لا شيء آمن تماما. يمكن تخطي الأقفال ، ويمكن فتح الخزائن ، ويمكن تخمين كلمات المرور عبر الإنترنت عاجلاً أم آجلاً. كيف يمكننا إذن حماية الأشياء التي نقدرها؟ إحدى الطرق هي استخدام القياسات الحيوية - بصمات الأصابع ، ومسح القزحية ، ومسح الشبكية ، ومسح الوجه ، والمعلومات الشخصية الأخرى التي يصعب تزويرها. منذ وقت ليس ببعيد ، إذا كنت قد أخذت بصماتك ، فمن المحتمل أنك متهم بارتكاب جريمة ؛ الآن ، الناس الأبرياء هم الذين يلجأون إلى بصمات الأصابع لحماية أنفسهم. ويمكنك العثور على ماسحات ضوئية لبصمات الأصابع على كل شيء بدءًا من المباني عالية الأمان وحتى أجهزة الصراف الآلي وحتى أجهزة الكمبيوتر المحمولة. دعونا نلقي نظرة فاحصة على كيفية عملها!
لماذا بصمات الأصابع فريدة من نوعها؟
من الواضح إلى حد كبير سبب وجود بصمات أصابعنا - فالاحتكاكات الصغيرة للغاية الموجودة على أطراف أصابعنا وإبهامنا تجعل من السهل السيطرة على الأشياء. بجعل أصابعنا أكثر خشونة ، تزيد هذه التلال من قوة الاحتكاك بين أيدينا والأشياء التي نحتفظ بها ، مما يجعل من الصعب إسقاط الأشياء. لديك بصمات أصابع حتى قبل ولادتك. في الواقع ، تتشكل بصمات الأصابع تمامًا عندما تبلغ من العمر سبعة أشهر في الرحم. ما لم يكن لديك حوادث مع يديك ، تبقى بصمات أصابعك كما هي طوال حياتك.
ما يجعل بصمات الأصابع هذه طريقة رائعة لإخبار الناس عن بعضها البعض أنها فريدة من نوعها تقريبًا: بصمات الأصابع تتطور من خلال عملية عشوائية بشكل أساسي وفقًا للشفرة الموجودة في الحمض النووي الخاص بك (الوصفة الوراثية التي تخبر جسمك عن كيفية تطورها). نظرًا لأن البيئة في الرحم لها تأثير أيضًا ، فحتى الطبعات التوائم المتماثلة تختلف قليلاً. في حين أنه من الممكن العثور على شخصين لهما بصمات متماثلة ، إلا أن فرص حدوث ذلك صغيرة للغاية بحيث لا يمكن تذكرها تقريبًا. في القضية الجنائية ، توجد عادة أدلة أخرى من الأدلة الجنائية يمكن استخدامها مع بصمات الأصابع لإثبات ذنب الشخص أو براءته دون أدنى شك. في حالة استخدام بصمات الأصابع للتحكم في الوصول إلى شيء مثل نظام الكمبيوتر ، تكون فرص الشخص العشوائي الذي يمتلك بصمة الأصابع الصحيحة فقط للدخول أصغر من أن يقلقها - وأقل من ذلك بكثير فرصة تخمين شخص ما لليمين كلمة المرور أو القدرة على اختراق القفل المادي.
التسجيل والتحقق
لنفترض أنك مسؤول عن الأمن في أحد البنوك الكبيرة وتريد وضع نظام مسح بصمات الأصابع على باب الدخول الرئيسي حيث يأتي الموظفون لديك كل صباح. كيف بالضبط ستعمل؟
هناك مرحلتان منفصلتان مشتركتان في استخدام نظام مثل هذا. أولاً ، يجب أن تمر بعملية تسمى التسجيل ، حيث يتعرف النظام على كل الأشخاص الذين سيتعين عليهم التعرف عليه كل يوم. أثناء التسجيل ، يتم فحص بصمات كل شخص وتحليلها ، ثم تخزينها في نموذج مشفر على قاعدة بيانات آمنة. عادةً ما يستغرق تخزين مطبوعات شخص أقل من نصف ثانية ، ويعمل النظام لأكثر من 99 في المائة من المستخدمين العاديين (معدل الفشل أعلى بالنسبة للعمال اليدويين مقارنة بعمال المكاتب).
بمجرد اكتمال التسجيل ، يصبح النظام جاهزًا للاستخدام - وهذه هي المرحلة الثانية ، المعروفة باسم التحقق. يجب على أي شخص يريد الوصول إلى وضع إصبعه على الماسح الضوئي. يأخذ الماسح الضوئي بصمات أصابعه ، ويتحقق من جميع المطبوعات الموجودة في قاعدة البيانات المخزنة أثناء التسجيل ، ويقرر ما إذا كان يحق للشخص الحصول على حق الوصول أم لا. يمكن لأنظمة البصمات المتطورة التحقق من ومطابقة ما يصل إلى 40،000 نسخة في الثانية!
كيف يتم تخزين البصمات ومقارنتها
عندما استخدمت بصمات الأصابع لأول مرة بشكل منهجي للتحقيق الجنائي في عام 1900 ، من قبل السير إدوارد هنري من شرطة العاصمة في لندن ، إنجلترا ، تمت مقارنتها ببطء وشاقة باليد. لقد أخذت بصمة من مسرح الجريمة وبصمة أخرى من المشتبه به وقمت بمقارنتها ببساطة تحت عدسة مكبرة أو مجهر. لسوء الحظ ، قد تبدو بصمات الأصابع التي يتم التقاطها في ظل ظروف مختلفة مختلفة تمامًا - من المرجح أن تكون بصمة من مسرح الجريمة غير مكتملة أو ملطخة - ومقارنتها لإثبات أنها متطابقة (أو مختلفة) تتطلب أحيانًا مهارة كبيرة. لهذا السبب طور علماء الطب الشرعي (الأشخاص الذين يدرسون الأدلة التي تم جمعها من مسرح الجريمة) نظامًا موثوقًا به لمطابقة البصمات حيث بحثوا عن ما بين ثمانية إلى ستة عشر سمة مميزة. في المملكة المتحدة ، يجب أن تتطابق بصمتان من جميع النواحي الستة عشر ليتم الحكم على المطبوعات كما هي ؛ في الولايات المتحدة ، هناك ثمانية ميزات فقط تحتاج إلى التطابق.
عندما يتحقق جهاز الكمبيوتر من بصمات أصابعك ، فمن الواضح أنه لا يوجد شخص صغير به عدسة مكبرة موجودة في الداخل ، ومقارنة بصمات أصابعك بالمئات أو الآلاف المخزنة في قاعدة البيانات! فكيف يمكن للكمبيوتر مقارنة المطبوعات؟ أثناء التسجيل أو التحقق ، يتم تحليل كل مطبوعة بحثًا عن ميزات محددة جدًا تسمى minutiae ، حيث تنتهي الخطوط الموجودة في بصمتك أو تنقسم إلى قسمين. يقيس الكمبيوتر المسافات والزوايا بين هذه الميزات - مثل خطوط الرسم بينها قليلاً - ثم يستخدم خوارزمية (عملية رياضية) لتحويل هذه المعلومات إلى رمز رقمي فريد. إذن ، تعد مقارنة بصمات الأصابع مسألة مقارنة الرموز الفريدة الخاصة بهم. إذا تطابقت الرموز ، تطابقت المطبوعات ، وحصل الشخص على حق الوصول.
كيف تعمل بصمات الأصابع؟
يتطلب أخذ بصمات أصابعك في مركز الشرطة الضغط على أصابعك على لوحة حبر ثم لف أصابعك على الورق لترك انطباع نظيف على الصفحة. يتم أيضًا تخزين المطبوعات الخاصة بك على قاعدة بيانات الكمبيوتر حتى تتمكن الشرطة من التحقق مما إذا كنت قد ارتكبت أي جرائم معروفة أو إذا قمت بذلك في المستقبل.
ولكن عند استخدام بصمات الأصابع للتحكم في الوصول إلى المباني وأنظمة الكمبيوتر ، يجب استخدام طرق أكثر تطوراً: يجب على جهاز الكمبيوتر مسح سطح إصبعك بسرعة كبيرة ثم تحويل التمثيل الممسوح ضوئيًا إلى رمز يمكنه التحقق من قاعدة بياناته . كيف يحدث هذا؟
هناك طريقتان رئيسيتان لمسح الأصابع. يعمل الماسح الضوئي الضوئي عن طريق تسليط ضوء ساطع على بصمة إصبعك والتقاط صورة رقمية فعالة. إذا قمت بنسخ يدك في أي وقت ، فسوف تعرف بالضبط كيف يعمل هذا. بدلاً من إنتاج نسخة سوداء قذرة ، تتغذى الصورة في ماسح ضوئي للكمبيوتر. يستخدم الماسح الضوئي رقاقة دقيقة حساسة للضوء (إما CCD أو جهاز مشحون بالشحن أو مستشعر صورة CMOS) لإنتاج صورة رقمية. يقوم الكمبيوتر بتحليل الصورة تلقائيًا واختيار البصمة فقط ، ثم يستخدم برنامجًا متطابقًا لمطابقة الأنماط لتحويلها إلى رمز.
هناك نوع آخر من الماسحات الضوئية ، يعرف باسم الماسح الضوئي بالسعة ، يقيس إصبعك كهربائيًا. عندما تستقر إصبعك على سطح ما ، فإن الأطراف الموجودة في بصمات أصابعك تلمس السطح في حين أن الأجوف الموجودة بين هذه الألواح تكون واضحة بعض الشيء. بمعنى آخر ، هناك مسافات متفاوتة بين كل جزء من إصبعك والسطح أدناه. ماسحة ضوئية بالسعة يبني صورة لبصماتك عن طريق قياس هذه المسافات. تشبه الماسحات الضوئية هذه الشاشات التي تعمل باللمس على أشياء مثل iPhone و iPads.
ماذا يحدث أثناء الفحص؟
على عكس الصور الرقمية العادية ، يجب أن تقوم عمليات المسح الضوئي بالتقاط المقدار الصحيح من التفاصيل تمامًا - السطوع والتباين - بحيث يمكن مطابقة الحدود الفردية والتفاصيل الأخرى في بصمة الأصابع بدقة مع عمليات المسح التي تم التقاطها مسبقًا. تذكر أنه يمكن استخدام بصمات الأصابع كدليل في المحاكمات الجنائية ، حيث يمكن أن يؤدي الإدانة إلى عقوبة السجن لمدة طويلة أو حتى عقوبة الإعدام. لهذا السبب تعد "مراقبة الجودة" جزءًا مهمًا من عملية مسح بصمات الأصابع.
إليك كيفية عمل العملية مع ماسح ضوئي بسيط:
1.يمس صف من المصابيح الضوء الساطع على سطح الزجاج (أو البلاستيك) الذي تضغط عليه إصبعك (يُطلق عليه أحيانًا اسم اللوحة).
2. تختلف جودة الصورة وفقًا لطريقة ضغطك ، ومدى نظافة أو تشحم أصابعك ، ومدى نظافة سطح المسح ، ومستوى الإضاءة في الغرفة ، وما إلى ذلك.
3.ينعكس الضوء المنعكس من إصبعك ، من خلال الزجاج ، على مستشعر صور CCD أو CMOS.
4.كلما طالت عملية التقاط الصور هذه ، زادت سطوع الصورة التي تم تشكيلها على مستشعر الصورة.
5.إذا كانت الصورة ساطعة جدًا ، فقد يتم تنظيف مناطق بصمة الإصبع (بما في ذلك التفاصيل المهمة) تمامًا - مثل صورة رقمية داخلية حيث يكون الفلاش قريبًا جدًا أو ساطعًا للغاية.
6.إذا كان الظلام شديدًا ، فستظهر الصورة بالكامل باللون الأسود وستكون التفاصيل غير مرئية للسبب المعاكس.
7.تختبر الخوارزمية ما إذا كانت الصورة فاتحة للغاية أو داكنة للغاية ؛ إذا كان الأمر كذلك ، فإن تنبيه صوتي أو مؤشر LED ينبه المشغل ونعود إلى الخطوة 1 لإعادة المحاولة. إذا كانت الصورة مقبولة تقريبًا ، تختبر خوارزمية أخرى مستوى التفاصيل ، عادةً عن طريق حساب عدد التلال والتأكد من وجود مناطق بديلة للضوء والظلام (كما تتوقع في صورة بصمة لائقة).
إذا فشلت الصورة في هذا الاختبار ، نعود إلى الخطوة 1 ونعيد المحاولة.
8.عند تقديم الصورة لاجتياز هذين الاختبارين ، يشير الماسح الضوئي إلى أن الصورة على ما يرام للمشغل (مرة أخرى ، إما عن طريق التصفير أو باستخدام مؤشر LED مختلف). يتم تخزين الصورة على أنها مسح مقبول في ذاكرة الفلاش ، وتكون جاهزة للإرسال (عن طريق كابل USB أو لاسلكي أو Bluetooth أو أي طريقة مماثلة) إلى كمبيوتر "مضيف" حيث يمكن معالجتها بشكل إضافي.عادةً ما تكون الصور التي تم التقاطها بهذه الطريقة هي 512 × 512 بكسل (الأبعاد المستخدمة بواسطة FBI) ، والصورة القياسية 2.5 سم (1 بوصة) مربعة ، و 500 نقطة في البوصة ، و 256 لونًا من الرمادي.
9. يمكن للكمبيوتر المضيف إما تخزين الصورة على قاعدة بيانات (مؤقتًا أو إلى أجل غير مسمى) أو مقارنتها تلقائيًا بواحد أو أكثر من بصمات أخرى للعثور على تطابق.
متى يمكنك استخدام تقنية بصمات الأصابع؟
يعد مسح بصمات الأصابع من أكثر تقنيات المقاييس الحيوية شيوعًا (المستخدمة في أكثر من نصف أنظمة أمان المقاييس الحيوية) - ومن السهل معرفة السبب. نقوم بتخزين المزيد والمزيد من المعلومات على أجهزة الكمبيوتر الخاصة بنا ومشاركتها ، عبر الإنترنت ، بطرق أكثر خطورة. معظم الوقت ، تتم حماية معلوماتنا المصرفية وتفاصيلنا الشخصية من خلال الأرقام القليلة المدروسة على عجل في كلمات المرور الخاصة بنا. يمكن لأي شخص استخدام بطاقة الائتمان أو الخصم الخاصة بك للحصول على المال من ماكينة الصراف الآلي (ماكينة الصراف الآلي أو "cashpoint") إذا كانوا يعرفون أربعة أرقام فقط!
في المستقبل ، سيكون من الأكثر شيوعًا التأكيد على هويتك بالمعلومات الحيوية: إما بصمة إصبعك أو فحص القزحية أو شبكية العين في عينيك أو مسح وجهك. تستخدم بعض أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة الآن مسح بصمات الأصابع لجعلها أكثر أمانًا. قدمت البنوك الكبيرة ، مثل Bank of America و JPMorgan Chase ، مصادقة البصمات كجزء من عملية تسجيل الدخول لتطبيقات هواتفهم الذكية. قريباً قد نشاهد ماسحات ضوئية لبصمات الأصابع على أجهزة الصراف الآلي ، وفي ماسحات ضوئية لأمن المطارات ، وفي تسجيل الخروج في محلات البقالة ، وفي أنظمة التصويت الإلكترونية ، وربما حتى استبدال المفاتيح في سياراتنا (ذاتية القيادة)!
لا يحب بعض الأشخاص صوت مجتمع "الأخ الأكبر" حيث يتعين عليك القيام بكل شيء باستخدام بصمات أصابعك - وصحيح أن هناك مشكلات مهمة تتعلق بالخصوصية. لكن البشر استخدموا دائمًا القياسات الحيوية لتحديد الهوية الشخصية: فنحن نخبر بعضنا بعضًا عن بعضها البعض بشكل رئيسي من خلال التعرف على وجوه وأصوات بعضنا البعض. تقلق بشأن العيوب بكل الوسائل ، ولكن لا تنسى المزايا أيضًا: يجب أن تكون معلوماتك أكثر أمانًا من المجرمين - ولن تواجهك أبدًا مشكلة فقدان مفاتيحك أو نسيان كلمة مرورك!