Лабораторна робота Одержання біометричного еталону клавіатурного почерку (стр. 3 )

5 Ключові запитання

1. У чому відмінність статичних і динамічних систем біометричної ідентифікації/аутентифікації? Які переваги й недоліки тих і інших?

2. У чому полягають загальні принципи побудови біометричних систем динамічної ідентифікації/аутентифікації?

3. На чому засновані методи біометричної аутентифікації користувача за клавіатурним почерком?

4. Що лежить в основі біометричних параметрів клавіатурного почерку?

5. Якими способами можна одержати вектор параметрів почерку користувача?

6. Чим характеризується якість роботи БСІ?

7. Для чого в біометричних системах аутентифікації використовують коефіцієнт Стьюдента?

Лабораторна робота № _*_

Біометрична аутентифікація користувача ПК за клавіатурним почерком на основі вимірювання близькості образу до біометричного еталону мірою Хемінга

1 Мета роботи

Дослідження системи біометричної аутентифікації користувача ПК за клавіатурним почерком, що використовує в якості міри близькості зразка підпису до біометричного еталону – міру Хемінга.

2 Ключові положення

Нехай на етапі реєстрації (навчання) авторизований користувач пред'явив L своїх підписів, що відповідає L реалізаціям вектора біометричних параметрів V = {V1, V2, …, VL}...

Шляхом аналізу наявні L реалізацій вектора V можна визначити характерний для даного користувача інтервал зміни кожного конкретного параметра [min(vi), max(vi)], i = 1, N , що запам'ятовується в системі як біометричний еталон даного користувача.

Нехай на етапі аутентифікації користувач що ідентифікувався пред'явив підпис, який буде відповідати деякий вектор інформативних біометричних параметрів V = {v1, v2, …, vN}... Система аутентифікації робить аналіз пред'явлених параметрів vi, i = 1, N на влучення у встановлені біометричним еталоном зареєстрованого під заявленим ім'ям користувача інтервали, формуючи вектор Е = {e1, e2, …, eN}... Якщо параметр vi попадає в інтервал, то еi = 0, у противному випадку еi = 1. У результаті аналізу буде сформований вектор Хеммінга Е претендента на доступ. Для «свого» користувача цей вектор повинен складатися практично з одних нулів. Для «чужого», що предъявив інші біометричні параметри, вектор Е буде мати багато розбіжностей з біометричним еталоном (багато одиниць). Абсолютне значення відстані Хеммінга ЕV до біометричного еталона визначається як загальне число розбіжностей з біометричним еталоном. Відстань Хеммінга ЕV завжди позитивна й може змінюватися від 0 до N.

Після того як сформований біометричний еталон, можлива реалізація процедур аутентифікації зареєстрованого користувача. При здійсненні процедур аутентифікації «свій» користувач досить рідко помиляється й, відповідно, міра Хеммінга виявляється малою. При спробах аутентифікації «чужих» користувачів помилки виявляються набагато більш часто.

При використанні досить великого числа контрольованих біометричних параметрів розподіл значень міри Хеммінга близький до нормального. У цьому випадку граничне значення міри Хеммінга Eп можна визначити через математичне очікування й дисперсію значень міри Хеммінга для «свого» користувача

Eп = m(EC) + C[L, (1− P1)] σ(EC), (_*_.1)

де С[L, (1−P1)] – коефіцієнт Стьюдента, що задається, виходячи із числа використаних прикладів L і величини помилки першого роду (імовірності P1 помилкової відмови «своєму» користувачеві, див. табл. __.1).

3 Лабораторне устаткування

Лабораторне устаткування таке саме, як і в лабораторній роботі № __.

4 Порядок підготовки й виконання роботи

Підготовка до проведення роботи

1. Ознайомитись з ключовими положеннями та відповісти на ключові запитання.

2. На основі табл. __.2 сформувати вектор ЕС {ЕС1, ЕС2, …, ЕСL} і розрахувати його математичне очікування та дисперсію. Розрахунки представити в вигляді таблиці _*_.1.

Таблиця _*_.1 – Вектори біометричного еталону за мірою Хемінга

	е1	е2	е3	е4	е5	е6	е7	е8	∑ = ЕС
ЕС1
ЕС2
…
ЕСL

3. Розрахувати граничне значення міри Хеммінга Eп.

4. Підготувати бланк звіту про виконання лабораторної роботи, який повинен містити:

· назву та мету роботи;

· таблицю векторів біометричного еталону за мірою Хемінга;

· розраховані значення m(EC), σ(EC), Eп;

· заготовки таблиці експериментальних даних;

· висновки по роботі.

Виконання роботи

5. Пройти процедуру аутентифікації «свого» користувача. Для цього запустити програму Typing statistics, набрати парольну фразу і отримати вектор біометричних ознак за допомогою програми Handwriting. Перевірку провести 10 разів, щоразу формуючи вектор Хемінга і оцінюючи, чи пройшла аутентифікація успішно. Результати занести в табл. __.2 (без розрахунків математичного очікування, дисперсії та мінімального та максимального значень) та табл. _*_.2.

Таблиця _*_.2 – Результати аутентифікації користувача

	е1	е2	е3	е4	е5	е6	е7	е8	∑	Так/ні
Е1
Е2
…
Е10

6. Зробити оцінку помилки першого роду

7. Пройти процедуру аутентифікації «чужого» користувача. Для цього скористатися табл. __.3. Сформувати вектори Хемінга для кожного «чужого» користувача, щоразу оцінюючи, чи пройшла аутентифікація успішно. Результати занести у табл. _*_.2.

8. Зробити оцінку помилки другого роду.

9. Зробити висновки по роботі.

5 Ключові запитання

1. Які існують засоби вимірювання близькості між біометричними параметрами клавіатурного почерку «свого» та «чужого» користувача?

2. У чому полягає сутність методу вимірювання близькості між біометричними параметрами клавіатурного почерку «свого» та «чужого» користувача мірою Хемінга?

3. Які види помилок використовуються для характеристики біометричних систем ідентифікації / аутентифікації?

4. Які переваги та недоліки є у методі біометричної аутентифікації користувача по клавіатурному почерку, заснованому на вимірюванні близькості між біометричними параметрами клавіатурного почерку «свого» та «чужого» користувача мірою Хемінга?