комплексные
системы безопасности

О компании НовостиСИГМА-группа компанийНаукаПроизводствоСтатьи и публикацииСертификатыЛицензииНаградыОтзывыКонтактыЦентральный офисСеверо-ЗападВакансииЛоготипы

Применение биометрических и радиочастотных технологий идентификации в системах охраны и безопасности

Скачать

Александр Крахмалёв,
к.т.н., нач. отдела
НИЦ «Охрана» МВД России

Устройства идентификации являются основными компонентами систем контроля доступа и предназначены для осуществления процедуры опознавания человека при его входе в охраняемое помещение, по определенным (идентификационным) признакам. В качестве таких признаков могут использоваться запоминаемые коды (ПИН-коды, пароли), различные предметы, с записанной в них кодовой информацией (пластиковые карточки, электронные ключи и т.п.), а также биометрические признаки человека (отпечатки пальцев, ладони руки, радужная оболочка глаза и др.). Надежность этих устройств, защищенность их кодовой информации определяет уровень безопасности охраняемого объекта.

Устройства контроля доступа (шифрустройства) также широко применяются в системах охранной сигнализации для осуществления процедуры взятия/снятия на охраняемых объектах в составе приемно-контрольных приборов, оконечных устройства СПИ. Процедура идентификации также необходима на ПЦО для разграничения доступа к программному обеспечению (АРМ КСА ПЦО).

Наиболее перспективным направлением в системах идентификации в настоящее время являются технологии бесконтактной идентификации, основанной на радиочастотных методах и биометрическая идентификация.

Создание на базе биометрических и радиочастотных технологий новых типов устройств контроля доступа, и новых типов шифрустройств для управления режимами охраны (взятие/снятие) в ППК и ОУ СПИ, позволит автоматизировать процесс управления режимами охраны объекта, а также существенно повысить имитостойкость и защищенность охраняемых объектов, а также аппаратуры от несанкционированных действий. 

 Основа любой СКУД это средства идентификации.

В стандарте по СКУД (ГОСТ Р 51241-98) определены три основных метода идентификации:

1. идентификация по запоминаемому коду;
2. идентификация по вещественному коду;
3. биометрическая идентификация.

Первые два метода обеспечивают идентификацию человека по присвоенному ему признаку, то есть обеспечивает опознавание не собственно человека, а некоторого кода, который ему присвоен (в виде пароля или кодового числа, которое человек должен запомнить, или некоторый предмет с кодированной каким либо физическим методом информацией). Из этого понятны принципиальные недостатки первых двух методов идентификации. Биометрические методы позволяют обеспечить идентификацию собственно человека, поэтому к ним проявляется особый интерес в системах контроля доступа для обеспечения безопасности. Все это приводит к стремительному прогрессу в развитии биометрических средств идентификации. Это и появление новых технических средств, новых методов и технологий, а также заметное снижение стоимости средств и систем, что обеспечивает возможность их широкого применения.

Радиочастотная идентификация также проходит новую стадию в своем развитии, связанную с освоением новых частотных диапазонов, уменьшение габаритов и стоимости идентификаторов, повышение их имито- и криптостойкости, расширение функциональных возможностей и областей применения.

Биометрические технологии

Рассматривая применение биометрических технологий в системах охраны и безопасности, прежде всего хотелось бы обратить внимание на системы централизованного наблюдения (СЦН) и интегрированные системы безопасности (ИСБ), как наиболее эффективные для обеспечения безопасности объектов. СЦН – охрана территориально распределенных объектов, и в перспективе может служить основой многофункциональных мониторинговых центров безопасности района, города, населенного пункта и т.д. ИСБ – обеспечение комплексной безопасности больших объектов (объектов особой важности, повышенной опасности, жизнеобеспечения, критически важных объектов (КВО), объектов кредитно - финансовой сферы (КФС)).

Применение биометрических технологий в составе этих систем позволит существенно поднять уровень безопасности объектов, а также решить задачу защиты самих систем от несанкционированного вмешательства и доступа. Основные задачи биометрической идентификации в составе СЦН и ИСБ:

• подсистемы СКУД;
• идентификация пользователей в подсистемах охраны (управлением взятием/снятием);
• идентификация доступа к управлению АРМ ПЦО, АРМ подсистем ИСБ.

За последние три – пять лет наблюдается активное интенсивное развитие биометрических систем. На рисунках 1 и 2 представлены диаграммы развития и сегментация по используемым технологиям рынка биометрии.

 

Из диаграммы рис.2 видно, что наиболее широко применяются методы идентификации по отпечаткам пальцев. Прогресс в этой области связан с успехами в математическом обеспечении методов распознавания, которые позволили создать надежные программные продукты, а также в развитии устройств считывания – дактилоскопических сканеров. На смену традиционным оптическим сканерам (рис. 3), приходят новые технологии – сканеры: термо, емкостные, пьезо, ультразвуковые и др. Они обладают меньшей стоимостью, более высокой надежностью, меньшими габаритами, более высокой защищенностью от имитации.

 

Рис.3 Принцип действия оптического дактилоскопического сканера

На рисунках 4 и 5 приведены дактилоскопические сканеры, соответственно термосканер и сканеры на основе емкостной матрицы, и конструктивно законченные считыватели на их основе с выходным интерфейсом USB для непосредственного подключения к ПЭВМ.

 

Рисунок 4 Дактилоскопический термосканер и считыватель на его основе.

 

Рисунок 5 Дактилоскопический емкостный сканер и считыватель на его основе.

Появление подобных новых технологий приводит к снижению стоимости биометрических систем при сохранении высоких показателей надежности, что делает их доступными для применения на самых различных объектах, от электронных дверных замков до объектов с высокой степенью защищенности доступа.

На базе приведенных выше моделей сканеров в НИЦ «Охрана» совместно с предприятиями-изготовителями были разработаны биометрические считыватели для применения в составе интегрированных систем «Рубеж» и «Аккорд-512» (Рис. 5). Считыватели будут иметь несколько вариантов исполнения для различных случаев применения: в составе соответствующих интегрированных систем; с универсальным интерфейсом для применения в ИСБ и СКУД других производителей; в исполнении для автономных СКУД. Серийное производство устройств планируется на конец 2005 года.

 

Рисунок 6 Применение биометрических считывателей в составе ИСБ

Другим перспективным направлением в биометрических системах является  технология идентификации по радужной оболочке глаза. Эта технология обладает следующими достоинствами:

• высокая точность распознавания;
• бесконтактная (дистанционная) технология;
• возможность скрытого контроля;
• более высокая защищенность от имитации.

Она также позволяют преодолеть определенные недостатки дактилоскопии, такие как:

• загрязнение;
• гигиенические проблемы;
• проблемы повреждения пальцев.

Однако на настоящий период времени стоимость оборудования для идентификация по радужной оболочке глаза более высока по сравнению с дактилоскопическими устройствами. На рисунке 6 приведены примеры некоторых моделей считывателей радужной оболочки глаза.

 

Рисунок 7 Считыватели радужной оболочки глаза.

 С появлением и развитием новых технических средств, особенно, если они получают широкое распространение в различных областях применения, возникает ситуация, когда затрагиваются интересы широкого круга лиц (пользователей, производителей, разработчиков, инсталляторов). Это приводит к необходимости создания, каких либо нормативных документов различного уровня и в конечной цели – стандартов. Это хорошо видно на примере развития биометрических технологий идентификации, широкое внедрение которых делает задачу стандартизации чрезвычайно актуальной.

В настоящее время имеется уже около 10 международных стандартов, не считая стандартов, принятых в отдельных странах. На международном уровне этими вопросами занимается подкомитет SС 37, входящий в комитет по IT ISO и МЭК. В работе SС 37 принимают участие около 20 стран, в том числе и Россия. В России имеется подкомитет ПК 7 по биометрии в рамках ТК 355 автоматической идентификации. НИЦ «Охрана» является ведущей организацией в ТК 234 «Охранная сигнализация». В рамках деятельности по стандартизации в НИЦ «Охрана» был разработан стандарт
ГОСТ Р 5124-98 «Средства и системы контроля и управления доступом». Стандарт действует уже более пяти лет и требует пересмотра. В соответствии, с чем при пересмотре данного стандарта в нем должны быть отражены требования и биометрическим системам.

Радиочастотные идентификаторы. Технология RFID

Системы радиочастотной идентификации и регистрации объектов получили широкое распространение с начала 90 годов. В системах контроля доступа стали использоваться дистанционные пластиковые карты, которые получили название – Proximity. По сравнению с уже существовавшими картами со штриховым кодированием, магнитными картами, картами Виганда и др., дистанционные карты технологии RFID, обладают рядом существенных преимуществ. Идентификация производится по уникальному цифровому коду, излучаемому расположенной в карте специализированной микросхемой – транспондером (transmitter/responder: передатчик – приемник). Внутри карты расположена также антенна, соединенная с микросхемой транспондера.

Принцип действия радиочастотной идентификации поясняет рисунок 7. Код принимается с помощью приемо-передающего устройства – считывателя. Считыватель содержит в своем составе передатчик и антенну, посредством которой излучается электромагнитное поле определенной частоты. Попавшие в зону действия считывателя карты, активизируются – получают за счет индуктивной связи энергию для питания, и передают на считыватель цифровой код, записанный в памяти микросхемы. Такие идентификаторы получили название «пассивные», так как не имеют собственного источника питания. Существуют также «активные» идентификаторы, имеющие встроенные источники питания - литиевые батареи. Однако широкого распространения они не получили, в связи с большей стоимостью, габаритами и ограниченным сроком службы. Конструктивно транспондеры могут быть вмонтированы в любой предмет. Для систем контроля доступа, наряду с пластиковыми картами широко применяются брелки, браслеты и т.д. Для идентификации объектов применяются различные конструктивные исполнения идентификаторов, которые называются метками, тегами.

 

Рисунок 8 Принцип радиочастотной идентификации

Основные преимущества RFID – технологии:

• не нужен контакт или прямая видимость;
• возможность скрытой установки;
• возможность работы в тяжелых климатических условиях и агрессивных средах;
• высокая скорость считывания;
• неограниченный срок эксплуатации;
• большое количество кодовой информации (48 – 128 разрядов);
• возможность двухстороннего обмена информацией (чтение/запись).

По способу записи информации RFID – метки делятся на R/W-метки (Read/Write, многократные чтение/запись), WORM-метки (Write Once Read Many, однократная запись и многократное считывание) и Read-only метки (только чтение).

Используемый частотный диапазон во многом определяет область применения системы идентификации. В настоящее время можно выделить три основных частотных диапазона, в которых работают системы RFID.

Низкочастотные (100-500 кГц). Рабочая дальность считывания 5 – 30 см. Она ограничивается габаритами антенны, так как на этих частотах размеры антенны должны быть должны быть достаточно велики. В данном частотном диапазоне также присутствует достаточно высокий уровень промышленных электромагнитных помех. Несмотря на это низкочастотный диапазон широко используется в бесконтактных картах Proximity для систем контроля доступа. На рисунке 8 приведены различные исполнения идентификаторов Proximity низкочастотного диапазона.

 

Рисунок 9 Идентификаторы Proximity низкочастотного диапазона

Среднечастотные (10-15 МГц). Обеспечивает меньшие габариты антенны и большую дальность считывания. Более высокая частота работы обеспечивает быстрый обмен данными, поэтому возможно построение на базе транспондеров типа Read/Write, работающих на частоте13,56 МГц, бесконтактных смарт – карт. Данное направление наиболее перспективно на сегодняшний момент. Высокая частота позволяет выполнять антенну в печатном виде, что может обеспечить производство дешёвых и малогабаритных идентификаторов (меток). Транспондеры типа Read/Write (с двухсторонним обменом данными) позволяют реализовать много новых функций, таких как одновременная идентификация в поле действия одного считывателя многих меток, криптозащищенный протокол обмена данными, хранение и модификация информации в памяти идентификатора и др. На рисунке 9 приведены различные исполнения идентификаторов RFID среднечастотного диапазона.

 

Рисунок 10 Идентификаторы (метки) RFID среднечастотного диапазона

Высокочастотные (850-950 МГц и 2,4—5 ГГц). Предназначены, в основном, для использования там, где требуются большое расстояние и высокая скорость считывания, например, контроль железнодорожных вагонов при движении состава, автомобилей и т.д. Такие системы значительно сложнее и дороже предыдущих и требуют специальной аппаратуры для считывания.

В последние годы происходит ускоренное развитие радиочастотной технологии автоматической идентификации. Это связано с широкой областью применения систем идентификации. Среди наиболее массовых применений систем RFID можно отметить следующие области.

Системы контроля доступа составляют порядка 20% всего объема применения RFID-приложений; как ожидается, в ближайшие несколько лет процент этот возрастет, а рыночный сектор данной технологии увеличится.

Системы защиты от краж – EAS-системы (Electronic Article Surveillance) широко применяются в розничной торговле, используются для предотвращения несанкционированного выноса товаров из магазина. Как показывает практика - это самый эффективный способ снижения потерь от краж для магазинов розничной торговли с самообслуживанием.

Автоматизация логистики – автоматического отслеживания товара на любом этапе его продвижения от производителя к потребителю, включая в себя такие этапы, как хранение, инвентаризация, перемещение товара, местонахождение отдельных позиций и др. Внедрение RFID-технологии в систему логистики и торговли может обеспечить автоматизацию контроля за поставками и инвентаризациями, управление в реальном масштабе времени движением товаров, автоматическую сортировку, защиту от подделок и др.

Бесконтактные интеллектуальные карты (смарт-карты) – карты универсального применения с большими функциональными возможностями для использования в качестве единого документа в платежных системах, для банковских расчетов, на транспорте, универсального документа для идентификации человека в различных системах контроля доступа, хранения личных информационных данных и т.д.

Электронный биометрический паспорт – программа внедрения международного универсального паспорта на сочетании технологии RFID и биометрических систем позволит обеспечить надежный и автоматизированный контроль над перемещением людей через границы, так и в пределах государства.

Область применения RFID - систем идентификации не ограничивается приведенными примерами, она чрезвычайно широка и может использоваться там, где необходимо обеспечивать автоматизацию процессов слежения за перемещением различных объектов и людей.

---

Архив публикаций