RU2358315C1 - Method of identifying living finger - Google Patents
Method of identifying living finger Download PDFInfo
- Publication number
- RU2358315C1 RU2358315C1 RU2007135567/09A RU2007135567A RU2358315C1 RU 2358315 C1 RU2358315 C1 RU 2358315C1 RU 2007135567/09 A RU2007135567/09 A RU 2007135567/09A RU 2007135567 A RU2007135567 A RU 2007135567A RU 2358315 C1 RU2358315 C1 RU 2358315C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- finger
- features
- image
- coordinates
- images
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области техники, обеспечивающей исключение несанкционированного доступа к защищаемой системе, и может быть использовано для исключения доступа к системе незарегистрированных лиц, либо лиц, намеревающихся совершить незаконные действия в отношении защищаемой системы. Под системой понимается канал связи с банком, охраняемый режимный объект, кабинет органов государственной власти и т.д. Способ основан на сравнении отпечатков пальцев (либо ладоней) пользователя защищаемой системы с хранящимися в базе данных системы электронными изображениями отпечатков и позволяет отличать муляж пальца от реального пальца пользователя.The present invention relates to the field of technology, providing the exclusion of unauthorized access to the protected system, and can be used to exclude access to the system of unregistered persons, or persons intending to commit illegal actions in relation to the protected system. A system is understood as a communication channel with a bank, a secure regime facility, a cabinet of state authorities, etc. The method is based on comparing the fingerprints (or palms) of the user of the protected system with the electronic images of the fingerprints stored in the database of the system and makes it possible to distinguish the fake of the finger from the real finger of the user.
Известен аналог изобретения, например способ и устройство для проверки транзакции (патент WO 9618169 А1, МПК 7 G06K 9/00, приоритет от 01.12.1995 г.), который заключается в следующем. С помощью сканирующего устройства получают отпечаток пальца человека, проводящего транзакцию, после чего посредством устройства формирования электронных сигналов преобразуют полученный отпечаток в электронное изображение и запоминают его. Затем сохраненное электронное изображение сравнивают с электронным изображением, соответствующим изображению отпечатка пальца человека, проводящего транзакцию.A similar analogue of the invention is known, for example, a method and apparatus for verifying a transaction (patent WO 9618169 A1, IPC 7 G06K 9/00, priority date 01.12.1995), which consists in the following. Using the scanning device, the fingerprint of the person conducting the transaction is obtained, after which the received fingerprint is converted into an electronic image by means of an electronic signal generating device and stored. Then, the stored electronic image is compared with the electronic image corresponding to the image of the fingerprint of the person conducting the transaction.
Транзакция разрешается только тогда, когда электронное изображение отпечатка пальца человека, проводящего транзакцию, в основном, совпадает с сохраненным электронным изображением отпечатка пальца индивидуума, которому разрешено провести транзакцию. В случае несовпадения изображений разрешение на проведение транзакции не дается. Недостатком данного способа является то, что он не позволяет отличить муляж с нанесенным на него рельефным папиллярным узором от живого пальца клиента и в случае отсутствия дополнительного визуального контроля в защищаемую систему может проникнуть злоумышленник.A transaction is permitted only when the electronic fingerprint image of the person conducting the transaction basically matches the stored electronic fingerprint image of the individual who is allowed to conduct the transaction. If the images do not match, permission to conduct the transaction is not given. The disadvantage of this method is that it does not allow to distinguish a dummy with a relief papillary pattern applied to it from the live finger of the client and in the absence of additional visual control, an attacker can penetrate into the protected system.
Известен также метод и устройство для проверки личности человека, где система координат устройства, постоянная для отпечатка пальца, является контрольной (заявка US 2004/0175023 А1, МПК 7 G06K 9/00, опубл. 09.09.2004 г.). Данное изобретение основано на идее использования отпечатка пальца в постоянной системе координат таким образом, чтобы сделать возможным сравнение частных признаков (особенностей) папиллярного узора в постоянной системе координат во время проверки личности человека. Недостатком этого способа является то, что он не позволяет отличить муляж от реального (живого) пальца клиента.Also known is a method and apparatus for verifying a person’s identity, where the coordinate system of the device, constant for a fingerprint, is a control (application US 2004/0175023 A1, IPC 7 G06K 9/00, published 09.09.2004). This invention is based on the idea of using a fingerprint in a constant coordinate system in such a way as to make it possible to compare particular features (features) of the papillary pattern in a constant coordinate system during a person’s identity check. The disadvantage of this method is that it does not allow to distinguish a fake from a real (living) finger of the client.
В качестве прототипа заявляемого изобретения выбран способ ограничения доступа к защищаемой системе, описанный в патенте РФ №2289845, МПК 7 G06F 21/20, G06F 21/06, опубликованном 20.12.2006. Способ заключается в том, что получают первое изображение отпечатка пальца пользователя системы, идентифицируют личность пользователя путем сравнения первого изображения с набором изображений из базы данных системы, определяют первые координаты особенностей первого изображения в системе координат, расположенной на воспринимающей поверхности сканера, и заносят первые координаты особенностей в базу данных системы, затем получают второе изображение отпечатка пальца пользователя в той же системе координат, определяют вторые координаты особенностей второго изображения и заносят вторые координаты особенностей в базу данных системы, определяют разность между первыми и вторыми координатами для одинаковых особенностей первого и второго изображений и при равенстве разности нулю принимают отрицательное решение о допуске пользователя к системе, а при неравенстве нулю - положительное решение.As a prototype of the claimed invention, the method of restricting access to the protected system, described in the patent of the Russian Federation No. 2289845, IPC 7 G06F 21/20, G06F 21/06, published on 12/20/2006, was selected. The method consists in obtaining a first image of a fingerprint of a user of the system, identifying the user's identity by comparing the first image with a set of images from the database of the system, determining the first coordinates of the features of the first image in the coordinate system located on the receiving surface of the scanner, and entering the first coordinates of the features to the system database, then a second image of the user's fingerprint is obtained in the same coordinate system, second coordinates are determined The features of the second image and enter the second coordinates of the features into the database of the system, determine the difference between the first and second coordinates for the same features of the first and second images, and if the difference is zero, they make a negative decision on the user's access to the system, and if they are zero, they make a positive decision.
По сравнению с известными техническими решениями данный способ обеспечивает более высокую степень защиты системы, однако он также не позволяет отличить муляж от живого пальца пользователя. Достаточно один и тот же муляж со смещением или с поворотом ввести в систему, и система пропустит злоумышленника. Это является недостатком прототипа.Compared with the known technical solutions, this method provides a higher degree of system protection, however, it also does not allow to distinguish a fake from the user's live finger. It is enough to enter the same dummy with an offset or with a turn into the system, and the system will let the attacker through. This is a disadvantage of the prototype.
Задачей настоящего изобретения является создание такого способа ограничения доступа к защищаемой системе, который бы позволил уверенно отличить муляж от живого пальца пользователя с целью исключения проникновения злоумышленников в защищаемую систему.The present invention is the creation of such a method of restricting access to the protected system, which would allow to confidently distinguish the dummy from the user's live finger in order to prevent intruders from entering the protected system.
Достигается это тем, чтоThis is achieved by the fact that
- в системе координат, расположенной на воспринимающей поверхности устройства для регистрации папиллярного узора, совмещают первое и второе изображения папиллярного узора пальца пользователя;- in the coordinate system located on the receiving surface of the device for registering the papillary pattern, the first and second images of the papillary pattern of the user's finger are combined;
- определяют направления и величину смещений координат для одинаковых особенностей первого и второго изображений папиллярного узора;- determine the direction and magnitude of the coordinate offsets for the same features of the first and second images of the papillary pattern;
- в случае линейной зависимости направлений и величины смещений судят о приложении к воспринимающей поверхности муляжа пальца, а в случае нелинейной зависимости - о живом пальце пользователя.- in the case of a linear dependence of the directions and magnitude of the displacements, they judge the application of a finger model to the receiving surface, and in the case of a nonlinear dependence, the user's live finger.
Необходимо отметить следующее. Муляж пальца с выполненным на его поверхности рельефным узором папиллярных линий изготавливается, как правило, из резины. При приложении муляжа к воспринимающей поверхности устройства для регистрации папиллярного узора получают изображение, на основании которого определяют особенности папиллярного узора (раздвоение линии, слияние линий, окончание линии, начало линии). При двукратном приложении муляжа к воспринимающей поверхности устройства и последующем совмещении полученных изображений одинаковые особенности могут не совпадать из-за смещения и деформации муляжа. Если смещение муляжа образуется естественным образом, то деформация проявляется за счет различия направления усилий прижатия муляжа. Однако, как показали проведенные исследования, направления и величина смещений координат особенностей для муляжа имеют практически линейную зависимость, т.е. формируются преимущественно за счет смещений муляжа, а не его деформации. Это проявляется в том, что направления и величина смещений для особенностей папиллярного узора муляжа одинаковы. Аналогично ведут себя особенности и при повороте муляжа, только в этом случае линейная зависимость проявляется после доворота второго изображения к первому до совмещения изображений.The following should be noted. A finger model with a relief pattern of papillary lines made on its surface is made, as a rule, of rubber. When a dummy is applied to the receiving surface of the device for registering a papillary pattern, an image is obtained based on which the features of the papillary pattern are determined (line splitting, line merging, line ending, line beginning). When the dummy is applied twice to the receiving surface of the device and the subsequent combination of the obtained images, the same features may not coincide due to the displacement and deformation of the dummy. If the displacement of the model is formed naturally, then the deformation is manifested due to the difference in the direction of the pressing forces of the model. However, as the studies showed, the directions and magnitude of the displacements of the coordinates of the features for the dummy have an almost linear dependence, i.e. formed mainly due to displacements of the model, and not its deformation. This is manifested in the fact that the directions and magnitude of the displacements for the features of the papillary pattern of the dummy are the same. The features behave similarly when the model is rotated, only in this case a linear dependence appears after the second image is turned to the first before the images are combined.
Для живого пальца, кожный покров которого обладает большой податливостью и пластичностью, зонально-неоднородной упругостью, направления и величина смещений координат особенностей папиллярного узора при двукратном приложении пальца к воспринимающей поверхности с последующим совмещением изображений носит явно выраженный нелинейный характер. Смещения координат особенностей существенно различаются или по направлению, или по величине, а обычно по тому и другому вместе. Данный факт известен.For a living finger, the skin of which has great flexibility and ductility, zonal heterogeneous elasticity, the direction and magnitude of the coordinate displacements of the features of the papillary pattern when the finger is twice applied to the receiving surface with subsequent combination of images is clearly nonlinear. The displacements of the coordinates of the features differ significantly either in direction or in magnitude, and usually in both. This fact is known.
Суть способа поясняется на чертеже.The essence of the method is illustrated in the drawing.
На чертеже (а) на примере двух одинаковых особенностей показаны величины и направления смещений первых координат ко вторым координатам на совмещенных первом и втором изображениях муляжа.In the drawing (a), by the example of two identical features, the magnitudes and directions of the displacements of the first coordinates to the second coordinates in the combined first and second images of the dummy are shown.
На чертеже (b) на примере двух одинаковых особенностей показаны величины и направления смещений первых координат ко вторым координатам на совмещенных первом и втором изображениях реального (живого) пальца.In the drawing (b), as an example of two identical features, the magnitudes and directions of the displacements of the first coordinates to the second coordinates are shown in the combined first and second images of a real (living) finger.
Способ реализуется последовательным выполнением следующих действий.The method is implemented by sequentially performing the following steps.
С помощью устройства для регистрации папиллярного узора (далее по тесту - сканера) получают первое изображение отпечатка пальца пользователя защищаемой системы.Using the device for registering a papillary pattern (hereinafter referred to as the scanner), the first image of the user's fingerprint of the protected system is obtained.
Идентифицируют личность пользователя путем сравнения первого изображения с имеющимися в базе данных системы набором изображений. Если в результате идентификации обнаруживается, что личность пользователя зарегистрирована в системе, то выполняются последующие шаги способа, в противном случае система выдает отказ в доступе. Варианты использования результатов идентификации здесь разнообразны, однако не они являются сутью способа. Следует отметить, что на этом шаге еще не известно, прикладывался ли к сканеру муляж или живой палец.Identify the user's identity by comparing the first image with the set of images available in the system database. If, as a result of identification, it is found that the user's identity is registered in the system, then the next steps of the method are performed, otherwise the system issues an access denied. The options for using the identification results are diverse, but they are not the essence of the method. It should be noted that at this step it is not yet known whether a dummy or a live finger was applied to the scanner.
В системе координат, связанной с воспринимающей поверхностью сканера, определяют первые координаты особенностей первого изображения и сохраняют первые координаты особенностей в базе данных системы.In the coordinate system associated with the receiving surface of the scanner, the first coordinates of the features of the first image are determined and the first coordinates of the features are stored in the database of the system.
С помощью того же сканера получают второе изображение отпечатка пальца пользователя. Определяют вторые координаты особенностей второго изображения в системе координат сканера и сохраняют вторые координаты особенностей в базе данных системы.Using the same scanner, a second image of the user's fingerprint is obtained. The second coordinates of the features of the second image are determined in the coordinate system of the scanner and the second coordinates of the features are stored in the database of the system.
Совмещают первое и второе изображение отпечатков пальца пользователя с учетом того, что эти изображения получены в одной и той же системе координат сканера.Combine the first and second images of the user's fingerprints, taking into account the fact that these images were obtained in the same scanner coordinate system.
Сравнивают особенности первого и второго изображений, затем по результатам сравнения распознают одинаковые особенности (соответствующие друг другу при поворотах или переносах отпечатка пальца на воспринимающей поверхности сканера). Для найденных одинаковых особенностей определяют направления и величины смещений одинаковых особенностей папиллярного узора (для каждой особенности используются координаты этой особенности на первом и втором изображениях).The features of the first and second images are compared, then the same features are recognized by the results of the comparison (corresponding to each other when turning or carrying fingerprints on the receiving surface of the scanner). For the found identical features, the directions and displacements of the same features of the papillary pattern are determined (for each feature, the coordinates of this feature in the first and second images are used).
В случае линейной зависимости направлений и величины смещений одинаковых особенностей принимают решение о приложении к воспринимающей поверхности сканера муляжа пальца, а в случае нелинейной зависимости - о живом пальце пользователя системы. Решение о муляже может, например, отменить доступ в систему, даже если идентификация показала, что личность пользователя зарегистрирована в системе.In the case of a linear dependence of the directions and the magnitude of the displacements of the same features, they decide to apply a finger model to the receiving surface of the scanner, and in the case of a nonlinear dependence, use the system’s live finger. The decision on a dummy can, for example, cancel access to the system, even if the identification has shown that the user's identity is registered in the system.
Последовательность действий способа завершена.The sequence of steps of the method is completed.
Для резинового муляжа (см. чертеж, а) на примере двух точек особенностей показаны направления и смещения их перемещений при двукратном прикладывании пальца к воспринимающей поверхности сканера. Одна особенность из точки А перемещается в точку А1, другая особенность из точки B перемещается в точку В1. Для муляжа имеет место равнонаправленность перемещений точек, а также приблизительное равенство смещений. Это оценивается величинами аргументов и модулей векторов А-А1 и В-В1, образуемых координатами соответствующих особенностей как точек. Для муляжа пальца характерна линейная зависимость направлений и смещений точек. В случае же живого пальца (см. чертеж, b) существенно отличаются управления перемещений точек, или величина их смещений, или и то и другое вместе. Векторы А-А1 и В-В1 характеризуются заметной разницей как между величинами аргументов, так и величинами модулей, то есть наблюдается нелинейная зависимость направлений и/или смещений точек. Заявителем разработан критерий оценки нелинейности направлений и/или смещений особенностей папиллярного узора, который позволяет уверенно отличить муляж пальца от живого пальца. Если не применять сознательно дополнительных усилий для одинаковости прикосновений пальца к воспринимающей поверхности сканера, нелинейная зависимость направлений и величин смещений уверенно наблюдается.For a rubber dummy (see the drawing, a) on the example of two points of features, the directions and displacements of their movements are shown when the finger is twice applied to the receiving surface of the scanner. One feature from point A moves to point A1, another feature from point B moves to point B1. For the dummy, there is an equal orientation of the displacements of the points, as well as an approximate equality of the displacements. This is estimated by the values of the arguments and modules of the vectors A-A1 and B-B1 formed by the coordinates of the corresponding features as points. A finger model is characterized by a linear dependence of the directions and displacements of points. In the case of a live finger (see drawing, b), the movements of the points, or the magnitude of their displacements, or both, are significantly different. Vectors A-A1 and B-B1 are characterized by a noticeable difference both between the values of the arguments and the values of the modules, that is, a nonlinear dependence of the directions and / or displacements of the points is observed. The applicant has developed a criterion for assessing the non-linearity of directions and / or displacements of the features of the papillary pattern, which allows you to confidently distinguish the model of the finger from the living finger. If you do not consciously apply additional efforts for the same finger touch on the receiving surface of the scanner, a nonlinear dependence of the directions and magnitudes of the displacements is confidently observed.
Таким образом, предлагаемый заявителем способ позволяет существенным образом повысить надежность защиты от проникновения злоумышленников в защищаемую систему.Thus, the method proposed by the applicant can significantly increase the reliability of protection against intruders into the protected system.
По мнению заявителя предложенное техническое решение обладает новизной, отличительными признаками, промышленной применимостью, не следует явным образом из существующего уровня техники и может быть защищено патентом на изобретение.According to the applicant, the proposed technical solution has novelty, distinctive features, industrial applicability, does not follow explicitly from the existing level of technology and can be protected by a patent for an invention.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007135567/09A RU2358315C1 (en) | 2007-09-25 | 2007-09-25 | Method of identifying living finger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007135567/09A RU2358315C1 (en) | 2007-09-25 | 2007-09-25 | Method of identifying living finger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007135567A RU2007135567A (en) | 2009-03-27 |
| RU2358315C1 true RU2358315C1 (en) | 2009-06-10 |
Family
ID=40542456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007135567/09A RU2358315C1 (en) | 2007-09-25 | 2007-09-25 | Method of identifying living finger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2358315C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2686824C2 (en) * | 2017-10-10 | 2019-04-30 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) | Method for reliability improvement of biometric identification when reading fingerprint |
| RU2731370C1 (en) * | 2017-07-17 | 2020-09-02 | Гуандун Оппо Мобайл Телекоммьюникейшнс Корп., Лтд. | Method of living organism recognition and terminal device |
-
2007
- 2007-09-25 RU RU2007135567/09A patent/RU2358315C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2731370C1 (en) * | 2017-07-17 | 2020-09-02 | Гуандун Оппо Мобайл Телекоммьюникейшнс Корп., Лтд. | Method of living organism recognition and terminal device |
| US11100348B2 (en) | 2017-07-17 | 2021-08-24 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Method of living body detection and terminal device |
| RU2686824C2 (en) * | 2017-10-10 | 2019-04-30 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) | Method for reliability improvement of biometric identification when reading fingerprint |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007135567A (en) | 2009-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3356144B2 (en) | User authentication device using biometrics and user authentication method used therefor | |
| Jain et al. | Attacks on biometric systems: an overview | |
| Hashia et al. | On using mouse movements as a biometric | |
| US20090296994A1 (en) | Method and system for identifying a person based on their tongue | |
| Prakash et al. | A biometric approach for continuous user authentication by fusing hard and soft traits. | |
| Elena et al. | Industrial production surety factor increasing by a system of fingerprint verification | |
| Lone et al. | A novel OTP based tripartite authentication scheme | |
| RU2358315C1 (en) | Method of identifying living finger | |
| Brindha | Biometric template security using dorsal hand vein fuzzy vault | |
| Kalra et al. | A survey on multimodal biometric | |
| KR101086632B1 (en) | VLSI Architecture for the fuzzy fingerprint vault system and matching method thereof | |
| Takeda et al. | Biometric personal authentication by one step foot pressure distribution change by load distribution sensor | |
| Nishiuchi et al. | Cancelable biometric identification by combining biological data with artifacts | |
| CN208888902U (en) | A kind of access control system based on finger hand vein recognition | |
| Takeda et al. | Biometric personal identification by dinamics of sole pressure at walking | |
| Schwartze et al. | Authentication systems for securing clinical documentation workflows | |
| Ye et al. | Biometric system by foot pressure change based on neural network | |
| RU2371763C2 (en) | Method and device for determining authenticity of system user | |
| Bayly et al. | Fractional biometrics: safeguarding privacy in biometric applications | |
| Fierrez et al. | Biometrics security | |
| Han et al. | Generation of reliable PINs from fingerprints | |
| Malik et al. | Corner detection using phase congruency features | |
| Kuang et al. | LipAuth: Securing Smartphone User Authentication with Lip Motion Patterns | |
| Chaudhari et al. | Prevention of spoof attacks in fingerprinting using histogram features | |
| WO2021157686A1 (en) | Authentication device, authentication method, and recording medium |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100926 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130427 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20131023 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140926 |