Nouvelle méthode biométrique: signature bioacoustique





Des scientifiques sud-coréens ont inventé une nouvelle méthode d'identification biométrique: par des ondes sonores traversant le corps (doigt) . Il s'avère que ce signal est assez unique pour chaque personne. Et il est dépourvu de la principale vulnérabilité des méthodes de biométrie optique, comme les empreintes digitales, l'iris ou le balayage du visage. Toutes ces méthodes sont intrinsèquement sensibles à l'usurpation de la photographie «matériel biométrique». Cela ne fonctionnera pas avec les ondes sonores, elles ne peuvent pas être photographiées.



Le système développé de spectroscopie de fréquence bioacoustique module les microvibrations qui se propagent à travers le corps et génèrent une caractéristique spectrale unique. Dans les tests, la caractéristique a été maintenue pendant deux mois et a fourni la précision de vérification de 41 sujets au niveau de 97,16%.



À mesure que l'Internet des objets et les objets intelligents se répandent, l'identification biométrique devrait devenir de plus en plus importante. L'authentification biométrique de base repose sur des images du corps humain. Mais comme mentionné ci-dessus, ces images peuvent être copiées par des intrus. Les empreintes digitales sont les plus faciles à contrefaire.



Falsification d'empreintes digitales



Les empreintes digitales d'une personne peuvent être photographiées sur une surface en verre, sur un smartphone, une poignée de porte ou une autre surface lisse, imprimées, gravées sur un circuit imprimé, puis une copie en gélatine - et le «doigt artificiel» est prêt.







Une option plus fiable utilisant du papier calque et de la colle à bois qui fonctionne avec Apple TouchID:



  1. 2400 dpi. TouchID, .

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  3. 1200 dpi.

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  5. TouchID.

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Les systèmes de reconnaissance basés sur l'iris sont considérés comme plus précis, bien qu'un faux iris soit également fabriqué à partir d'une photographie d'une personne utilisant une imprimante haute résolution et des lentilles de contact ordinaires (voir la vidéo d'usurpation du scanner d'iris Samsung Galaxy S8 ).



Pour copier l'iris, une photographie d'une personne prise à distance moyenne en mode nuit (pour le spectre infrarouge) suffit. La photo est imprimée sur une imprimante laser afin que la taille de l'iris corresponde à la taille de la lentille de contact. Ensuite, la lentille de contact est placée sur la feuille et le téléphone est déverrouillé à l'aide de cette photo.







Biométrie alternative



Pour résoudre ces problèmes, les chercheurs proposent des méthodes biométriques alternatives, notamment l' empreinte de la paume , la veine , le contour de l'oreille , l' empreinte des articulations , l' authentification des pores nasaux et la biométrie multimodale combinée . Cependant, toutes ces technologies reposent toujours sur les caractéristiques structurelles de l' image optique résultante et sont donc susceptibles d'être contrefaites en utilisant des données biométriques copiées.



Signature bioacoustique



La nouvelle plateforme d'authentification biométrique fonctionne d'une manière fondamentalement différente. Il est basé sur la réponse biodynamique des doigts dans le spectre acoustique. Il s'agit du premier travail scientifique qui propose d'utiliser la biacoustique de cette manière. Les techniques acoustiques précédentes se limitaient à la reconnaissance vocale et aux signatures sonores du souffle, tandis que d'autres options restaient relativement inexplorées.



Vous trouverez ci-dessous une illustration schématique de la plate-forme et du concept d'un système d'identification acoustique qui utilise la transmission des caractéristiques du signal de vibration à travers les os et les tissus du doigt.





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L'illustration montre comment fonctionne le schéma proposé de détection bioacoustique. Lorsque les gens touchent un objet avec leur main, des microvibrations se propagent à travers les doigts et la main, transportant des informations sur les objets avec lesquels ils interagissent. Le signal acoustique est transmis différemment en raison des caractéristiques anatomiques de chaque corps. Ainsi, le signal contient des informations anatomiques sur la structure du corps, à savoir les os, le cartilage, les tendons et les tissus musculaires - et repose sur leur géométrie ainsi que sur leurs propriétés biomécaniques.



Pour l'authentification, l'utilisateur place son doigt sur une plateforme sur laquelle un émetteur de signal (transducteur) et un capteur acoustique. Les sites d'excitation et de sondage sont choisis de manière à ce que le signal acoustique passe à travers les phalanges proximale et moyenne du doigt. En particulier, le capteur acoustique est positionné à 3 mm au-dessus du pli interphalangien distal antérieur, qui est l'extrémité inférieure de la phalange distale. L'émetteur est situé à une distance de 50 mm du capteur acoustique, couvrant complètement la longueur des phalanges médianes du doigt.



Des expériences ont montré que la forme d'onde individuelle est conservée à différentes pressions des doigts.





Répétabilité (s) et forme d'onde à différentes forces de pression (d)



La mesure a été effectuée dans la plage de 100 Hz à 3 kHz par pas de 10 Hz, ce qui prend 15 secondes. Peut-être qu'avec l'amélioration du matériel, ces caractéristiques peuvent être optimisées.



Au début de l'expérience, les scientifiques craignaient qu'en raison de changements dans les tissus et les cellules, le signal change. Par conséquent, les expériences ont été répétées trois fois avec un intervalle de 30 jours. Ils ont été surpris de constater que la signature bioacoustique n'a pas du tout changé pendant cette période. Bien que l'on puisse supposer qu'à mesure qu'une personne grandit et vieillit, sa structure anatomique change encore suffisamment pour affecter la forme du signal.



Cette étude a également eu un effet inattendu. La spectroscopie de fréquence bioacoustique s'est avérée si précise dans l'analyse des tissus que les inventeurs ont commencé à étudier son utilisation même pour diagnostiquer les troubles musculo-squelettiques.



Un article scientifique décrivant la signature bioacoustique a été publié dans IEEE Transactions on Cybernetics (doi: 10.1109 / TCYB.2019.2941281).






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