تشخیص با استفاده از شبکیه: اوج روش‌های بیومتریک

علاقه به استفاده از شبکیه به‌عنوان روشی برای تأیید و یا تشخیص هویت به‌طورکلی به دهه ۱۹۳۰ برمی‌گردد. اولین مطالعه علمی توسط دکتر کارلتون سیمون و دکتر ایزودور گلداستین انجام شد. آن‌ها در تحقیق خود توضیح دادند که هر فرد به دلیل توزیع متفاوت عروق خونی دارای ساختار شبکیه‌ی منحصربه‌فردی است.

این اولین مطالعه‌ای بود که درواقع استفاده از شبکیه را به‌عنوان ابزاری برای کمک به تأیید هویت یک فرد پیشنهاد کردند. در واقع، مقاله علمی آن‌ها که در سال ۱۹۳۵ منتشر شد به‌عنوان تولد رسمی بازشناسی مبتنی بر شبکیه محسوب می‌گردد.

مطالعه علمی بعدی که منحصربه‌فرد بودن شبکیه را تأیید کرد در دهه ۱۹۵۰ توسط دانشمندی مشهور به نام دکتر پل تاور انجام شد. این دانشمند از طریق پژوهش خود کشف کرد که حتی دوقلوهای همسان دارای مجموعه شبکیه‌های مجزا و منحصربه‌فردی هستند.

نه‌تنها به دلیل منحصربه‌فرد بودن آن، شبکیه همچنین به‌اندازه رشته DNA حاوی اطلاعاتی بسیار غنی در مورد یک فرد است. همچنین شبکیه به‌مانند عنبیه در طول عمر فرد به‌سختی تغییر می‌کند مگر اینکه یک بیماری یا کوری بر آن‌ها اثر بگذارد.

بنابراین، این روش در مقایسه با برخی روش‌های دیگر (مثل تشخیص از طریق چهره یا حتی تشخیص از طریق اثرانگشت) روش زیست‌شناختی بسیار پایداری است. به دلیل این مزیت‌های راهبردی تشخیص از طریق شبکیه با عنوان «روش‌های زیست‌شناختی» نام‌گذاری شده است.

فرآیند بازشناسی شبکیه

برخلاف دیگر روش‌های زیست‌شناختی، تشخیص شبکیه‌ای مستلزم حجم زیادی از همکاری کاربر نهایی برای جمع‌آوری تصاویر خام دارای کیفیت بالا است. این امر نزدیکی بسیار زیاد کاربر نهایی به دستگاه پویش‌کننده شبکیه را الزامی می‌سازد؛ و این در تباین شدید با تشخیص از طریق عنبیه است که در آن می‌توان تصاویر را از فاصله بسیار دور جمع‌آوری کرد.

فرآیند را می‌توان به شکل زیر تفکیک نمود:

۱- دریافت تصویر/ سیگنال و پردازش آن:

در این مرحله، فرد باید چشم را درون یک حفره کوچک قرار دهد. از اینجا پرتو نور مادون‌قرمز درون چشم روشن می‌شود تا شبکیه را کاملاً روشن کند. برای به دست آوردن تصاویر خام شبکیه با بهترین کیفیت، این نور در حالت ۳۶۰ درجه درون چشم روشن می‌شود. این فرآیند ممکن است چند دقیقه طول بکشد. برای اطمینان از اینکه تصاویر برگشتی گرفته شوند فرد باید حین تکمیل چرخش نور مادون‌قرمز کاملاً بی‌حرکت بماند. عینک باید برداشته شود تا از هرگونه تداخل سیگنال پیشگیری شود (به‌عبارت ‌دیگر، این باعث می‌شود پرتو نور مادون‌قرمز بدون گرفتن هیچ‌گونه تصویر واقعی به داخل دستگاه پویش بازتاب پیدا کند). در این مرحله تا ۵ تصویر خام را می‌توان جمع‌آوری و تجزیه‌وتحلیل کرد تا تصویر مرکبی خلق شود که ویژگی‌های منحصربه‌فرد از آن استخراج شوند.

۲- خلق الگوی ثبت و تأیید

در مرحله دوم، ویژگی‌های منحصربه‌فرد استخراج می‌شوند. عوامل ژنتیکی درواقع ترکیب الگوی عروق خونی شبکیه را تعیین نمی‌کنند. به‌عبارت‌ دیگر، این الگو درون ساختار DNA فرد نوشته نمی‌شود و به فرزند منتقل نمی‌گردد. به همین دلیل تا ۴۰۰ نقطه داده منحصربه‌فرد را می‌توان از شبکیه به دست آورد، برعکس اثرانگشت که در آن تنها ۳۰ تا ۴۰ نقطه داده منحصربه‌فرد را می‌توان به دست آورد. پس از انجام این کار، «الگوی ثبت» خلق می‌شود. اندازه الگوی ثبت شبکیه فقط ۹۶ بایت است؛ بنابراین، کوچک‌ترین الگوی زیست‌شناختی نیز محسوب می شود. این البته دارای مزیت‌های زیادی برای آن است. اولاً، هنگام بررسی قرابت آماری بین الگوهای تأیید و ثبت پردازش اضافی بسیار کمتری لازم است. دوما، این اندازه کوچک بدین معناست که تعداد بیشتری از الگوها را می‌توان درون یک پایگاه داده واحد ذخیره کرد و بهینه‌سازی آن در قیاس با پایگاه داده‌ای از الگوهای تشخیص چهره که اندازه بسیار بزرگ‌تری دارد کارآمدتر خواهد بود. همین فرآیند برای خلق الگوی تأیید هویت نیز استفاده می‌شود.

چون بازشناسی از طریق شبکیه مستلزم این نزدیکی دقیق به کاربر نهایی است متغیرها یا عواملی وجود دارند که می‌توانند اثر زیادی بر تصاویر خام جمع‌آوری شده بگذارند. این به ‌نوبه خود می‌تواند اثر شگرفی بر کیفیت الگوهای ثبت و تأیید نیز داشته باشد.

این عوامل به شرح زیر هستند:

عدم همکاری فرد

همان‌گونه که شرح داده شد، فرد باید در کل فرآیند مذکور کاملاً بی‌حرکت بماند به‌ویژه زمانی که تصاویر خام گرفته می‌شوند. هرگونه حرکت ناگهانی یا غیرعمدی می‌تواند اثری منفی بر تراز عدسی‌های دریچه به‌کاررفته برای ارسال نور مادون‌قرمز به درون شبکیه داشته باشد.

فاصله میان چشم فرد و عدسی‌ها خیلی زیاد است:

برای انجام یک پویش با کیفیت بالا باید فاصله میان روزنه و شبکیه بیشتر از ۳ اینچ نباشد. اگر فاصله بیشتر از این مقدار باشد، فرآیند پویش باید مجدداً تکرار گردد تا زمانی که درست شود. از این حیث در قیاس با دیگر روش‌های زیست‌شناختی، دقت در تشخیص شبکیه‌ای از بیشترین اهمیت برخوردار است.

اندازه مردمک فرد:

مردمک کوچک‌تر از اندازه میانگین می‌تواند میزان نور خارجی که به شبکیه ارسال می‌شود را تا حد زیادی کاهش دهد. این مسئله با محدودتر شدن مردمک به دلیل شرایط نوردهی نامناسب تشدید می‌گردد.

تشخیص شبکیه‌ای: مزایا و معایب

درست مثل دیگر روش‌های زیست‌شناختی تخشیص شبکیه‌ای دارای مجموعه مزیت‌ها و معایب خاص خود است که می‌توان به شرح زیر آن‌ها را بیان کرد:

مزیت‌ها:

شبکیه بسیار پایدار است و در طول عمر فرد به‌سختی تغییر می‌کند؛ بنابراین از این حیث پایدارترین فناوری زیست‌شناختی در دسترس در بازار امروزی محسوب می‌گردد.

با فرض اندازه بسیار کوچک الگوهای تشخیص شبکیه زمانی که طول می‌کشد تا سامانه هویت فرد را تأیید کند بسیار سریع است و در کمتر از دو ثانیه رخ می‌دهد.

به دلیل تعداد زیاد نقاط داده منحصربه‌فرد در شبکیه وقتی هویت فردی تأیید شد تقریباً بدون هیچ خطایی همان فرد واقعی است. به‌عبارت ‌دیگر، احتمال آماری جعلی بودن فرد در سامانه تشخیص شبکیه‌ای تقریباً صفر است.

چون شبکیه درون ساختار خود چشم واقع شده است مثل تشخیص هندسه دست و اثرانگشت تحت تأثیر ضمختی محیط بیرونی قرار نمی‌گیرد.

معایب:

همانطور که گفته شد این روش نیازمند همکاری بیشتری از سوی کاربر در مقایسه با سایر روش‌های تشخیص زیست‌شناختی است. برخی کاربران به این دلیل با تشخیص شبکیه مخالفت می‌کنند چرا که فکر می‌کنند به چشمانشان آسیب می‌رساند.

به دلیل این‌که روش مذکور نیازمند توجه زیادی از سوی کاربر است، ممکن است فرآیند لازم چندین بار انجام شود تا نتیجه مطلوب حاصل شود.

منبع: asis

درباره نماد امنیت وب

“نماد امنیت وب” به عنوان یکی از شرکت های پیشتاز در زمینه امنیت نرم افزار و سرویس های تحت وب، با ارائه سرویس های امنیتی برای تمامی کسب و کار ها و دارای نمایندگی شرکت Acunetix (اکوانتیکس) بعنوان محبوب ترین اسکنر امنیتی black box در دنیا، ایمنی وب سایت شما را در مقابل حمله هکر ها تضمین می کند.