دستهبندی میشوند و میتوان ادعا کرد که خصیصههای درونی در برقراری امنیت از سطح دقت بالاتری برخوردار هستند .
- Qin et al. 2013 - چراکه در هنگام اخذ خصیصههای بیرونی نظیر اثر انگشت، آثار بهجا مانده از این خصیصه بر روی حسگر سیستم، قابل برداشت بوده و جعل هویت صورت میگیرد. این در صورتی است که اثری از خصیصههای درونی مثل سیاهرگ به جا نمانده و در برابر جعل هویت مصون میمانند. سیستمهای مدرن در شناسایی هویت از دیدگاه طراحی به دو دسته تقسیم میشوند: سیستمهای تک زیستسنج6 و چند زیستسنج. - Ross et al. 2006 - 7 سیستمهای تک زیستسنج تنها براساس اطلاعات اخذ شده از یک خصیصه زیستسنجی به شناسایی هویت میپردازند اما امر شناسایی در سیستمهای چند زیستسنج براساس تلفیق اطلاعات8 اخذ شده از چندین خصیصه زیستسنجی متفاوت یا چندین نمونه از یک خصیصه زیستسنجی انجام میشود.
- Kittler et .al. 1998 - دانش تلفیق اطلاعات، دامنه وسیعی در سیستمهای شناسایی دارد که منجر به افزایش قدرت و دقت در این امر شده است. تلفیق اطلاعات سیستمهای چند زیستسنج در چهار سطح محاسباتی قابل اجرا میباشد: تلفیق سطح ویژگی9، تلفیق سطح حسگر10، تلفیق سطح تصمیمگیری11 و تلفیق سطح امتیاز. - Ross et al. 2006 - 12 هر یک از سطوح تلفیق در یک مرحله از فرآیند شناسایی هویت قابل اجرا میباشد که این فرآیند شناسایی شامل مراحل اخذ داده، پیش پردازش، استخراج ویژگی، تطبیق و تصمیمگیری میباشد. در تلفیق سطح حسگر، نمونههای متعدد از یک خصیصه زیستسنجی توسط حسگرهای مختلف اخذ میشود.
تلفیق سطح ویژگی هنگامی اعمال میشود که چند نمونه مختلف از یک خصیصه توسط یک حسگر اخذ شده و ترکیب شوند. تلفیقهای سطح ویژگی و سطح حسگر قبل از مرحله تطبیق رخ میدهد که به تلفیقهای قبل از تطبیق13 نام گرفتهاند. اطلاعات در تلفیقهای سطح تصمیمگیری و امتیاز از چندین منابع اطلاعاتی مختلف و خصیصههای مختلف فراهم میشود. تلفیقهای سطح امتیاز و سطح تصمیمگیری بعد از مرحله تطبیق رخ میدهند که تلفیقهای بعد از تطبیق14 نام گرفتهاند. سیستمهای چند زیستسنج، پیچیدگی محاسباتی بیشتری نسبت به سیستمهای تک زیستسنج دارند اما از دقت و قدرت بیشتری در شناسایی هویت برخوردار هستند. در این میان، استراتژی تلفیق سطح امتیاز دقیقتر از سایر سطوح تلفیق میباشد و همچنین از سادگی پیادهسازی برخوردار است. - Wilson 2010 -
روشهای تلفیق سطح امتیاز در متون زیستسنجی به دو رویکرد عمده قابل تقسیم است - Hanmandlu et al. .2011 - در رویکرد اول، تلفیق سطح امتیاز براساس توابع چگالی امتیازات تطبیق قرار گرفته است که در این، روش حل مسائل تلفیق به دو روش پارامتری و غیرپارامتری تقسیم میشود که عمدتاَ به کمک طبقهبندها به حل مسائل پرداخته می-شود. رویکرد دوم، تلفیق سطح امتیازات مبتنی بر روشهای ترکیبات و تبدیلات طراحی شدهاند. در این دسته از تکنیک-هایی نظیر -t نرمها میتوان اشاره داشت . - Hanmandlu et al. 2011 -
امروزه روشهای بهینهسازی ابتکاری که از طبیعت الهام گرفتهاند بهطور وسیعی در کاربردهای مهندسی نقش پر رنگی دارند - Raghavendra et al. 2011 - ، . - Hanmandlu et al. 2011 - این روشها بهطور مؤثر قادر به حل مسائل مختلف غیر خطی، غیر قابل تشخیص و چند حالته میباشند. برخی از روشهای ابتکاری چند زیستسنج در متون آمده است. استراتژی تطبیقی تلفیق سطح امتیاز و ویژگی - AFSFS - 15 براساس الگوریتم وراثتی ارائه شده است که به کمک الگوریتم وراثتی، AFSFS میان تلفیق سطوح ویژگی و امتیاز تنظیم میشود . - Ben Soltana et al. 2010 - سیستم چند زیستسنج براساس اطلاعات چهره و اثر انگشت به کمک برنامهریزی وراثتی تلفیق شدند. در این سیستم عملکرد الگوریتم وراثتی بسیار بهتر از عملکرد قانون جمع16 و ماشین بردار پشتیبان17 ارزیابی شده است.
