ايجاد زنجيرة مدرك ديجيتالي در سيستم هاي بيومتريك

چكيده

  دنياي رو به رشد امروز که به سرعت به سمت استفاده از فناوري­هاي نوين در حرکت است، استفاده از فناوري­هايي همچون بيومتريک در زمينه­­هاي مختلف، از جمله شهرداري الکترونيک،  مي­تواند به توسعه­ي فرايند­هاي شهري و بهبود عملکرد سيستم­هاي فعلي کمک شاياني بنمايد

براي استفاده از هر فناوري از جمله بيومتريک، قبل از هر چيز به امکان سنجي اوليه، تعيين زيرساخت­هاي مورد نياز و مقايسه­ي آن با امکانات موجود، تحليل مسائل حقوقي، فرهنگي، اقتصادي و اجتماعي نياز خواهد بود .

يك زنجيرة مدرك به استناد زماني، يا اسنادي اشاره دارد كه مصادره، توقيف، نظارت، انتقال، تحليل، و تنظيم مدرك به صورت عيني يا الكترونيكي را نشان مي دهد. چه در نظام دادرسي كيفري، چه در عملياتهاي نظامي، و چه در حوادث و بلاياي طبيعي، تضمين صحت و يكپارچگي اين زنجيره ها از اهميت فوق العاده اي برخوردار است. تغيير عمدي يا غير عمدي، دستكاري، يا جعل مدارك ديجيتالي، آثار نامطلوبي را در پي دارد. اما مي بينيم كه با وجود پيامدها و عواقب ناگوار، هنوز هم هيچ پروتكل خاص يا روند استانداردي براي اثبات اين زنجيره ها وجود ندارد. فعاليت ها و اقدامات اخير بر اسناد قديمي و امضاهاي دستنوشتي به عنوان اساس و زيربناي زنجيره هاي مدرك تكيه دارند.

نسخه برداري، جعل يا حذفل داده هاي الكترونيكي بسيار آسان است، و ايجاد زنجيره هاي مدرك ديجيتالي معادل به امري ضروري و مطلوب تبديل گرديده است. ما قصد داريم كه يك زنجيرة مدرك ديجيتالي را به عنوان يك مسئلة اعتبارسنجي چند مؤلفه اي در نظر بگيريم. اين امر، امنيت كنترل دستيابي، اطمينان بخشي، يكپارچگي، و عدم انكار اصل را تضمين مي نمايد. چارچوب ما شامل تكنيك هاي به دست آمده از رمزي نگاري، تحليل زدن کلید، ته نقش نگاري ديجيتالي، و شناسايي منبع سخت افزاري مي باشد. اين كار كمك هاي بسياري را به زمينه هاي مورد استفاده در شكل گيري چارچوب ارائه مي دهد. ما متناسب با ته نقش نگاري زيست سنجي، و بدونِ در همفشردن عملكرد زيست سنجي، راهي را براي ته نقش نگاري تصاوير عنبيه ارائه مي نماييم. ما قابليت درستي سنجي منبع يك تصوير گرفته شده توسط ابزار دريافتگر زيست سنجي، از جمله سنسورهاي اثر انگشت و دوربين هاي عنبيه، را اثبات مي كنيم. بر اساس ديناميك هاي كليد _ فشاري، ما ثابت مي نماييم كه شناخت محرك كاربر، كارانداز عملكرد طبقه بندي است. و در نهايت، نمونه هايي از كاربرد چارچوب با داده هاي جمع آوري شده در بررسي هاي صحنة جرم، عكس العمل هايي كه در مقابل حوادث و بلاياي كشنده صورت مي گيرد، نشان داده مي شوند.

مقدمه

در عصر حاضر، گسترش روزافزون منابع اطلاعاتی، نیاز به امنیت اطلاعات را دو چندان کرده است. به دلیل اهمیت روزافزون اطلاعات و تمایل افراد به امنیت بیشتر، روش­های سنتی حفاظت از اطلاعات و شناسایی افراد همچون استفاده از کلمات عبور، به­تنهایی قابل اعتماد و پاسخگوی نیاز فعلی نخواهد بود.

فناوری بومتریک از جمله فناوری­های نوظهور در عرصه­ی فناوری اطلاعات است، که می تواند پاسخگوی این نیاز باشد. لیکن استفاده­ی صحیح از آن مستلزم اتخاذ رویکردی جامع و همه جانبه نگر است.

استفاده از این فناوری قبل از هر چیز، مستلزم تحلیل و بررسی مسائل زیرساختی، فرهنگی، اقتصادی، حقوقی و اجتماعی در هر کاربرد خاص است، به­گونه­ای که ضرورت استفاده از این فناوری به طور کامل مشخص و به­دنبال آن سیاست­­های لازم برای پیاده­سازی و به­کارگیری این سیستم­ها اتخاذ شوند

 يك زنجيرة مدرك به استناد زماني يا اسنادي اشاره دارد كه مصادره، توقيف، نظارت، انتقال، تحليل، و تنظيم مدرك به صورت عيني يا الكترونيكي را نشان مي دهد. چه در زمينة اجراي قانون، امنيت داخلي و چه در عملياتهاي نظامي، تضمين صحت و يكپارچگي اين زنجيره ها از اهميت فوق العاده اي برخوردار است. هرگونه تغيير عمدي يا غيرعمدي، دستكاري، يا جعل مدرك در اين زمينه ها پيامدها و آثار نامطلوبي را در پي دارد. در زمينة اجراي قانون و عملياتهاي امنيت داخلي ويژه، زنجيرة مدرك بايد بر اساس ملزومات نظام دادرسي كيفري، ثابت نمايد كه مدرك و سند ادعاشده، با جنايت مورد نظر كاملاً مرتبط بوده و با تقلب و به صورت جعلي به وجود نيامده است. در عملياتهاي نظامي، شناسايي نيروهاي دشمن براي توفيق اهداف عملياتي ضروري است، و اين شناسايي ها بايد قابل اثبات بوده و براي توجيه روندهاي مختلف ثبت گردند. در عملياتهاي امنيتي داخلي، از جمله نشان دادن عكل العمل نسبت به حوادث و بلاياي طبيعي، پروسة اثبات شناسايي قربانيان و ارسال اين اخبار به اعضاي خانواده هايشان بايد چندين بار مورد بررسي قرار گيرد تا از انتشار غلط جلوگيري به عمل آيد. صرفنظر از كاربرد، شناسايي هويت افراد داراي مضموني اساسي است كه مستلزم داده هاي زيست سنجي مي باشد. نمونه هايي از اين داده هاي زيست سنجي شامل تصاوير عنبيه، صورت و اثر انگشت مي باشد. هرچند كه استانداردها و معيارهاي قديمي مستلزم ايجاد مجموعه اي از اسناد كاغذي مي باشند، اما ايجاد و اجراي معادل هاي الكترونيكي اين اسناد هم اكنون امكانپذير مي باشد. تطابق و سازش دهي زنجيره هاي مدرك الكترونيكي، علاوه بر تسهيل روند انتقال و ذخيره سازي، ظرفيت بالاتري را براي اثبات مدرك در اختيار قرار مي دهد؛ به ويژه اگر اين مدرك در مورد داده هاي زيست سنجي مورد استفاده قرار گيرد. توسعة اين نوع چارچوب، نقطة شروعي براي سازمان هايي است كه مايل به اصلاح يا جايگزيني زنجيرة مدرك كاغذ _ بنياد بوده و خواهان توسعة راهي براي ايجاد و حفظ زنجيره هاي مدرك ديجيتالي مي باشند.

2-    بخش تجربی

2-1- هدف

ايجاد يك زنجيرة مدرك ديجيتالي قابل اثبات، مسئلة اعتبارسنجي چند مؤلفه را آسان مي سازد. در هر زماني، فرد بايد قادر به اعتبارسنجي محتوا، انتقال، و منبع مدرك باشد. اعتبارسنجي محتوا بدين معناست كه آيا مدرك قبل از انتقال يافتن به موجوديتي ديگر در زنجيره، در مورد موجوديت قبلي به صورت نامناسب تغيير كرده است يا نه. اعتبارسنجي انتقال به اين مسئله مي پردازد كه آيا مدرك در حين انتقال از يك موجوديت به موجوديت بعدي، به طور نامناسب تغيير كرده است يا نه. و در نهايت، اعتبارسنجي منبع، تضمين مي كند كه داده ها از همان منبع مورد ادعا، منشأ گرفته اند. هدف از اين كار، توسعة يك چارچوب ذهني براي ايجاد يك زنجيرة مدرك ديجيتالي است كه براي اعتبارسنجي در سه سطح مزبور در نظر گرفته مي شود. از اين رو، ما ابتدا موضوعاتي را مورد بررسي و توسعه قرار مي دهيم كه بتوان آنها را به عنوان مكانيسم هاي امنيتي درون چارچوب مورد استفاده قرار داد، از جمله: ته نقش نگاري زيست سنجي، انگشت نگاري سخت افزاري ديجيتالي، و زيست سنجي رفتاري ديناميك هاي كليد _ فشاري. آنگاه به توسعة چارچوبي مي پردازيم كه بر اين سه مكانيسم امنيتي و رمزي نگاري متكي باشد. ما از رمزي نگاري به منظور از بين بردن خطر رهگيري داده ها و استراق سمع، تغيير داده ها، جعل داده ها، انكار اصل و منشأ، و تكذيب دريافت داده ها، استفاده مي كنيم. ته نقش نگاري زيست سنجي نيز به منظور افزودن لاية ديگري از حفاظت در برابر رهگيري و استراق سمع داده ها، تغيير داده ها، جعل داده ها، و تكذيب منشأ و خاستگاه داده ها، مورد استفاده واقع مي شود. ديناميك هاي زدن کلید، به منظور جلوگيري از دسترسي هاي غيرمجاز كاربران به داده ها به كار برده مي شود. و در نهايت، انگشت نگاري سخت افزاري ديجيتالي نيز جهت جلوگيري از تغيير و جعل داده ها مورد استفاده قرار مي گيرد.

2-2- تعاریف اولیه:

·        امنیت اطلاعات (Information Security)

امنیت اطلاعات به معنی محافظت از سیستم های اطلاعاتی در مقابل تلاش های افراد غیر مجاز برای دسترسی به اطلاعات یا دستکاری اطلاعات می باشد.

·        تشخیص هویت (Identififcation)

فرایند نسبت دادن یک شناسه به یک فرد خاص است مثل نام. به طور مثال هویت هر دانش آموز در مدرسه با نانم و نام خانوادگی او تشخیص داده می شود یا به بیان ساده تر هر کس را با نام و نام خانوادگی او می شناسد.

·        تصدیق اصالت

فرایند اطمینان از شناسایی درست کاربر است. یعنی وقتی دانش آموزی در جلسه امتحان حاضر شد و نامی را روی برگه نوشت، مطمئن باشیم که واقعا خود اوست. به طور مثال در امتحانات نهایی یا کنکور برای اطمینان از این موضوع (یا به عبارت علمی برای تصدیق اصالت افراد) کارت هایی صادر می شود که دارای عکس است و با مقایسه چهره فرد با عکس روی کارت تصدیق اصالت انجام می شود. تصدیق اصالت بر اساس سه دیدگاه بنا شده است:

o       از طریق دانش (what you know). در این روش شناسایی کننده اطلاعاتی در مورد هویت مدعی دارد که فقط خود مدعی آنها را می داند ( مثل Password) یا شماره شناسایی شخص (PIN)) مثلا وقتی می خواهید از طریق yahoo، Email های خود را ببینید، Yahoo با پرسیدن password شما (که فقط خود شما و Yahoo آن را می دانید) مطمئن می شود که خود شما هستید.

o       از طریق دارایی ها(what you have) . در این روش مدعی از طریق داشتن یک شیئی مجاز شمرده می شود( مثل کارت مغناطیسی، کارت هوشمند یا کارت نوری) مثل کارت کتابخانه برای ورود به کتابخانه دانشگاه.

o       از طریق خاصیت ها (what you have). در این روش یکسری خصوصیات انسانی و فردی مدعی مستقیما اندازه گیری می شود مثل اثر انگشت.

2-3- ته نقش نگاري بيومتريك

خطر مرتبط با سرقت هويت در يك اجتماع شبكه اي شديدتر مي شود؛ زيرا سيستم هاي بيومتريك به چيزهاي عادي و پيش پا افتاده اي چون مكانيسم هايي براي مديريت هويت تبديل شده اند. به منظور حفظ چرخة عمر طرحواره اي طولاني تر و سطوح مطلوب بر هم عمل پذيري، سيستم ها بايد علاوه بر الگوها، تصاوير بيومتريكي خام را نيز ذخيره سازي كنند. علاوه بر اين، عليرغم فشارهاي وارده جهت توسعة استانداردهاي بين المللي براي الگوها در مداليته هاي بيومتريكي مختلف، شايد چنين پنداشته شود كه تصاوير خام در بسياري از سيستم ها، به دليل اقدامات احتياطي و پشتيباني از سيستم هاي ارث، ذخيره سازي مي شوند. اين دلايل به كنار، هنگام جمع آوري مدرك و ادله براي عدالت كيفري، عمليات هاي نظامي، و برخي كاربردهاي شخصي، تصاوير ديجيتالي اصلي بايد گيراندازي و ذخيره سازي شوند.

چه هنگام تلاش در جهت حفظ هويت افراد و چه در جهت تضمين يكپارچگي داده ها در يك زنجيرة مدرك، براي حفظ داده هاي افراد ثبت نام شده در سيستم بايد پروتكل هاي رمزي نگاشتي هنري مورد استفاده قرار گيرند.

علاوه بر اين، حتي با وجود تكنولوزي هاي پيشرفته براي محافظت از سيستم IT، هيچ سيستمي غيرقابل نفوذ نيست. بنابراين، مكانيسم هاي حفاظتي بايد حتي پس از رمزگشايي نيز در دسترس بوده و جايگزين پذيري معرفي نامه تأييد نيز بايد صرفنظر از ماهيت بيومتريك داده ها، همواره در دسترس باشد. 

تحقيق شرح داده شده در اين زيربخش شامل چارچوبي است كه ته نقش نگاري بيومتريك و رمزي نگاري كليد – عمومي را براي بررسي چالش هاي مطرح شده با يكديگر تلفيق مي نمايد. با استفاده از توصيفگرهاي ويژگي گفتاري براي ته نقش نگاري تصاوير عنبيه خام، سيستم پيشنهادي از طريق يك سيستم بيومتريك چند وجهي، سطوح مختلفي از موثق سازي و تأييد را ارائه داده و اين در حالي است كه از طريق رمزي نگاري نامتقارن نيز تأييد، يكپارچگي و عدم انكار را نيز فراهم مي آورد. اين طرحواره از طريق نقش نگاري، درجه ديگري از محافظت را از نظر ردگيري اصل داده ها، ارائه نموده، لاية ديگري از موثق سازي را اضافه كرده، و ميزان جايگزين پذيري پارامترهاي ورودي رمزگذارمان، ته نقش هايمان مي توانند ميزان بالايي از استحكام و مقاومت را در اختيار بگذارند، در حالي كه عملكرد بيومتريك هاي اوليه (عنبيه) و ثانويه (گفتار) عملاً تغييري نمي كند.

در اين تحقيق، ما تأثير طرحوارة ته نقش نگاري خود بر روي كيفيت تصوير و عملكرد را مورد بررسي قرار مي دهيم. ما به بررسي قابليت استخراج ته نقش هاي مرتبط با سه سناريوي كاربردي واقعي مي پردازيم: همفشرده سازي دادگان، فقدان جزئي داده ها‌ (رمزگشايي تصاعدي)، و انتقال داده ها از يك مجراي نویز دار.

2-3-1)  رمزگذاري و رمزگشايي ته نقش

مدوله سازي دامنه يك تكنيك ته نقش نگاري دامنة فضايي است. اين تكنيك يكي از سنجيده ترين تكنيك هاي مدوله سازي در زمينة پردازش سيگنال و ارتباطات به شمار مي رود. مروري گذرا بر تكنيك هاي رمزگذاري و رمزگشايي، انجام شده و چگونگي و تغيير آنها جهت متناسب شدن با نيازهاي بيومتريك نيز در زير مطرح گرديده است.

2-3-1-1)  رمزگذاري

در اینجا ، بيت ها از طريق مقادير پيكسل اصلاح كننده – Bij – در يك مجراي آبي چندين بار درون كاشت مي شوند. اين اصطلاحات، بسته به مقدار بيت – s – و تناسب آن با نورنمايي – Lij - ، افزايشي يا كاهشي خواهند بود،

معادلة2-1)

2-3-1-2) رمزگشايي

پروسة رمزگشايي، تركيب خطي پيكسل ها در همسايگي تقاطع شكل در اطراف بيت رمزگذاري شده است، معادلة 2-2):

(2-2)

پس از رمزگشايي و رسيدن به يك مقدار پيكسل تخمين زده شده Bij ، ميانگين تفاوت ميان پيكسل هاي تخمين زده شده و ته نقش نگاري شده، در تمام نقاط درون كاشت براي آن بيت محاسبه مي شود. و در نهايت، علامت اين مقدار نشان دهندة بيت است (اگر مثبت باشد برابر يك بيت، و اگر منفي باشد برابلر با صفر است). اما، به منظور تضعيف مقاومت در برابر همفشرده سازي، برش، و تبديلات پيوسته، يك روش آستانه اي سازي سازشي ارائه مي گردد:

پيوست كردن دو بيت به هر رشتة بيتي كه همواره به ترتيب روي {0 , 1} تنظيم مي شوند، معادلة 2-3)

(2-3)              

2-3-1-3) تطابق با داده هاي بيومتريك

محيط تصوير بيومتريك معمولاً در مقياس خاكستري گيراندازي مي شود. به همين دليل، پروسة رمزگذاري بايد براي در نظر گرفتن اين مسئله، تا حدي مورد اصلاح قرار گيرد. به عنوان مثال، ]61[ معادلة رمزگذاري را براي به دست آوردن اطلاعات تصوير محلي، از جمله گراديان، PGM ، و انحراف معيارِ ، PSD، همسايگي تقاطع شكل به منظور تنظيم قدرت ته نقش نگاري، مورد اصلاح و تغيير قرار مي دهد. پارامترهاي A و B به تنظيم قدرت انحراف معيار و گرايان در زمان مدوله كردن بيت هاي مورد رمزگذاري، كمك مي كنند. معادلة زير نشانگر اين تطابق است.

(2-4)

PAV نشانگر متوسط پيكسل ها در يك همسايگي 5 × 5 در اطراف i , j است. هنگام رمزگذاري ته نقش ها در ناحية كشش بيومتريك (RoI) درتصوير ميزبان؛ يعني درجه اي كه در آن رمزگذاري ته نقش در ROI بر عملكرد تطابق بيومتريك تأثير مي گذارد، مسائل خاصي بايد مورد توجه قرار گيرند.

2-4- طراحي آزمايشي

ما تصميم گرفتيم كه طرحوارة ته نقش نگاري خود را بر روي زيرمجموعه اي تصاوير به دست آمده از دادگان بيومتريك WVU آزمايش كنيم. صد گروه عنبيه انتخاب شده كه در هر گروه دو تصوير قرار داشت. تصاوير از طريق توالي هاي دودويي 64 بيتي توليد شده به طور تصادفي، ته نقش نگاري شدند. طول هر توالي بر اساس تحقيق انجام شده توسط Monrose، Reiter و Wetzel انتخاب شد كه در آن، گفتار به عنوان بذري براي به وجود آوردن كليدهاي خصوصي رمزي نگاشتي مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از توالي 60 بيتي، آنها توانستند كليدها را به طور قابل اطميناني بازسازي كنند. توالي 60 بيتي نمايانگر عبارت عبور تقريباً ده واژه اي بود، كه اين ميزان بيشتر از طول مناسب براي اين سيستم پيشنهادي بود.

تكنيك مدوله سازي دامنة ما شامل سه پارامتر براي ته نقش نگاري تصاوير عنبيّه است؛ قدرت رمزگذاري، تعداد دفعات رمزگذاري يا تكرار شدن توالي ته نقش، و درصد رمزگذاري ته نقش نگاري كه در خود عنبيّه اتفاق مي افتد. قدرت رمزگذاري نشانگر درجه اي است كه در آن شدت يك بيت از مقدار اوليه اش مدوله مي شود. تعداد دفعات رمزگذاري نشانگر زياد بودن يا افزونگي رمزگذاري ته نقش است (هرچه تعداد بيشتر باشد، دفعات رمزگذاري شدن ته نقش مشابه در يك تصوير ميزبان بيشتر است). و در نهايت، محل رمزگذاري نشان مي دهد كه كدام بخش از ته نقش در منطقة عنبيّه تصوير ميزبان رمزگذاري شده است. فهرست زير نشانگر طرحوارة تغييرات پارامتري است كه ما براي تجزيه و تحليل انتخاب كرده ايم:

·         قدرت رمزگذاري – (0.04 و 0.06 و 0.1)

·         تعداد دفعات رمزگذاري – (20 و 40 و 60)

·         محل رمزگذاري – (0% و 33% و 67%) (در عنبيّه)

بنابراين، هر كدام از 200 تصوير عنبيّه مجموعاً از 27 جهت براي جمع كل 5400 تصوير ته نقش نگاري شده، ته نقش نگاري شدند. دو مجموعه پارامتر اول از طريق تست هاي استخراج اوليه به دست آمدند. مجموعة سوم مقادير به عنوان مصالحه ميان حداقل تأثيرگذاري بر سيستم بازشناسي عنبيّه و مقاوم نگه داشتن تصاوير در برابر دستكاري ها انتخاب شدند.

تصوير 3-1) : نقاط آزمايشي تحليل

پس از تحليل تغيير در كيفيت تصوير عنبيّه، عملكرد انطباق، و قابليت مشاهدة تغييرات مختلف در پارامترها، ماسه آزمايش بر روي قابليت استخراج ته نقش انجام مي دهيم. اولين آزمايش شامل همفشرده سازي دادگان است. بيشتر دادگان هاي بيومتريك حاويِ تصاوير خام، داده ها را در فرمت هاي استخراج شده از الگوريتم هاي همفشرده سازي پُراتلاف ذخيره سازي مي كنند. از آنجا كه هيچ استانداردي براي همفشرده سازي تصاوير عنبيّه وجود ندارد، بنابراين، ما دو الگوريتم همفشرده سازي متداول (JPEG 2000 و GPEG) را انتخاب كرده و تصاوير اصلي را به روش هاي زير همفشرده كرديم:

JPEG: (كيفيت همفشرده سازي) – (20 و 40 و 60 و 80)

JPEG 2000 (J2k): (bpp) – (0.35 و 0.55 و 0.75 و 0.95)

جدول 3.1 نشانگر آمار براي دو الگوريتم همفشرده سازي است. لازم به ذكر است كه اندازه هاي همفشرده سازي براي تصاوير JPEG، ميانگين كيفيت هاي همفشرده سازي است، در حالي كه براي J2k اين اندازه ها دقيق و كامل هستند.

آنگاه، بر آن شديم تا محيط هايي كه ممكن است دستخوش نتايج جزئي مرتبط با انتقال تصاعدي تصوير قرار گيرند را شبيه سازي كنيم. با استفاده از تبديل موجك، ما انتقالات جزئي تصوير را از طريق كاهش ميزان ضريب هاي تفصيلي آستانه اي سازي شده همانند تكنيك هاي موجود ، شبيه سازي كرديم. درصدي از تصوير كه به صورت جزئي رمزگذاري شده بود از قرار زير بود:

·         رمزگذاري جزئي موجك: (75% و50%و 25%)

تصوير 3.3 يك تصوير منتقل شدة شبيه سازي شده، و همچنين يك تصوير را پس از استفاده از نویز گاوسي ميانگين صفر نشان مي دهد.

آزمايش استخراج نهايي شامل انتقال داده ها از يك مجراي نوفه دار، همانند انتقالات صورت گرفته در ارتباطات سيار و سيستم هاي ماهواره، مي باشد. ما براي همفشرده سازي تصوير از معادلة 3.5 و نویز گاوسي سفيدي ميانگين صفر افزايشي (NWGN) استفاده كرديم.

(3.5)

پس از آزمايش مفاهيم قابليت استخراج در سناريوهاي كاربردي، بهتر آن است كه طرحوارة ته نقش نگاري از نظر كاربردهاي خاص در يك زنجيرة مدرك ديجيتالي را مورد بررسي قرار دهيم. در چارچوب پيشنهادي براي يك زنجيرة مدرك ديجيتالي، به محض رد شدن مدرك از زنجيرة موجوديت ها، تصاوير در معرض ته نقش نگاري و بازسازي قرار خواهند گرفت. اين پروسه شامل ته نقش نگاري يك تصوير در يك موجوديت، آنگاه استخراج ته نقش و بازسازي تصوير، و بلافاصله به دنبال آن ته نقش نگاري مجدد تصوير است. با اين ذهنيت، اثبات اينكه محتواي مدرك پس از عبور از زنجيره و در معرض پروسة ته نقش نگاري مجدد قرار گرفتن، تغيير قابل ملاحظه اي نمي كند، از اهميت خاصي برخوردار است. با شبيه سازي زنجيرة مدركي با بيش از ده موجوديت مختلف، ما ميزان تغيير تصاوير عنبيه از طريق ردگيري تعداد پيكسل هاي تغييركننده؛ و درجه اي كه در آن مقادير شدت براي پيكسل هاي متفاوت تغيير مي كنند را مورد بررسي قرار مي دهيم. اين آزمايش با نگاه كردن به صد تصوير موجود در مجموعه با تركيب پارامتر ته نقش نگاري درشکل 3.2 صورت گرفت.

3-    نتایج و بحث

3-1- نتایج آزمایش:

3-1-1) قابليت مشاهدة ته نقش

به عنوان يك شرط لازمه براي اين سيستم پيشنهادي، ته نقش ها بايد براي كاربران قابل مشاهده باشند. تصوير 3.4 قابليت رؤيت ته نقش در دو طرحوارة ته نقش نگاري را نشان مي دهد. تصاوير (a) و (b) تصاوير اصلي، و تصاوير (C) و (d) تصاوير ته نقش نگاري شده، و تصاوير (e) و (f) تفاوت تصاوير اصلي و ته نقش نگاري شده را نشان مي دهند. طرحواره هاي انتخاب شده، تركيبات پارامتري ته نقش نگاري را نشان مي دهند كه داراي يبشترين و كمترين ميزان قابليت مشاهده هستند. پر واضح است كه هدف از عدم قابليت مشاهده با چشم غير مسلّح محقق مي گردد؛ زيرا حتي بيشتر تركيبات پارامتري قابل مشاهده، بدون كمك تكنيك هاي پردازش الكترونيكي قابل ملاحظه نيستند.

3-1-2)  تأثير بر روي كيفيت تصوير

همانطور كه گفته شد، كيفيت كلي تصوير عنبيّه، بر اساس هفت فاكتور كيفيت، از 0 تا 1 متغير است. توزيع كيفيت اولية مجموعه داده هاي‌آزمايشي، با ميزان تقريباً مساوي از تصاوير ده جايگاه كيفيت (0.2 -… و 0.1-0.2 و 0-0.1) يكنواخت بود. در آزمايش ما، به هر يك از تركيبات پارامتري ته نقش نگاري عدد 1 تا 27 اختصاص داده شده. در جدول 3.2 اين اختصاص دهي ها، به ترتيب براي قدرت رمزگذاري، تعداد دفعات رمزگذاري، و درصد رمزگذاري در عنبيه، خلاصه شده است. تفاوت كيفيت بين تصاوير اصلي و ته نقش نگاري شده، و همچنين بين تصاوير اصلي و بازسازي شده محاسبه شد. تمام تفاوتها به طور قابل ملاحظه اي كوچك و جزئي بودند. ميانگين تفاوت كيفيت در تركيبات پارامتري براي تصاوير ته نقش نگاري شده برابر با 003/0 ، و ميانگين تفاوت كيفيت در تركيبات پارامتري براي تصاوير بازسازي شده برابر با 005/0 بود.

3-1-3) تأثير بر عملكرد انطباق

براي هر يك از كاربردها، فاصلة همينگ بين دو الگوي به دست آمده از تصاوير ته نقش نگاري نشده، محاسبه مي گردد. سپس، يك ته نقش براي تمام تصاوير 27 بار مختلف مورد استفاده قرار مي گيرد؛ يك ته نقش براي هر يك از تركيبات پارامترها. آنگاه ميانگين فاصلة همينگ بين تمام جفت تصاوير بازسازي شده محاسبه مي شود. آهنگ خطاي برابر (EER) مجموعه تصاوير اصلي حدود %164/7 و ميانگين EER 26 طرحوارة بازسازي شده حدود %975/6 محاسبه گرديد. بر اساس اين يافته ها، ما به اين نتيجه رسيديم كه طرحوارة ته نقش نگاري ما تأثير اندكي بر ميانگين فاصلة همينگ براي تمام كاربران داشته است. در نتيجه، ما معتقديم كه عملكرد بازشناسي تقريباً تحت تأثير سيستم ته نقش نگاري ما قرار نگرفته است. قياس متقابل تصاوير اصلي با تصاوير ته نقش نگاري شده مدرك و دليل بيشتري را براي اين تأثير در اختيار ما قرار مي دهد. ميانگين EER براي تمام 27 طرحوارة ته نقش نگاري %35/7 بود؛ كه با EER اوليه، تفاوت قابل ملاحظه‌اي نداشت.

3-1-4)  استخراج پس از انتقال تصاعدي جزئي

تصوير 3.7 قابليت استخراج ته نقش ها پس از فواصل مختلف انتقال تصاعدي جزئي تصوير را نشان مي دهد. فاصله ها در تصوير از پيش همفشرده شدة JPEG و در سطح كيفي 80 مورد استفاده قرار گرفتند. نمودار نشان مي دهد كه شش تركيب پارامتري اول براي استخراج نسبتاً موفقيت آميز ته نقش را خطاهاي بيتي كمتر از 5درصد در نظر گرفته شده اند. اين امر با بيش از 50درصد تصوير رمزگذاري شده تحقق مي يابد.

تصوير 3.8 همان استخراج تصاعدي جزئي پس از همفشرده سازي J2k در bpp %95 را نشان مي دهد. مجدداً مي بينيم كه همفشرده سازي J2k بر پروسة استخراج تأثير منفي كمتري داشته، و در مقايسه با نسبت هاي مشابه همفشرده سازي JPEG سطوح پايين تري از خطاي بيتي را ايجاد مي نمايد.

3-1-5)  استخراج پس از انتقال از يك مجراي نویز دار

ما دريافتيم كه استخراج در سطحي پايين تر از خطاي بيتي 5درصدي در سه مقدار نویز گاوسي سفيد افزايشي (AWGN)، (10-5 و 10-4 و 10-3) براي هفت تركيب پارامتري ته نقش نگاري موجود در تصاوير همفشردة JPEG (80) قابل دستيابي است. اين نتايج را مي توان در تصوير 3.10 مشاهده نمود.

3-2)         فعالیت های آینده

 بنابراین با توجه به نتایج حاصل از به­کارگیری فناوری بیومتریک در سایر کشورها، نشان می­دهد که اثربخشی و کارایی استفاده از فناوری بیومتریک در سازمان های شهری، مشروط بر داشتن بینش صحیح و بهره گیری از نگاهی کل نگر و بررسی همه جانبه موضوع، پیش از تجهیز و بکارگیری سیستم­های بیومتریکی است و تنها از این طریق است که می­توان از این فناوری در جهت برآوردن نیازها و انتظارات موجود بهره برد. 

 برای موفقیت و مقبولیت عمومی این پروژه­ها، فرهنگ­سازی کاربرد فناوری قبل و بعد از اجرای پروژه، تحلیل و بررسی چالش­ها و تبعات اجتماعی، حقوقی، فرهنگی و اقتصادی آن از جمله مهم­ترین مسائلی است که می بایست از سوی کاربران، مجریان و برنامه ریزان این حوزه مورد اهتمام و توجه ویژه قرار گیرد.

نويسندگان: احمد فراهی1، فرشته سادات رحیمی فر2*

1- دانشگاه پیام نور، مرکز تحصیات تکمیلی، دانشکده فناوری اطلاعات ، كد پستي

2- دانشگاه پیام نور، مرکز تحصیلات تکمیلی، دانشکده فناوری اطلاعات، کدپستی

2*- fereshteh.rahimifar@yahoo.com

مر اجع

·         منابع فارسی:

1.        بیومتریک ، ویکی پدیا، دانشنامه آزاد.

2.        فناوری بیومتریک و تعیین هویت افراد ، مهندس علی بهرامی زاده، جواد کوچی، دانشگاه علمی صنعتی خراسان.

3.        کاربرد روش های ترکیب اطلاعات در سیستم های بیومتریک، مروارید صحت کار، دانشگاه تهران، پردیس دانشکده های فنی، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر.

4.        سیستم های بیومتریک، روزنامه جام جم، هفته نامه کلیک شماره های 62، 63، 83، 84، 85، 86 و 88.

·        

منابع لاتین: