CC BY
100Компоненты и технологии, № 3'2005
Биометрические системы
компании UPEK
Биометрия — это наука, измеряющая и статистически анализирующая биологические данные. Биометрические системы представляют собой автоматизированные методики проверки и идентификации человека на основе ряда физиологических характеристик, таких как отпечатки пальцев, черты лица, или различных аспектов поведения, например, почерка или характера нажатия клавиш.
Михаил Петров
Б’
д
иометрические системы, базирующиеся на физиологических параметрах, значительно надежнее систем, основывающихся на характерных чертах поведения — благодаря тому, что физиологические характеристики человека уникальны и постоянны, в то время как черты поведения уникальны, но непостоянны во времени.
Некоторые из наиболее употребительных биометрических характеристик приведены в таблице 1. Таблица 1. Наиболее употребительные биометрические характеристики человека
Тип Технология Особенности
Физиологические характеристики Определение отпечатков пальцев Определение формы рук Сканирование радужной оболочки и сетчатки глаза Опознавание лица Уникальны и постоянны
Черты поведения Распознавание голоса Распознавание подписи Распознавание почерка Уникальны, но непостоянны
Только использование биометрических характеристик позволяет гарантировать присутствие и идентифицировать владельца при выполнении транзакций. При этом системы, базирующиеся на распознавании отпечатков пальцев, особенно эффективны для защиты информации и ресурсов в широкой области применения.
В настоящее время доля оборудования, использующего биометрические системы для выполнения защищенных транзакций, достаточно ограничена. И ограничивает их широкое распространение не только неосведомленность разработчиков. Вероятно, наиболее важной причиной слабого развития биометрических систем в недавнем прошлом являлась высокая стоимость требуемого оборудования и программного обеспечения и низкая его производительность.
Современные технологии привели к разработке сравнительно недорогих систем, производительность которых позволяет использовать их для решения широкого класса задач.
В общем, в области применения биометрических систем могут быть приняты во внимание две проблемы:
Проверка идентичности (или просто опознавание) требует, чтобы человек предоставил свой идентификатор, например посредством ПИН-кода (персонального идентификационного номера). Система просто сравнивает (1:1) текущие биометрические параметры с записанными ранее параметрами, выбранными из базы данных при помощи ПИН-кода. В случае совпадения параметров система подтверждает идентичность личности.
Проверка идентичности
Биометрический параметр
О
Текущий
образец
Датчик
▼
АЦП
*
ПИН
■» База данных
Блок обработки
Шаблон
*
Совпадает/не совпадает
Идентификация
Биометрический параметр
Текущий
образец
Датчик
Т
АЦП
База данных
Персона идентифицирована/недопустимая персона
Рис 1. Операции по проверке идентичности и идентификации персоны
Компоненты и технологии, № 3'2005
• Идентификация требует, чтобы система просканировала текущие биометрические параметры идентифицируемой личности и сравнила их с занесенными в базу данных параметрами нескольких людей. На основании такого сравнения принимается решение, кто из этих людей пытается в данный момент идентифицироваться в системе. Это, конечно, существенно более сложная задача, поскольку производится сравнение 1:N, что при наличии большой базы данных требует значительной вычислительной мощности.
Прежде чем биометрическая система сможет быть использована для идентификации или проверки идентичности, все данные всех пользователей должны быть зарегистрированы в системе. Регистрация требует, чтобы каждый человек предоставил свои биометрические параметры, которые используются для генерации сравнительно компактной модели (или шаблона), включающей все различия отдельных людей. В зависимости от конкретного применения эти модели могут сохраняться в централизованной базе данных, могут быть распределены по сети или сохранены на каком-нибудь носителе (например, на смарт-карте), находящемся непосредственно у пользователя. Каждый раз, когда требуется опознавание или идентификация пользователя, он вводит в систему свои биометрические параметры и система сравнивает их с сохраненными моделями.
Характеристики биометрических систем
Две идентичных биометрических характеристики, измеренные различными датчиками или одним и тем же датчиком в разное время, не могут полностью совпадать. Это может быть вызвано и различной ориентацией объекта на чувствительной поверхности датчика, деформацией, шумами или просто различными условиями окружающей среды. Поэтому решение о совпадении принимается специальными алгоритмами, которые вычисляют уровень идентичности двух характеристик и сравнивают его с определенным пороговым значением. Если уровень идентичности превышает пороговое значение, то система считает, что два образца совпадают. В отличие от систем, основывающихся на вводе пароля, биометрические системы могут иногда давать неверные результаты, которые обычно характеризуются двумя параметрами:
• FRR (False Rejection Rate) — вероятность неправильного отказа — вероятность отказа в доступе людям, которые должны быть допущены к ресурсу. Если происходит отказ в доступе авторизованному пользователю, то он просто должен повторно предоставить для считывания системой свои биометрические параметры. Следует отметить, что отказ в доступе не обязательно означает ошибки системы. Например, системы, базирующихся на считывании отпечатков пальцев, могут давать ошибочные результаты просто из-за неправильной ориентации пальца на поверхности датчика или
Вероятность ошибочного предоставления доступа (РАК) и вероятность неправильного отказа (РКК) в зависимости от порогового уровня предоставления доступа {\)
Рис 2. Основные параметры надежности идентификации личности биометрическими системами
в результате загрязнения пальца или поверхности датчика.
• FAR (False Acceptance Rate) — вероятность ошибочного предоставления доступа — вероятность предоставления доступа к ресурсу посторонним людям.
Обычно значения FAR и FRR зависят от установленного порога идентичности объектов, который устанавливается в зависимости от требований к секретности информации, и жестко связаны друг с другом. При этом FRR является возрастающей, а FAR — убывающей функцией в зависимости от порогового значения. Таким образом, если пороговый уровень предоставления доступа увеличивается для того, чтобы снизить вероятность неавторизованного доступа до объекта, то все большему числу авторизованных пользователей становится сложнее получить доступ (рис. 2).
Еще несколько индексов используется обычно для оценки работы биометрических систем:
• ERR (Equal Error Rate) — равная вероятность ошибок — отражает системную ошибку при равенстве значений FRR=FAR.
• ZeroFAR. Значение FRR при достижении FAR=0.
• ZeroFRR. Значение FAR при достижении FRR=0.
Биометрические системы по сравнению с системами парольного доступа
Наиболее распространенные сейчас системы авторизации доступа базируются на вводе пароля, то есть определенной последовательности алфавитно-цифровых символов, вводимых при помощи клавиатуры. В банковских системах широкое распространение получило также использование так называемого ПИН-кода (персонального идентификационного номера), являющегося одной из разновидностей пароля. Однако ни пароль, ни ПИН-код не являются эффективными методами защиты, поскольку обладают целым рядом недостатков:
1. Когда пользователь выбирает персональный пароль или ПИН-код, то он очень часто использует какие-либо сочетания символов, простые для запоминания — такие как имена или даты рождения близких родственников или друзей. Как показали проведенные исследования, в 90% случаев доступ к системе может быть получен без авторизованного пользователя путем перебора имен его близких родственников, друзей,
домашних животных, их дат рождения, номеров домов или просто домашних телефонов.
2. Если пароль достаточно сложен, то возникает другая проблема: такой пароль сложно запомнить. Поэтому с большой степенью вероятности пароль записывается в записной книжке, сотовом телефоне либо просто на клочке бумаги, лежащем в кошельке. Согласно информации английской полиции, каждый третий пользователь банковской карты сохраняет таким образом свой ПИН-код. Наиболее «продвинутые» пользователи записывают пароли в зашифрованной форме (методом введения дополнительных символов, перестановки или арифметических преобразований пароля), но, к сожалению, многие из них не могут вспомнить в последующем правила такого преобразования.
3. Пароль может быть просто подсмотрен другим лицом в момент его ввода авторизованным пользователем.
4. Пользователь может передать свой пароль друзьям или знакомым, передав, таким образом, свои права доступа до системы неавторизованным пользователям.
Конечно, пароль или ПИН-код могут быть
сохранены на магнитной или смарт-карте. Это снимает все неудобства, связанные с необходимостью запоминания пароля. Но возникает другая проблема — в этом случае нет никакой уверенности, что пароль был введен самим пользователем, а не лицом случайно или намеренно завладевшим его авторизационной картой. Другими словами, смарт-карта позволяет избежать недостатков, перечисленных в пунктах 1 и 2, но неэффективна в отношении пунктов 3 и 4.
Использование биометрических параметров для аутентификации пользователя является единственной возможностью полностью решить все перечисленные проблемы и гарантирует присутствие авторизованного лица в момент совершения транзакции. Это происходит благодаря тому, что биометрические характеристики практически невозможно подделать, а тем более потерять или забыть.
Введение в системы распознавания отпечатков пальцев
Уникальность отпечатков пальцев человека широко известна на протяжении многих столетий. Из исторических сведений известно, что впервые отпечатки пальцев использовались для подписи юридических документов между древней Ассирией и Китаем. Во второй половине XIX века британский ученый Френсис Гальтон предложил использовать отпечатки пальцев для идентификации людей.
Первая автоматизированная система распознавания отпечатков пальцев была разработана в 1950 году в ФБР в тесной кооперации с Национальным бюро стандартов США, лабораторией Cornell Aeronautical Laboratory и корпорацией Rockwell International.
В 80-х годах прошлого столетия прогресс в области вычислительной техники и оптического сканирования изображений не мог не сказаться на развитии методов распознава-
Компоненты и технологии, № 3'2005
ния отпечатков пальцев. Системы электронной коммерции в Интернете, спрос на которые рос лавинообразно, более чем что-либо другое нуждались в надежных технологиях идентификации человека, что подстегнуло исследования в области разработки недорогих и малогабаритных биометрических систем, основывающихся на распознавании отпечатков пальцев.
В настоящий момент наиболее распространенные датчики отпечатков пальцев используют активную емкостную матрицу, изготовленную по стандартному технологическому процессу КМОП с проектными нормами 0,7 мкм. Двумерная матрица микроэлементов формируется непосредственно на поверхности кристалла кремния. Палец просто прикладывается к поверхности кристалла. Каждый микроэлемент матрицы является малогабаритным датчиком, считывающим один из элементов поверхности пальца. Такая технология используется и фирмой UPEK, являющейся дочерним подразделением компании ST Microelectronics и базирующейся в Калифорнии в г. Беркли. Фирма UPEK работает по так называемой fabless схеме и использует для выпуска готовой продукции производственные мощности фирмы ST.
«Анатомия» отпечатка пальца
Отпечаток пальца является представлением рисунка кожи человеческого пальца. При микроскопическом анализе поверхность кожи человеческого пальца представляет собой набор гребней и впадин, образующих уникальный рисунок. Линии этого рисунка обычно идут параллельно, но в некоторых случаях образуют локальные особые точки. Такие неравномерности, получившие название деталей или характеристик Гальтона, обычно определяются окончанием одних линий или точками ветвления других линий. Эти детали играют первостепенную роль при сравнении отпечатков пальцев, поскольку большинство алгоритмов сравнения основывается именно на расположении таких деталей на поверхности сравниваемых отпечатков.
Эксперты используют эту технологию на протяжении более чем 100 лет. Обычно на поверхности пальца можно обнаружить от 30 до 40 деталей, в то время как всего 8 деталей достаточно для юридически узаконен-
Рис.3. Расположение особых точек на отпечатке пальца человека
ной идентификации человека по требованиям американского законодательства.
Совпадение деталей, а по существу проблема сопоставления картины расположения точек, составляет основу большинства современных автоматизированных алгоритмов сравнения отпечатков пальцев (рис. 3).
Точки расположения нерегулярностей выделяются из рисунка отпечатка пальца и сохраняются в шаблоне для последующего сравнения. Такой способ формирования шаблона обладает более высокой секретностью, чем сам рисунок отпечатка пальца. Кроме того, этот способ обеспечивает полное сохранение неприкосновенности частной жизни, поскольку рисунок отпечатка пальца не может быть восстановлен на основании информации, сохраненной в шаблоне. И, наконец, для сохранения шаблона требуется значительно меньше памяти, чем для сохранения всего изображения (для сохранения шаблона требуется обычно около 250 байт, в то время как объем изображения составляет порядка 120 кбайт). Меньший объем информации позволяет значительно повысить скорость обработки данных и обеспечивает идентификацию пользователя в реальном масштабе времени.
Два режима работы типичной биометрической системы
Регистрация и установление подлинности
На рис. 4 схематически представлены два процесса, участвующих в работе типичной биометрической системы.
Процесс регистрации
Прежде чем установить подлинность какого-либо человека по отпечаткам его пальцев, необходимо ввести в систему один или несколько образцов отпечатков. Такой процесс называется регистрацией. После формирования на основании отпечатков соответствующих шаблонов они сохраняются на подходящих носителях, таких как жесткий диск персонального компьютера или сервера (для централизованной базы данных), на смарт-карте или же просто в памяти портативного прибора.
Процесс установления подлинности
Процесс установления подлинности требует, чтобы пользователь авторизовался путем помещения своего пальца на считывающее устройство. Текущий отпечаток пальца сравнивается с предварительно сохраненными шаблонами с помощью специального алгоритма. Если обнаруживается соответствие отпечатков, то пользователю предоставляется доступ к защищенному ресурсу.
Конструкция датчика
Как уже говорилось, производимые фирмой ИРЕК кремниевые датчики отпечатков пальцев ТоисЬСЫр используют для считывания отпечатка пальца специализированную активную емкостную матрицу. Каждая ее микроячейка представляет собой отдельный микродатчик, отвечающий за считывание одного элемента отпечатка.
Чувствительный элемент микродатчика образован отдельной цепью с емкостной обратной связью, в которой эффективная емкость обратной связи изменяется в зависимости от степени близости соответствующего участка кожи к поверхности датчика. Активная методика измерения обладает гораздо более высокой помехозащищенностью. Это обеспечивает более высокое отношение «сигнал — шум» по сравнению с пассивными емкостными методами и позволяет безошибочно считывать значительно более широкий набор отпечатков пальцев (рис. 5).
Поверхность каждого датчика образована двумя расположенными рядом металлическими площадками, которые отделены от кожи и от окружающей среды сверхпрочным защитным покрытием. Две площадки каждого датчика образуют конденсатор. Сило-
Регистрация Установление подлинности
Рис. 4. Процессы регистрации и установления подлинности личности
Рис. 5. Конструкция активного емкостного датчика отпечатков пальцев
Компоненты и технологии, № 3'2GG5
вые линии электрического поля между пластинами частично выходят за поверхность защитного покрытия. Когда палец прикладывается к поверхности датчика, кожа человека вносит возмущения в картину распределения силовых линий между пластинами и таким образом изменяет эффективную емкость. Если участок кожи находится в непосредственной близости от поверхности датчика (выступающая часть поверхности кожи) емкость обратной связи минимальна. Если же участок кожи находится сравнительно далеко от поверхности (впадина на коже), то емкость обратной связи имеет максимальное значение.
Двумерная структура датчика позволяет восстановить полный рисунок отпечатка пальца. Матрица с произвольным доступом, адресуемая через специальные декодеры строк и столбцов, позволяет выполнять различные дополнительные функции, такие как выбор окна или повторное считывание отдельных элементов структуры. Выходной сигнал с матрицы датчиков пропускается через блок формирования аналогового сигнала, обеспечивающий возможность корректировки коэффициента усиления и смещения. После этого сигнал подается на встроенный аналогово-цифровой преобразователь и преобразовывается в 8-битный цифровой код на выходе микросхемы. Управление микросхемой ТоисЬСЫр осуществляется через контрольные регистры, управляемые специальной программой оптимизации отпечатка пальцев, получившей название РейейРип!
PerfectPrint — гибкая система оптимизации изображений
Технология РейесРпП осуществляет управление датчиком ТоисЫСЫр таким образом, чтобы он обеспечил наилучшее качество отпечатков пальцев при изменяющихся условиях окружающей среды. Технология использует интегрированные в датчике возможности юстировки и позволяет достичь оптимальной яркости, контраста и четкости изображения. Все это выполняется меньше чем за 0,1 с. Технология РейейРиП гарантирует, что датчик ТоисЫСЫ1р всегда обеспечивает наилучшее качество изображения отпечатка пальца независимо от условий работы и типа кожи.
PerfectMach — технология формирования и сравнения шаблонов изображений
РейеСМасЫ представляет собой набор алгоритмов, которые формируют шаблон изображения и сравнивают его с сохраненными ранее шаблонами отпечатков. Формирование шаблонов осуществляется при каждом процессе регистрации и установления подлинности пользователя. Алгоритм РейейМасЫ находит детали изображения — набор уникальных характеристик данного отпечатка — и формирует соответствующий шаблон, который является математическим представлением оригинального отпечатка пальца и основан на анализе рельефа поверхности кожи. Шаблон значительно компактнее полного изображения отпечатка и занимает обычно порядка 250-300 байт в памяти. Это значительно снижает требования к вычислительной мощности оборудования и позволяет интегрировать
Пользовательские задачи Модуль (BSP)
і_______________________________________________________________________________________________________________J
Интерфейс PerfectMach
PerfectMach
Интерфейс PerfectPrint
PerfectPrint
Драйверы TouchChip
Регистры TouchChip
TouchChip
Рис. 6. Взаимодействие между различными модулями биометрической системы
биометрические системы в широкий класс устройств. При использовании шаблона, с одной стороны, сравнительно просто идентифицировать личность человека, а с другой стороны — невозможно восстановить исходный рисунок отпечатка пальца. В процессе регистрации пользователя в системе формируется и сохраняется в памяти шаблон его отпечатка пальца. При установлении подлинности пользователя при помощи алгоритма Рег£есШасЫ считывается текущая картина отпечатка пальца и сравнивается с шаблоном, сохраненным в памяти системы. Вычисленная степень совпадения сравнивается с пороговым значением, определяющим степень секретности. Доступ предоставляется пользователю только в том случае, если вычисленное значение степени совпадения отпечатков выше заданного порогового значения.
Программный интерфейс PerfectMach, совместимый с TouchChip BioAPI
Совместно с ТоисЫСЫ1р пользователю предлагается полностью интегрированная биометрическая подсистема. На рис. 6 условно представлены взаимосвязи между различными компонентами системы, начиная с пользовательского интерфейса (встроенного или бази-
рующегося на персональном компьютере) и заканчивая непосредственно датчиком TouchChip.
PerfectMatch поставляется в виде модуля BSP (Biometric Service Provider) с программным интерфейсом, совместимым с BioAPI. Это позволяет без проблем интегрировать биометрическую подсистему TouchChip в конкретное применение и не требует глубокого знания всех компонентов подсистемы. В результате время разработки готового изделия может быть значительно сокращено.
Продукция UPEK
Датчики TouchChip
Основным продуктом фирмы UPEK являются, конечно же, сами датчики TouchChip. Они имеют небольшие размеры и толщину и отличаются незначительным энергопотреблением. Толстое защитное покрытие обеспечивает исключительную устойчивость датчика к электростатическим разрядам и гарантирует полное сохранение его работоспособности после 2 миллионов касаний пальцем. Кроме того, защитное покрытие обладает высокой химической устойчивостью.
Весь датчик сохраняет работоспособность в диапазоне температур от -20 до +50 °С, хотя при непосредственном касании поверхности датчика рекомендуется поддерживать температуру датчика в диапазоне от 0 до +40 °С.
Основные параметры кремниевых датчиков TouchChip приведены в таблице 2.
Однако несмотря на невысокую стоимость, отдельные датчики не нашли широкого применения среди разработчиков мелкосерийной и серийной продукции. И это вызвано не только сложностью подключения самих датчиков. Как уже отмечалось, для извлечения ключевой информации об отпечатке пальца и быстрого сравнения отдельных отпечатков требуется использование специализированного программного обеспечения. Фирма UPEK, конечно же,
Таблица 2. Основные параметры кремниевых датчиков TouchChip
Тип датчика
Область применения
Габаритные размеры
Размеры активной области
Размеры матрицы
Разрешение
Напряжение питания
Потребляемый ток
В рабочем режиме
В режиме покоя
В режиме «сна»
Диапазон рабочих температур
Производительность
Корпус/соединитель
Электростатическая защита
Технология
Внешний вид
Профессиональные системы безопасности
27x20,4x3,5 мм
18x12,8 мм
256x360 элементов
500 dpi
1,5...5,5 В
20 мА
7 мА
1 мА
0...+40 °С
15 отпечатков/с
20-проводной гибкий кабель
±15 кВ
Бытовые и корпоративные системы безопасности
27x20,4x3,5 мм
14,4x10,4 мм
208x288 элементов
500 dpi
1,5...5,5 В
16 мА
7 мА
I мА
0...+40 °С
15 отпечатков/с
20-проводной гибкий кабель
Бытовые и корпоративные системы безопасности
5x17,65x1,915 мм
0,2x12,4 мм
2x248 элементов
500 dpi
2,7...3,6 В
51 мА
10 мкА
70 мкА
-20...+70 °С
20 см/с
BGA-48
Емкостная активная КМОП-матрица
TCS1
TCS2
TCS3
Компоненты и технологии, № 3'2005
Таблица 3. Основные параметры встраиваемых решений
Наборы микросхем Встраиваемый модуль
Тип устройства тсзз-та41 ТС32-ТСВ21 ТСЕВ
Область применения Бытовые и корпоративные системы безопасности Бытовые и корпоративные системы безопасности Профессиональные системы безопасности правительственного уровня
Габаритные размеры 17,65x5x1,915 мм (ТСБЗ) 10x10x1,26 мм (ГО41) 20,4x27x3,5 мм (ТСБ2) 10x10x1,26 мм ^21) 20,4x27x3,5 мм
Размеры активной области 12,4x0,2 мм 10,4x14,4 мм 12,8x18 мм
Размеры матрицы 2x248 элементов 208x288 элементов 256x360 элементов
Разрешение 500 dp^ 500 dp^ 500 dp^
Напряжение питания 2,7...3,6 В 4,5...5,5 В 4,5...5,5 В
Потребляемый ток
В рабочем режиме <156 мА 105 мА@3,3 и 20 мА@5 В 105 мА@3,3 В и 20 мА@5 В
В режиме покоя 130 мкА - -
В режиме «сна» 70 мкА@3,3 В 70 мкА@3,3 В 70 мкА@3,3 В
Диапазон рабочих температур ТСБЗ: -20... +70 °С ТО41: -40... +85 °С ТСБ2: 0... +60 °С ТО21: -40... +85 °С -20... +50 °С
Производительность 20 см/с 15 отпечатков/с 15 отпечатков/с
при вводе отпечатка
Режимы сравнения отпечатков 1:1 1:И 1:1 1:И 1:1 1:И
Интерфейс ТОТ (до 230 Кб/с) ШВ 1.1 ТОТ (до 115 Кб/с) ШВ 1.1 ТОТ (до 115 Кб/с) ШВ 1.1
Корпус/соединитель ТСБ3: ВОЛ-48 ТСЭ41: ВОЛ-121 ТСБ2: 20-проводной гибкий ТСЭ21: ВОЛ-121 20-проводной гибкий
Электростатическая защита ±15 кВ
Технология Емкостная активная КМОП-матрица
Внешний вид
Таблица 4. Основные параметры устройств для считывания отпечатков пальцев с интерфейсом УБВ
TCRZ TCRB TCRU2C TCRU1C TCRA TCRP
Габаритные размеры 30x60x16 мм 44x69x23 мм 44x69x23 мм 30x66x16 мм
Энергопотребление <185 мА 3,3 В <100 мА 5,5 В <100 мА 5,5 В <100 мА 5,5 В <100 мА 5,5 В <100 мА 5,5 В
Активная площадь датчика 12,4x0,2 мм 12,8x18 мм 10,4x14,4 мм 12,8x18 мм 12,8x18 мм 12,8x18 мм
Считыватель смарт-карт 3 В/5 В, PC/SC совместимые, ^о7816-карты
Электростатическая защита ±15 кВ
Поддерживаемые ОС Windows 98, ME, 2000, XP, Server 2003
Сертификация CE, FCC Class B, USB 1,1, WHQL
Внешний вид 'О'
Недорогие Системы Недорогие Системы Системы доступа повышенной секретности для портативных компьютеров Системы доступа повышенной секретности для персональных компьютеров
Области применения системы доступа доступа системы доступа доступа
персональных портативных персональных персональных
компьютеров компьютеров компьютеров компьютеров
не раскрывает исходного кода своих программ. Поэтому для интеграции датчика в состав оборудования придется самостоятельно писать все необходимое программное обеспечение. В результате использование отдельных датчиков становится экономически целесообразным только при выпуске оборудования очень крупными сериями. Типичным примером такого применения датчиков является их интеграция в сотовые телефоны.
Встраиваемые решения для считывания отпечатков пальцев
Для использования в составе мелкосерийной и серийной продукции фирма UPEK предлагает использовать встраиваемые решения. Это может быть либо функционально законченный встраиваемый модуль, либо набор микросхем, состоящий из собственно датчика
и специализированного процессора, осуществляющего все алгоритмы управления датчиком и обработки полученных отпечатков пальцев.
Такие готовые решения поставляются в виде «черного ящика», необходимые алгоритмы записаны в памяти процессора и недоступны для пользователя. Сканирование и оптимизация изображения, извлечение из него набора характерных точек, сохранение шаблона в памяти устройства и сравнение с одним или несколькими записанными ранее шаблонами осуществляются автоматически. Для связи с внешним устройством и передачи результатов сравнения или же самих шаблонов для сохранения во внешнем запоминающем устройстве используется либо высокоскоростной последовательный интерфейс, либо USB 1.1.
Основные параметры встраиваемых решений приведены в таблице 3.
Необходимо отметить, что хотя все программное обеспечение уже включено в состав модуля или набора микросхем, фирма UPEK передает его не совсем бесплатно. Конкретные условия могут немного различаются, но сводятся приблизительно к одному: стоимость вхождения в мир идентификации по отпечаткам пальцев составляет порядка 2500 евро. Это может быть либо обязательство заказчика выкупить определенную минимальную партию микросхем — и тогда сумма распределяется по стоимости самих микросхем, либо заказчик обязуется предварительно приобрести за эти деньги один из наборов для разработчика, в состав которого входит несколько микросхем или модулей, демонстрационная плата, необходимые соединительные кабели и CD-диск с описаниями, библиотеками программ, примерами применения датчиков и исходными кодами некоторых пользовательских программ.
Периферийные устройства для персональных компьютеров
Разработанные на основе кремниевых датчиков семейства TouchChip портативные считывающие устройства с интерфейсом ШБ позволяют использовать идентификацию пользователя по отпечаткам пальцев не только в мелкосерийных партиях приборов, но даже в опытных устройствах. Такие периферийные устройства могут использоваться и для авторизации пользователей персональных компьютеров или современных информационных сетей. Фирма иРЕК производит широкий набор портативных устройств с интерфейсом ШБ, предназначенных для считывания отпечатков пальцев. Для систем, требующих повышенной степени защиты, выпускаются варианты устройств, оснащенных дополнительным модулем считывания смарт-карт.
Основные параметры устройств для считывания отпечатков пальцев с интерфейсом ШБ приведены в таблице 4.
Комплекты разработчиков Выпускаемые фирмой иРЕК комплекты разработчиков предназначены для значительного сокращения сроков разработки оборудования с использованием биометрических датчиков ТоиЛСЫр.
TCKDU06 — комплект разработчика USB-устройств
Комплект предназначен для пользователей, планирующих использовать считывающие ШБ-устройства совместно с персональными компьютерами, работающими под управлением Windows. В состав TCKDU06 входят:
• 2 периферийных устройства ТСК23Б0АХ6А;
• тренировочные программы с графическим интерфейсом;
• инсталлятор БюАР1;
• демонстрационные задачи, показывающие процесс регистрации и авторизации пользователя;
• исходные коды демонстрационных программ на ^++ и VB;
Компоненты и технологии, № 3'2005
• средства диагностики;
• драйверы;
• руководства по инсталляции и использованию. TCKDU02 — комплект разработчика
USB-устройств
В состав ТСГОШб входит:
• 1 периферийное устройство ТСИи1С5ВВ6Л;
• 1 периферийное устройство TCRB1C7BG6A;
• 1 периферийное устройство TCRS1C6BB6A;
• 1 периферийное устройство TCRA1C7BG6A;
• 4 смарт-карты;
• РегіейМаІсЬ SDK, совместимый с BioAPI;
• демонстрационные задачи, показывающие процесс регистрации и авторизации пользователя;
• исходные коды демонстрационных программ на ^++ и VB;
• средства диагностики;
• драйверы;
• руководства по инсталляции и использованию.
TCKDE05 — комплект разработчика встраиваемых модулей
В состав комплекта входит:
• 2 встраиваемых модуля ТСЕВВ1С;
• одна демонстрационная плата с интерфейсами ШВ, UART и RS232, поддержкой светодиодов и внешнего ЭППЗУ;
• рекомендуемая схема применения с использованием 8-разрядного микроконтроллера;
• демонстрационные программы, показывающие процесс регистрации и авторизации пользователя;
• образцы кодов программ для встраиваемых применений;
• демонстрационная программа для персонального компьютера с исходными кодами на ^++ и VB;
• CD-ROM с документацией и программным обеспечением;
• РегіесҐГгшІ PTAPI SDK;
• 2 гибких кабеля;
• 1 кабель ШВ;
• 1 кабель RS232;
• документация;
• бесплатная техническая поддержка по электронной почте.
TCKDE06 — комплект разработчика встраиваемых систем на основе набора микросхем
В состав комплекта входит:
• 10 датчиков TCS3B;
• 10 контроллеров датчиков TCD41B;
• одна встраиваемая демонстрационная плата с интерфейсами ШВ 1.1 и RS232;
• рекомендуемая схема применения с использованием 8-разрядного микроконтроллера;
• демонстрационные программы, показывающие процесс регистрации и авторизации пользователя;
• образцы кодов программ для встраиваемых применений;
• демонстрационная программа для персонального компьютера;
• РегіесҐГгшІ PTAPI SDK;
• 1 кабель ШВ;
• 1 кабель RS232;
• документация;
• бесплатная техническая поддержка по электронной почте.
Фирма UPEK выпускает также два комплекта разработчика систем систем авторизации пользователей персональных компьютеров с помощью биометрических датчиков TouchChip.
TCKEU02 — комплект разработчика для использования пакета программ Protector Suite OEM
В состав комплекта входит:
• 1 периферийное устройство TCRU1C5BB6A;
• 1 периферийное устройство TCRB1C7BG6A;
• Protector Suite 4,5 OEM CD, включающий:
- программу биометрической авторизации пользователей Windows;
- программу биометрической замены паролей;
- программу шифровки файлов;
• руководства по инсталляции и использованию.
TCKEU03 — комплект разработчика для использования пакета программ Protector Suite PRO
В состав комплекта входит:
• 1 периферийное устройство TCRS1C6BB6A;
• 1 периферийное устройство TCRA1C7BG6A;
• 1 смарт-карта Protector Suite и 1 СИМ-карта Protector Suite с загруженным приложением PS PRO;
• Protector Suite PRO 4.5 Client/Server CD;
• руководства по инсталляции и использованию.
Литература
PIM — Project Information Manual. Edition 2/2004. http://www.wbc-europe.com/en/ services/pim_application_guide.html.
Сайт фирмы UPEK www.upek.com.
1
