Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Identifikace skenem duhovky

Sci-fi, nebo realita?
 |  10. 2. 2011
 |  Vesmír 90, 79, 2011/2

Současné systémy identifikace a ochrany dat pomocí PIN, hesel a přístupových karet začínají být z bezpečnostního hlediska nedostatečné a nepraktické. Stále častěji dochází k situacím, kdy heslo zapomeneme, přístupovou kartu ztratíme nebo je nám dokonce odcizena. Navíc roste poptávka po dokonalejším zabezpečení i ze strany institucí, jako jsou letiště, banky, soudy, vojenské objekty a vývojová střediska. Z těchto důvodů se v posledních letech investují nemalé částky do vývoje alternativních zabezpečovacích a identitu ověřujících technologií.

Jako ideální prostředek ověřování identity jedinců neboli autentizace se jeví biometrické údaje. Jsou to takové údaje, které získáváme měřením určitých fyziologických znaků částí lidského těla – například velikosti, tvaru nebo struktury. Tyto znaky se zpravidla vyznačují vysokou variabilitou mezi jedinci a mohou být proto dobře využity k jejich rozlišení. Výhoda biometrického ověření identity spočívá na skutečnosti, že není založeno na tom, „co víte nebo co znáte“, ale, „kdo jste“, a proto je tento systém v praxi daleko obtížněji prolomitelný. [1]

S rozvojem digitalizace a poklesem cen hardwaru se užití biometrických metod k zabezpečení a autentizaci začíná v posledních letech masově šířit; jako příklad lze uvést digitální autentizaci pomocí otisku prstů. Tato původně kriminalistická metoda byla v digitální podobě zkušebně užita k rychlé identifikaci při vstupu do střežených objektů a dnes se již stává běžnou součástí autentizace na letištích nebo v elektronických zařízeních, jako jsou laptopy, chytré telefony apod. I zde jsou však nalézány určité nedokonalosti a na řadu proto přichází zkoumání dalších cest. Nejvíce diskutované další možnosti biometrické autentizace jsou v duhovkové biometrii, geometrii ruky, geometrii obličeje, hlasové identifikaci a sítnicové biometrii.

Z pohledu očního lékařství je zajímavý rozvoj autentizačních systémů na základě biometrieoka – sítnicové a duhovkové biometrie. Užití sítnicové biometrie k autentizaci prozatím z rutinní praxe vylučují výrazné provozně-technické obtíže. Problémy spočívají především v kontaktním snímání skenerem ze vzdálenosti v řádu centimetrů a ve vyšších nárocích na snímání, což zapříčiňuje nižší spolupráci skenovaných, a tak snižuje úspěšnost autentizace. Pro sítnicovou autentizaci jsou rovněž problematické dnes stále četnější změny oka v souvislosti s narůstajícím věkem populace a s rozvojem patologických stavů oka (šedý zákal, ateroskleróza, diabetická retinopatie, hypertenzní změny sítnice atd.), které se kříží s požadavky autentizačních systémů na přesnost a stálost.

 Ideální biometrická autentizační metoda musí být totiž jedinečná, přesná a stálá; na druhé straně musí být rychlá, neinvazivní a co nejméně obtěžující. Tyto charakteristiky splňuje zatím spíše koncept autentizace na základě duhovkové biometrie. Myšlenka užití unikátnosti duhovkových vzorů v praxi je starší než sto let a byla původně využita/zneužita k iridologii – „věštění z duhovky“. Pokud jde o seriózní výzkum, v roce 1987 a 1994 byly zaregistrovány první patenty automatických systémů schopných autentizace jedinců na základě skenování duhovkových vzorů. Tyto technologie se dostávají do praxe až během poslední dekády a vyznačují se ve srovnání s ostatními metodami právě extrémně vysokou přesností, stálostí a spolehlivostí.

V porovnání s ostatními biometrickými údaji je totiž duhovka fenotypicky extrémně variabilní a stabilní systém, navíc dokonale chráněný uvnitř oka. Přestože je struktura a barva duhovky do vysoké míry dědičná, v detailech se u každého jedince vždy liší, včetně stranových odlišností jednoho páru. To je dáno především nahodilým fetálním vývojem embryonálních základů duhovky. Množství variací ve struktuře, stavbě trámčiny, a rozličná intenzita pigmentace je u každého jedince tak unikátní, že dokonce ani jednovaječná dvojčata nemají na rozdíl od ostatních znaků identickou strukturu duhovky.

Skenování duhovky se zatím v praxi provádí staticky ze vzdálenosti několika decimetrů, vyžaduje sejmutí brýlí a alespoň bazální spolupráci skenovaného. Experimentálními technologiemi je ale již dnes možno sken duhovky provádět ze vzdálenosti až 3 metrů, a to i za běžné chůze; předpokládá se, že výhledově nebudou překážkou ani běžné brýle či kontaktní čočky.

A jak celý systém funguje? Jednoduché schéma autentizace duhovkovou biometrií ukazuje obrázek.

Výhodou duhovkové autentizace je přesnost, rychlost, stálost a neinvazivnost. Problémem jsou především extrémně vysoké pořizovací náklady, částečná nedokonalost mladé technologie a námitky proti možnému zneužití osobních dat.[2] Přes všechny uvedené problémy jsou však tyto systémy zaváděny do praxe. Průkopníkem se v této oblasti staly Spojené arabské emiráty, kde je systém duhovkové autentizace rutinně používán imigračními úřady již od roku 2001. Zkušební provoz autentizace pomocí duhovkové biometrie byl zahájen i na některých letištích ve Velké Británii, v USA a Kanadě; autentizace duhovkovou biometrií se zkušebně implementovala již například i do mobilního telefonu.

Problémy v rychlejším šíření nezpůsobují ovšem pouze cena či nedokonalost současné technologie, nýbrž i některé patologické oční stavy, které ve výsledku vedou k problémům s rozpoznáváním subjektů systémem. Jedná se logicky o stavy, kde je nějakým způsobem postižena průhlednost očních médií, případně změněna duhovka. Takto například určitá část pacientů po operaci šedého zákalu nebývá systémem rozpoznávána a je potřeba obnovit jejich aktuální sken v databázi. Část pacientů se zeleným zákalem nebo pacienti s opakovanými záněty duhovky jsou rovněž postiženi druhotnými změnami ve struktuře duhovky a systém je po určité době není schopen rozeznat. Problémem jsou při statickém snímání zatím i mimovolní pohyby oka při nystagmu anebo šilhání, eliminováni jsou i pacienti po traumatech oka, pacienti s rohovkovými jizvami nebo pacienti s vzácným stavem – aniridií, při níž zcela chybí duhovka.

Závěrem je třeba konstatovat, že při současném tempu inovací lze předpokládat, že většina problémů spojených s automatizovanou duhovkovou autentizací bude i za přispění lékařů brzy zvládnuta a že současně s poklesem cen technologií dojde i k jejímu širšímu užití v praxi.

Literatura

[1] Jain Anil K.: „Biometric recognition: Q&A“, Nature 449, 38–40, 2007

[2] Jain A. K., Bolle Ruud M., Pankanti Sharath: Biometrics – Personal Identification in Networked Society, Springer 2006

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Technické vědy

O autorovi

Pavel Kožner

MUDr. Pavel Kožner (*1980) vystudoval 1. LF UK v Praze. Působí jako lékař na Oční klinice Fakultní nemocnice Na Bulovce v Praze a je také postgraduálním studentem biomedicíny v oboru Lékařská biofyzika na 2. LF UK.

Doporučujeme

Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...
Hranice svobody

Hranice svobody uzamčeno

Stefan Segi  |  4. 12. 2017
Podle listiny základních práv a svobod, která je integrovaná i v Ústavě ČR, jsou „svoboda projevu a právo na informace zaručeny“ a „cenzura je...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné