Как работает сканер сетчатки глаза в телефоне
Не так давно был представлен новый флагман Samsung Galaxy Note 7. Одной из его ключевых функций стала возможность разблокировки устройства при помощи сканирования радужки глаза.
Сканер радужки глаза, это один из устоявшихся штампов киноиндустрии, особенно, когда дело касается шпионских и научно-фантастических фильмов. Теперь эта технология стала не просто выдумкой, а перекочевала в повседневные гаджеты простых людей (а не супершпионов), в частности, в смартфоны, ну по крайней мере один точно. Посмотрим, как эта штука приживётся в смартфоностроении: перекочует ли она к другим производителям или останется бесполезной диковинкой Galaxy Note 7 (или вообще откровенной дичью), как проектор в китайском смартфоне. Тем не менее, нам стало интересно, как устроен этот сканер. Мы разобрались и спешим поделиться этим с вами.
Как выглядит общая схема сканирования радужной оболочки глаза
Радужная оболочка наших глаз, как и отпечаток пальца имеет свой неповторимый рисунок. Поэтому это удобное средство аутентификации. Биометрические гражданские паспорта, если вы помните, фиксируют именно эту информацию, потому что в отличие от отпечатка пальцев, радужку глаза подделать пока не представляется возможным. Кроме того со временем она не изменяется.
Однако сканер не просто фотографирует ваш глаз, а потом сверяет с исходником. На практике процедура начинается с направленного инфракрасного луча ближнего спектра. Этот свет для идентификации подходит гораздо лучше, чем дневной, потому что камере легче захватить рисунок радужки, подсвеченный именно ИК-светом. Кроме того, такой сканер может работать в темноте. При этом процедуре идентификации радужной оболочки могут подвергаться даже люди с плохим зрением, так как ИК-луч свободно проходит через прозрачные очки и линзы. После того, как рисунок радужки зафиксирован, алгоритм переводит рисунок радужной оболочки глаза в код, который сравнивается с имеющейся базой.
Захват изображения глаза — полученная картинка — определение радужки и века — выделение этой области — удаление века с картинки — нормализация этой области — транскодирование — сравнение с базой данных
В чём особенность сканера Samsung Galaxy Note 7?
По большей части, сканер нового фаблета от Samsung работает по описанной выше схеме, любопытная деталь заключается в том, что на фронтальной панели Galaxy Note 7 располагается камера, которая занимается исключительно распознаванием радужной оболочки глаза. Почему же фронтальная камера не может выполнять эту задачу? Потому что камера должна быть чувствительна к ИК спектру. В обычных камерах ИК свет фильтруется, так как он портит обычные фотографии. Кроме этого считывающая камера имеет более узкий угол обзора, чтобы видеть глаз пользователя лучше, особенно на расстоянии.
Насколько это безопасно?
Некоторые пользователи выразили озабоченность по поводу того, что такой сканер в Samsung Galaxy Note 7 может быть небезопасен, в частности, не приведёт ли его частое использование к необратимому повреждению глаз. Такие вопросы вполне резонны, ведь для сканирования смартфон отправляет луч света прямо в ваш глаз, и так как этот свет невидим для человека, то зрачок никак не пытается от него защититься, поэтому свет попадает на сетчатку, не встречая никаких преград.
На самом деле мы не можем быть на 100% уверенными, что частое использование сканера радужки глаза Samsung Galaxy Note 7 не будет иметь какого-то влияния на наши глаза. Если сейчас эту статью читает окулист, мы будем рады услышать ваше экспертное мнение в этом вопросе.
Сама компания предупреждает пользователей, что подносить смартфон слишком близко к глазам во время идентификации не нужно, если следовать этому предостережению всё должно быть хорошо. Однако так как считывание радужки не такое частое явление, массового тестирования и результатов, сделанных на основе людей, пока нет. Когда они появятся, может быть уже слишком поздно кого-то предупреждать, а может быть и наоборот — придёт подтверждение, что функция полностью безопасна.
Это тоже самое, что сканер сетчатки?
Если вы запутались — проясню, да сканирование радужки и сетчатки — процессы схожие, но различаются по основному принципу. При сканировании сетчатки, алгоритм считывает не рисунок сетчатки, а изображение глазного дна. Но для бытовых условий гораздо проще пользоваться сканером радужной оболочки, так как для считывания сетчатки устройство нужно подносить вплотную к глазу. В случае со смартфоном это выглядело бы очень глупо.
Зачем это нужно?
В смартфонах уже давно есть считыватели отпечатков пальцев, они быстрые надёжные безопасные и достаточно дешёвые, чтобы быть установленными даже в китайских смартфонах дешевле $200. Зачем тогда нам сканеры радужной оболочки? Главным образом затем, что они в несколько раз более надёжны и безопасны. Главным доводом является то, что отпечатки пальцев мы оставляем почти на каждой поверхности, к которой прикасаемся, а значит копию отпечатка гораздо проще достать. При этом мокрые и грязные пальцы устройству часто тяжело распознать. Получить копию радужной оболочки крайне тяжело, а глаза изнутри никогда не заляпаны грязью, поэтому владельцу воспользоваться аутентификацией в любых условиях гораздо проще. Хотя, в кино уже давно придумали способ, как обойти эту защиту:
Есть ли у технологии будущее?
Я считаю, что сканер Samsung Galaxy Note 7 не сделает его хитом. Да, эта технология работает и ей можно лихо хвастаться друзьям, но для большинства — использование сканера отпечатка пальцев будет достаточно. Однако не исключено, что новинку оценит, в первую очередь, корпоративный сегмент, которому необходимо лучше, чем остальным защищать информацию на своём смартфоне. Для простых обывателей, думается мне, будет слишком лениво подносить смартфон на определённое расстояние, при этом совершая необходимые действия. Но это не говорит о том, что Samsung не разовьёт технологию или о том, что она неожиданно не выстрелит и перекочует даже в iPhone. Шансы у этой серьёзной игрушки есть.
Источник
Возможно, вы видели такое в фильмах про спецагентов: человек подходит к закрытой двери какой-нибудь секретной лаборатории, нажимает кнопочку, его глаз сканируется каким-то лучом, дверь открывается, и он попадает внутрь. Подобные технологии существуют уже сейчас, они начинают применяться в мобильных устройствах и в будущем получат широкое распространение.
Сканер радужной оболочки глаза уже используется в смартфонах Microsoft Lumia 950 и Lumia 950 XL. Он также будет у смартфона Galaxy Note 7, анонс которого состоится в начале августа.
Как работает этот сканер, для чего он нужен и нужен ли вообще?
Радужная оболочка глаза предопределяет цвет глаз человека. Если рассмотреть глазное яблоко вблизи, на его поверхности можно заметить линии, формирующие определённый рисунок. Этот рисунок уникален у любого человека и разный для каждого глаза (у правого он один, у левого совершенно другой). Он очень сложный и со временем практически не меняется — точно так же, как отпечатки пальцев. Сканер радужной оболочки предназначен для считывания этого рисунка и сопоставления его с ранее сохранёнными рисунками.
Для сканирования рисунка радужной оболочки глаза применяется излучение, близкое к инфракрасному. Оно, во-первых, позволяет сканеру работать даже в темноте, а во-вторых, считывает рисунок намного точнее, чем излучение видимого спектра света. Очки и контактные линзы не препятствуют прохождению лучей света, поэтому не оказывают отрицательное влияние на качество распознавания. По завершению сканирования рисунок переводится в код, а этот код сравнивается с ранее сохранённой записью. Если коды совпадают, происходит разблокировка устройства.
Биометрический сканер, предназначенный для разблокировки Galaxy Note 7, будет работать сложнее. Судя по имеющемуся у компании Samsung патенту, в нём объединены несколько сенсоров — датчик, считывающий рисунок радужной оболочки глаз, а также камера, распознающая лицо пользователя. Проще говоря, разблокировать Galaxy Note 7 можно будет лишь одним взглядом на фронтальную камеру.
Разблокировка при помощи сканирования лица камерой появилась в Android два года назад и доступна на большинстве смартфонов, но почти не используется из-за большой погрешности распознавания. Кроме того, она не работает в темноте.
Существует ещё одна схожая технология — сканирование сетчатки глаза. Сетчатка расположена внутри глазного яблока и тоже строго индивидуальна у каждого человека. Сканирование сетчатки производится только с близкого расстояния, что неудобно — для разблокировки смартфона пользователю пришлось бы подносить его прямо к глазу.
Сканер радужной оболочки глаза лучше, чем сканер отпечатков пальцев?
Он удобнее. Для сканирования отпечатка пальца вам нужно прикасаться к поверхности смартфона, причём ваши руки должны быть чистыми и сухими. Сканеру радужной оболочки глаза трогать не нужно — он считывает нужные данные с относительно большого расстояния.
Сканеры отпечатков пальцев начали использоваться в смартфонах около десяти лет назад, но стали популярны лишь после появления в айфонах. Сейчас их устанавливают даже в недорогие смартфоны. Сканер радужной оболочки глаза сейчас используются только в Lumia 950 и Lumia 950 XL, но эта технология станет намного более распространённой после выхода Galaxy Note 7. Если пользователи оценят её удобство, она появится на десятках новых моделей смартфонов.
Источник
Первые сообщения о «взломе» биометрических систем защиты флагманских смартфонов компании Samsung (Galaxy S8 и S8+) появились фактически в день их презентации, в конце марта 2017 года. Напомню, что тогда испанский испанский обозреватель MarcianoTech вел прямую Periscope-трансляцию с мероприятия Samsung и обманул систему распознавания лиц в прямом эфире. Он сделал селфи на собственный телефон и продемонстрировал полученное фото Galaxy S8. Как это ни странно, этот простейший трюк сработал, и смартфон был разблокирован.
Однако флагманы Samsung комплектуются сразу несколькими биометрическими системами: сканером отпечатков пальцев, системой распознавания радужной оболочки глаза и системой распознавания лиц. Казалось бы, сканеры отпечатков и радужной оболочки должны быть надежнее? По всей видимости, нет.
Исследователи Chaos Computer Club (CCC) сообщают, что им удалось обмануть сканер радужной оболочки глаза с помощью обыкновенной фотографии, сделанной со средней дистанции. Так, известный специалист Ян «Starbug» Криссер (Jan Krissler) пишет, что достаточно сфотографировать владельца Galaxy S8 таким образом, чтобы его глаза были видны в кадре. Затем нужно распечатать полученное фото и продемонстрировать его фронтальной камере устройства.
Единственная сложность заключается в том, что современные сканеры радужной оболочки глаза (равно как и системы распознавания лиц) умеют отличать 2D-изображения от реального человеческого глаза или лица в 3D. Но Starbug с легкостью преодолел и эту сложность: он попросту приклеил контактную линзу поверх фотографии глаза, и этого оказалось достаточно.
Для достижения наилучшего результата специалист советует делать фото в режиме ночной съемки, так как это позволит уловить больше деталей, особенно если глаза жертвы темного цвета. Также Крисслер пишет, что распечатывать фотографии лучше на лазерных принтерах компании Samsung (какая ирония).
«Хорошей цифровой камеры с линзой 200 мм будет вполне достаточно, чтобы с расстояния до пяти метров захватить изображение, пригодное для обмана системы распознавания радужной оболочки глаза», — резюмирует Крисслер.
Данная атака может оказаться куда опаснее, чем банальный обман системы распознавания лиц, ведь если последнюю нельзя использовать для подтверждения платежей в Samsung Pay, то радужную оболочку глаза для этого использовать как раз можно. Найти качественную фотографию жертвы в наши дни явно не составит труда, и в итоге атакующий сможет не просто разблокировать устройство и получить доступ к информации пользователя, но и похитить средства из чужого кошелька Samsung Pay.
Специалисты Chaos Computer Club предупреждают пользователей, что не стоит доверять биометрическим системам защиты сверх меры и рекомендуют применять старые добрые PIN-коды и графические пароли.
Видеоролик ниже пошагово иллюстрирует все этапы создания фальшивого «глаза» и демонстрирует последующий обман Samsung Galaxy S8.
UPD.
Представители компании Samsung прокомментировали ситуацию:
«Компании известно об этом сообщении. Samsung заверяет пользователей, что технология распознавания радужной оболочки глаза в Galaxy S8 была разработана и внедрена после тщательного тестирования, чтобы обеспечить высокий уровень точности сканирования и предотвратить попытки несанкционированного доступа.
Описываемый в упомянутом материале способ может быть реализован только с использованием сложной техники и совпадении ряда обстоятельств. Нужна фотография сетчатки высокого разрешения, сделанная на ИК-камеру, контактные линзы и сам смартфон. В ходе внутреннего расследования было установлено, что добиться результата при использовании такого метода невероятно сложно.
Тем не менее, даже при наличии потенциальной уязвимости, специалисты компании приложат все усилия, чтобы в кратчайшие сроки обеспечить безопасность конфиденциальных и личных данных пользователей».
Источник
Считается, что наиболее точной формой идентификации человека является сканирование радужной оболочки глаза. По мнению специалистов, она в разы превосходит сканирование отпечатка пальцев и в скором времени будет использоваться в каждом смартфоне. Уже сегодня можно купить устройства, в которых используется такая функция. В этой статье мы расскажем об этой технологии подробнее.
Технология сканирования радужной оболочки глаза называется IRIS. В скором времени вам не нужно будет носить с собой большие связки ключей, пластиковые карты, пропуски на работу и другие объекты.
Ведь, IRIS-кодом можно будет заменить любой документ идентификации личности. По некоторым данным, эта технология превосходит сравнение отпечатков пальцев и может составить конкуренцию распознание по ДНК.
Зачем использовать биометрические показатели?
Безопасности в наше время уделяется особое место. Все из нас имеют что-то ценное. Материальные ценности можно спрятать под замок или отдать на хранение в банк. Но, что делать с информацией? Ее также можно спрятать под замок, открыть который можно с помощью математического ключа.
Существует масса способов защиты информации.
Одна из них – сканирование радужной сетчатки глаза
Если в вашем смартфоне или планшете имеется информация, которую нужно защитить от посторонних, то сканирование радужной сетчатки глаза это один из способов такой защиты.
С ее помощью можно будет защитить свои оплаты в интернете, фотографии из памяти смартфона, текстовые файлы и т.п.
Кроме отпечатков пальцев сегодня активно используются распознавание по другим биометрическим показателям. Например, на таможне специалист этой службы визуально идентифицирует вас с тем человеком, фотография которого вклеена в ваш паспорт. Он ищет сходство по форме носа, щек, лба, рта, глаз и т.п.
Но, этот способ не может гарантировать на 100%, что человек на фотографии и вы это один и тот же человек.
В наше время, когда с помощью пластиковой хирургии из каждого можно сделать Бреда Пита и Анжелину Джоли. Изменить внешность в угоду своих каких-то потребностей, не составит большого труда. А вот до того, чтобы изменить «рисунок» глаза, технологии еще не дошли.
Как работает этот сканер?
Радужная оболочка человеческих глаз не только предопределяет их цвет, но и имеет уникальный для каждого «рисунок». При очень близком приближении можно заметить в глазном яблоке множество уникальных линий, которые индивидуальны не только для каждого человека, но и для каждого глаза. У левого «рисунок» один, а у правого другой.
Еще один важный фактор выбора сетчатки глаза для идентифицирования человека заключается в том, что «рисунок» этой части глаза со временем практически не меняется.
То есть, его можно использовать, как и отпечатки пальцев, сверяя с ранее сохраненными «эталонами»
Для сканирования «рисунка» сетчатки глаза используется инфракрасное излучение. Ему не страшны очки и контактные линзы. Кроме того, ИК-излучение можно использовать в полной темноте.
После того, как сканер считает «рисунок» сетчатки глаза, он его переведет в цифровой код. Затем система сравнит этот код с тем, который есть у нее в памяти и, в случае смартфона, разблокирует содержимое устройства.
Сегодня биометрические сканеры установлены на некоторые смартфоны далеки от идеала. Но, такие устройства постоянно улучшаются. Уже есть смартфоны, в которых сканируется не только радужная оболочка, но и все лицо в целом. Что повышает безопасность.
В Play Market уже сегодня можно скачать и установить на свой Android-смартфон специальное приложение-сканер сетчатки глаза. Оно работает от камеры и имеет большую погрешность. Поэтому, редко используется в современных гаджетах.
А вот у специального датчика, которым в скором времени будут снабжать все больше устройств, перспективы довольно большие.
Что уникального в такой технологии?
Главная функция радужной оболочки – сжимание и разжимание зрачка. Эта мускульная ткань действует как затвор камеры фотоаппарата. Ее «рисунок» формируется на генетическом уровне и проявляется еще тогда, когда ребенок находится в утробе матери. Но окончательное формирование происходит через два года после рождения ребенка.
У человека принято различать 10 цветов глаз от коричневого до голубого. Цвет зависит от количества меланина. Чем больше этого пигмента, тем ближе цвет глаз к коричневому цвету, а чем меньше, тем ближе к голубому.
Хоть цветов глаз всего 10, его узор уникален для каждого человека. Даже у генетических близнецов узор радужной оболочки различен.
Как работает эта технология?
iris code
Для того, чтобы использовать такое сканирование на своем смартфоне, необходимо, чтобы такая функция в нем присутствовала. При первом запуске сканера он должен считать информацию и запомнить «рисунок» радужной оболочки.
После чего, при каждом последующем сканировании, он программа будет сверять цифровой код «рисунка» с тем, который имеется в ее базе данных.
А теперь о стадиях сканирования более подробно.
Получение снимка вашего глаза
Для того, чтобы такая система работала, ей нужен снимок радужной оболочки глаза. Поэтому, перед тем, как воспользоваться такой системой верификации человек должен разово сфотографировать свой глаз.
Система создаст два снимка. Один обычный, второй в невидимым, инфракрасном свете. Эту систему разработал в 90-х годах прошлого века компьютерный инженер Джон Догманн.
Специальное ПО «отделит» радужную оболочку от зрачка и внешних границ. После чего, на изображение накладываются специальные круги и линии, разбивающие «рисунок» на сектора.
Таким образом радужная оболочка разбивается на отдельные фрагменты, которые затем будут использоваться для повторной идентификации.
Полученные фрагменты «рисунка» конвертируются в цифровой код. Для этого его прогоняют через применяют полосно-пропускной фильтр. Участкам по степени затемнения придают значения от 0 до 1. Из полученного набора цифр генерируется уникальный Iris-код.
Благодаря инфракрасному свету, длина волны которого больше, чем длина волны обычного красного света, можно более точно распознать уникальность «рисунка» глаза.
После чего, эти две фотографии, выполненные в цифровом виде, анализируются. Из них удаляются все ненужные детали, а уникальные оставляются. На сегодняшний день при таком сканировании используются более 240 оригинальных особенностей.
Для сравнения, при сканировании отпечатка пальцев, выделяются в 5 раз меньше особенностей узоров кожи.
После того, как система проанализирует все особенности глаза она присвоит цифровой код (IrisCode) владельцу такого глаза. Он состоит из 512 цифр.
Этот номер сохранится в памяти устройства, которым пользуется его владелец. Вся вышеописанная процедура длиться не больше нескольких минут.
Подтверждение подлинности глаза
IRIS-технология
После того, как фотографии радужной оболочки глаза занесены в базу вашего устройства, процесс верификации будет проходить за считанные секунды. Необходимо посмотреть на датчик-сканер. Он повторно сфотографирует глаз, а система преобразует его в цифровой код.
Затем система сравнит два кода и если они одинаковы укажет на то, что верификация прошла удачно. Если коды между собой не совпадут, значит вы не обладаете такой радужной оболочкой, которая принята за оригинал.
Какая технология лучше?
Во-первых, сканирование оболочки глаза проходит комфортнее, чем идентификация по отпечатку пальца. Перед тем как пройти такую процедуру необходимо, чтобы палец был сухим и чистым.
Поэтому, в дождь или после того, как вы перебрали двигатель любимого авто сразу пройти идентификацию по отпечатку пальца не получится. В идеале, если установить смартфон на док-станцию, при сканировании радужной оболочки глаза его даже в руки брать не нужно.
Сканер может получить нужную ему информацию даже с небольшого расстояния.
Датчики распознания отпечатков пальцев используются в цифровой технике уже около десяти лет. В то время как датчики распознания радужной оболочки глаза на момент написания статьи были установлены только в Lumia 950 и Lumia 950 XL. Но, уже сейчас на подходе Galaxy Note 7 и несколько флагманов других компаний.
Отпечатки пальцев это сложный, но не идеальный биометрический способ идентификации. На изменения рисунка папиллярных линии могут повлиять травмы и некоторые болезни.
Сканирование радужной оболочки глаза – это более надежный способ идентификации человека. Достаточно просто сфотографировать глаз.
Преимущества и недостатки технологии
Главным преимуществом этой технологии является точность. По сравнению все с тем же отпечатками пальцев, эта технология более надежна. По статистике 1-2 млн проверок приходится всего один отказ.
В то время как, при распознавании по отпечатку пальца 1 ошибка происходит каждые 100 тысяч раз.
Что касается недостатком такого сканирования, то к ним можно отнести стоимость датчиков, применяемых в этой технологии. Что конечно добавит стоимости устройств, где будет применяться эта технология.
Кроме того, есть некоторые люди, которые опасаются инфракрасного воздействия на роговицу глаза. А также те, кто считает, что с помощью таких датчиков можно сканировать данные даже по фотографии. Но, до сих пор, никому не удалось это сделать.
Видео. Обзор Microsoft Lumia 950 XL — Windows Hello — вход пользователя по Iris
Источник
