การตรวจสอบลายนิ้วปลอมของ เครื่องสแกนลายนิ้วมือ (finger scan Spoof Detection)

fingerscan-spoof-detection

เซนเซอร์ เครื่องสแกนลาลายนิ้วมือโดยทั่วไปอ่านรูปแบบลายนิ้วมือเพียงผิวเผินของผิวหนังที่ปลายนิ้วมือ ชนิดเซนเซอร์โดยทั่วไปนั้นรวมถึง capacitive, radio frequency, thermal และ optical arrays  ถึงแม้ว่าวิธีการของเซนเซอร์แต่ละชนิดจะมีพื้นฐานที่แตกต่างกันจากอันอื่น

การสร้างภาพของแต่ละอันนั้นทำให้เห็นความแตกต่างระหว่างของการสัมผัสกับเซ็นเซอร์ (เส้นลายนิ้วมือ) และจุดที่มีช่องอากาศ(ช่องว่างลายนิ้วมือ) ปัญหาโดยทั่วไปคือของเซ็นเซอร์คือโดนหลอกได้ง่ายเหตุผลเซ็นเซอร์ลายนิ้วมือส่วนใหญ่มีความไวต่อการปลอมแปลงคือข้อมูลน้อยหรือไม่มีเลย ตราบใดที่เซ็นเซอร์สามารถผลิตรูปแบบที่พอใกล้เคียงกับลายนิ้วมือสมัครไว้ก็จะได้รับอนุญาต  ตัวอย่างเซ็นเซอร์ลายนิ้วมือทั่วไปที่ขึ้นอยู่กับ total internal reflectance (TIR) ดังแสดงในภาพที่ 1

 ภาพที่ 1 เป็นตัวอย่างเซ็นเซอร์ เครื่องสแกนลายนิ้วมือแบบ optical ที่ขึ้นอยู่กับ กับ total internal reflectance

fingerscan-spoof-detection-1

 

(TIR) แสงเข้ามาทางด้านซ้ายของปริซึมและถูกสะท้อนกลับอย่างกระจัดกระจายจากด้านขวาทำให้ผิวหน้าตัวอย่างสว่างไม่แตกต่างกันพื้นที่ส่วนสว่างเป็นช่องอากาศ ส่วนที่พื้นที่มืดกว่าเป็นบริเวณที่ผิวหรือวัสดุอื่น ๆ ของดัชนีหักเหที่เหมาะสมสัมผัสกับกระจก ภาพจะเกิดขึ้นเมื่อวัสดุที่มีดัชนีที่เหมาะสมของการหักเหสัมผัสกับพื้นผิวเซ็นเซอร์ วัตถุนี้อาจจะเป็นผิวหนังของมนุษย์ แต่ก็สามารถเป็นซิลิโคน เจลาตินหรือสารอื่นนอกจากนี้รูปแบบลายนิ้วมือเพียงผิวเผินอาจจะชำรุดได้รับความเสียหายหรือทำให้อ่านยากเพราะสภาพผิวเปียกหรือแห้งเกินไป ตัวอย่างเช่นเก็บลายนิ้วมือที่มีคุณภาพดีจากคนที่แก่กว่าเป็นเรื่องยากเพราะผิวเป็นไปได้ที่จะไม่ยืดหยุ่น ส่งผลให้ภาพมีคุณภาพต่ำ สามารถนำไปสู่ไม่อนุญาต หลังจากนั้นผู้จัดการระบบจะปรับค่าพื้นฐานของความปลอดของเซ็นเซอร์ให้ผ่อนผันมากขึ้นเพื่อลดจำนวนของความผิดพลาดเชิงลบ(ปฏิเสธลายนิ้วมือที่ถูกต้อง) ค่าพื้นฐานที่ผ่อนผันนี้ทำให้ความไวของเซ็นเซอร์ในการรับรู้การปลอมแย่ลง แนวทางที่เป็นไปได้ที่จะกำจัดความกังวลด้านความปลอดภัยนี้โดยการสะสม multispectral image ของผิวหนังโดยตรงที่อยู่ใต้ลายนิ้วมือพื้นผิว ผิวหนังของมนุษย์ที่มีชีวิตมีลักษณะที่มองเห็นได้เป็นเอกลักษณ์แน่นอนเนื่องจากองค์ประกอบทางเคมี ซึ่งส่งผลเหนือกว่าคุณสมบัติดูดกลืนรังสีที่มองเห็นได้ และโครงสร้างหลายชั้นซึ่งมีผลกระทบสำคัญต่อคุณสมบัติการกระจายผล จากการเก็บภาพที่สร้างขึ้นจากความยาวคลื่นที่ทำให้สว่างแตกต่างกันเข้าไปในผิวหนัง ลักษณะผิวใต้ผิวหนังที่ต่างกันอาจถูกวัดและใช้เพื่อให้แน่ใจว่าเป็นวัตถุเป็นผิวหนังมนุษย์ที่มีชีวิต เมื่อ multispectralsensor รวมกันกับเครื่องอ่านลายนิ้วมือทั่วไป ทำให้ระดับความแน่ใจมากขึ้นที่จะเป็นลายนิ้วมือที่มาจากนิ้วมีชีวิต

 ภาพที่ 2 ส่วนประกอบหลักของ multispectral imager รวมถึงแหล่งให้แสงสว่าง (LEDs ของหลายความยาวคลื่น) และชุดข้อมูลการสร้างภาพ (silicon CCD หรือ CMOS) และการจัดแผ่นโพลาไลซ์ตรงข้ามกันที่เน้นแสงที่ผ่านการกระจายหลายครั้งในผิว

fingerscan-spoof-detection-2

แหล่งกำเนิดแสงคือ LED ของหลายความยาวคลื่นผ่านบริเวณช่วงคลื่นแสงตามองเห็นและอินฟราเรดคลื่นสั้น แผ่นโพลาไลซ์ตรงข้ามกันอาจรวมอยู่ในระบบเพื่อลดการให้แสงที่ผ่านไปสะท้อนกับภาพ เช่น แสงที่สะท้อนจากผิวหนัง แผ่นโพลาไลซ์ตรงข้ามกันทำให้มั่นใจว่าแสงส่วนใหญ่เห็นโดยชุดข้อมูลการสร้างภาพ ได้ผ่านส่วนหนึ่งของผิวและผ่านจำนวนมากพอ ของการกระจายแสงเพื่อสุ่มโพลาไรเซชัน โดยทั่วไปความต้องการความละเอียดที่มองเห็นสำหรับอุปกรณ์ของ multispectral imager ค่อนข้างจะเล็กน้อย เพราะธรรมชาติการกระจายแสงสูงของผิวหนัง multispectral imager ไม่จำเป็นต้องมีความละเอียดของภาพที่มากกว่าที่ใช้สำหรับภาพลายนิ้วมือทั่วไปของ เครื่องสแกนลายนิ้วมือ แบบเดิมก็ 250-1000 พิกเซล/นิ้ว พื้นผิวสัมผัส พร้อมสำหรับ VGA หรือ 1.3 ล้านพิกเซล เป็นความละเอียดที่เพียงพอสำหรับอุปกรณ์ส่วนใหญ่

ภาพที่ 3 แสดงแบบของเซ็นเซอร์ลายนิ้วมือแบบ optical ที่รวมเครื่องอ่านลายนิ้วมือ total internal

fingerscan-spoof-detection-3

reflection (TIR) กับ multispectral imager  โดยแนวคิดรูปแบบนี้ทำให้เห็นเซ็นที่รวมทั้ง TIR และmultispectral imager ทั้งคู่สามารถตรวจสอบนิ้วมือพร้อมๆกันได้ เซ็นเซอร์ทั้งสองสามารถตรวจสอบตำแหน่งนิ้วมือบนผิวสัมผัสโดยไม่ต้องยุ่งกันและกัน  ดังนั้น multispectral imager สามารถให้ข้อมูลไบโอเมตริกใหม่โดยไม่ต้องการความแตกต่างหรือทำอันใดเพิ่มเติมในส่วนของผู้ใช้งาน

ภาพที่ 4 โดยภาพซ้ายเป็นปลายนิ้วมือแห้งถ่ายโดย TIR imager ด้านขวานิ้วมือเดียวกันจาก multispectral

fingerscan-spoof-detection-4

sensor ภาพต่อมารวบรวมโดยใช้ 5 ความยาวคลื่น(475, 500, 560, 576 และ 625 nm) ที่แสดงให้เห็นเป็นรูปสีปลอมขององค์ประกอบ 3 อย่างไรที่สร้างจากเทคนิค decorrelation-stretching ทำงานบนระนาบภาพ 5 ภาพเดิม ในกรณีนี้ผิวนิ้วมือค่อนข้างแห้ง ทำให้เกิดคอนทราสต์และเส้นของภาพลายนิ้วมือลดลงชัดเจน เปรียบเทียบกับภาพสีปลอม multispectral แสดงให้เห็นว่าลักษณะเงาๆและช่องว่างได้ดีและ เหมือนกันนิ้วที่มีชีวิต นิ้วมือปลอมที่เหมือนจริงมากๆทำโดย Alatheia Prosthetics (Brandon, MS) เป็นหนึ่งในตัวอย่างที่ใช้ทดสอบความสามารถของ multispectral imager เพื่อแยกให้เห็นความแตกต่างระหว่างนิ้วจริงและนิ้วปลอม ภาพที่ 5 ข้อมูลภาพMultispectral สามารถแยกความแตกต่างได้อย่างชัดเจนระหว่างนิ้วจริงและนิ้วปลอม กราฟด้านซ้ายแสดงว่าลายนิ้วมือเหมือนกันอย่างไรของแต่ละภาพที่ถูกคาดหวังสำหรับนิ้วที่แท้จริง ความสามารถของ imager เพื่อแยกความแตกต่างระหว่าง 2 ตัวอย่างมีความชัดเจน

Tags: finger scan, เครื่องสแกนลายนิ้วมือ, เครื่องสแกนนิ้ว, fingerscan, เครื่องสแกนนิ้วมือ

 Print  Email