Aktuální číslo:

2019/9

Téma měsíce:

Hejno

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

Chůze v davu: impulzy bez doteku

Chůze v davu: impulzy bez doteku

Milan Krbálek  |  2. 9. 2019
„Nejednou nás chybný krok ponořil až ke stehnům do tmavého rosolovitého bahna, které se na metry kolem nás pod našimi kroky vlnilo. Jeho přilnavá...
Sportující faraon

Sportující faraon

Břetislav Vachala  |  2. 9. 2019
Schopný král byl zárukou, že nezvítězí síly zla a chaosu a „boží země“ Egypt bude trvale vzkvétat a bude se dařit jejímu lidu. To potvrzoval...
První obraz horizontu černé díry

První obraz horizontu černé díry

Michal Bursa  |  2. 9. 2019
Když jsme spolu s Vladimírem Karasem v roce 2010 psali o vyhlídkách radioastronomie na přímá pozorování černých děr (Vesmír 89, 226, 2010/4), byla...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné