Hakkında Künye

Tanınmaya hazırlanın!

Evlerimize hırsız giriyor, arabalarımız çalınıyor, imzalarımız taklit ediliyor... Kısacası birileri bizim yerimize geçiyor ve makineleri kandırıyor. Peki bunları nasıl engelleyebiliriz? Bir bilgisayara bizim "Doğru insan" olduğumuzu nasıl ispatlayabiliriz? İşte burada yepyeni bir sistem, biyometrik sistem, kendini gösteriyor. Artık kendimizi tanıtmak için kimlik kartlarına, şifrelere, pin kodlarına gerek yok. Biyolojik kodlar devrede! Bu yazımda sizlere kısaca biyometrik sistemlerin ne olduğundan ve günümüzde en çok ilgi çeken tarayıcılardan bahsedeceğim.

Biyometrik sistem nedir?

Biyometrik sistem, insanları kimlikleri yerine daha yerleşik ve dışsal özelliklerine göre tanımayı amaçlayan ve bu yönde çalışmalar yapan otomatik sistemlerin bütününe verilen addır. Retina tarayıcılar, parmak izi okuyucuları, ses algılayıcıları, imza tanıyıcılar, el geometrisi ve yüz tanıyıcılar bu bilim dalının ilgi alanlarından sadece birkaçıdır. Bir özelliğin biyometrik sistemler tarafından kullanılabilmesi için bazı kriterlere uyması gerekir. Örneğin: her insanda bulunması, insandan insana değişmesi, yaşlanma gibi koşullarda değişmezliği, kolay ölçülebilir olması vb. Elbette bu kriterlere uygunluk gözetilse bile bazı durumlarda bu sistem bize yanlış cevaplar verebilir. Bir kişinin parmak izinin bozulması, parmaktaki yüzük yerinin elin geometrisini bozması, yüzün gün ışığında ve loş ışıklarda farklı gözükmesi sistemin o insanı yanlış tanımasına neden olabilir. Ancak yine de bu sorunların hepsi teker teker aşılıyor ve bu teknoloji yaygınlaşıyor. Şimdi bunları teker teker inceleyelim. parmak izleriCCD parmak izi resmi

Parmak izi tarayıcılar

Bir parmak izi tarayıcı sistemin başlıca 2 görevi vardır. Birincisi kullanıcının parmak izini doğru biçimde alabilmesi ve ikincisi bu parmak izindeki girinti ve çıkıntıların önceden alınmış bir parmak izine uyup uymadığına karar vermesidir. Parmak izinin alınmasında bugün başlıca 2 teknoloji kullanılır. Bunlardan biri optik taramadır. Optik tarayıcının içinde tıpkı dijital kameralardaki gibi "Şarjla Yüklü Alet" (Charge Coupled Device-CCD) bulunur. Bu alet ışığı algılayabilen diyotlardan (photosites) oluşan, resmin bilgisini saklayan ve görüntüleyen ışık sensörlü çiptir. Aletin içindeki diyotların görevi ışık enerjisine karşılık elektrik sinyali üretmektir. Her bir diyot bir pikselin bilgisini kaydederken, bütünsel olarak parlak ve karanlık piksellerin tamamı bir resmi oluşturur. Benzer şekilde tarayıcı sisteminde bulunan analogtan dijitale çevirici alet (analog to digital converter) elektrik sinyallerini işleyerek resmin dijital görüntüsünü oluşturmuş olur. Bir parmak izinin resmi de bu şekilde alınır.
Cam bir yüzeyin üzerine konulan parmağın CCD kamerası tarafından resmi çekilir. Bu, genelde parmağın resminin tersini oluşturur. Yani koyu alanlar (çıkıntı) daha çok ışık yansıtırken, açık (girinti) alanlar daha az ışık yansıtır. Bu bilgiyi önceden kaydedilmiş bilgiyle karşılaştırmadan önce CCD resmin doğru alınıp alınmadığını kontrol etmek için "ortalama piksel koyuluğunu" (average pixel darkness) ölçer. Çok açık ya da çok koyu olması halinde çekilen resmi reddeder ve daha uygun ışıkla çekimi yineler. Bir diğer teknoloji ise "Kapasite tarayıcı"dır (Capacitance scanner). CCD'den farkı ise resmi çekerken ışık yerine elektrik kullanması ve elektrik sinyallerini işlemesidir. Çekim aşamasından sonra veri tabanı ile karşılaştırma sürecine geçilir. Burada TV showlarında gösterildiği gibi analiz eden makine 2 resmi üst üste koyarak karşılaştırma yapmaz çünkü resimler tam anlamıyla net çekilemez ve zaten böyle bir yöntem üzerinde kısmen lekeli çıkan bazı resimlerde yanlış sonuçlar elde edilebilir. Ayrıca parmak izinin resminin tamamını işleme sokulması çok zaman alır. Bu sebeple bir çok tarayıcı sistem, resmin önemsiz olarak da düşünülebilecek belirli özelliklerini (minutiae) kullanır. Örneğin; yükseltilerin bittiği yerler ya da 2'ye ayrıldığı yerler (bifurcations) 2 parmak izini birbirinden ayıran başlıca özelliklerdir. Bunun gibi ayrıntıların konumları bir çizgi ile birleştirilince aynı şekillerin oluşması 2 parmak izi arasında benzerlik olduğunun kanıtıdır. Bütün ayrıntıları böyle incelemek yerine sistem birkaç benzer şekil bulmaya çalışır. Böylece işlem süresi kısalmış olur.RetinaRetina, insanın en eşsiz dokusu

Retinal tarayıcılar

İnsan retinası, üzerinde birçok sinir hücresi bulunan ve çok kompleks yapıda olan ince kılcal damarlardan oluştuğu için her insan için özel ve ayırıcı bir yapıdadır. Hatta o kadar benzersizdir ki aynı yumurta ikizlerinin bile damar yapıları farklıdır. Yani hem insandan insana değişmesi hem de hayat boyu değişmez olması sebebiyle biyometrik yönden kullanılabilecek en uygun yapılardan biridir.
Retina tarayıcılarda kızılötesi ışın kullanılır. İnsan gözü ışın gönderen yere odaklanınca düşük enerjili ışınlar gözün arkasında bulunan retinaya ulaşır. Koyu renkli damarlar daha fazla ışın emdikleri için onlardan yansıyan ışık da az yoğun olur. Tarayıcı bu ışınları 320 farklı noktada ölçerek bu bölgelere ışığın yoğunluğuna göre 0-4,095 arasında bir değer atar. Bilgiler 80 byte büyüklüğünde bir kod olarak bilgisayarda saklanır ve daha önceden alınan bilgiler ile karşılaştırılabilir.
Parmak izi tarayıcılarının kullanıldığından daha az bilgisayar belleği kullandığından ve resimlerin çok daha net alınabildiğinden dolayı daha kullanışlıdır. Ancak en büyük dezavantaj ise retinası taranacak kişinin tarayıcıya 5 cm uzaklıkta durması zorunluluğudur. Göz tarayıcılarının ATM de kullanılması bu sebeple pek olanaklı olmamaktadır. Bir diğer benzer yöntem ise iris taramasıdır. İris taraması daha uzaktan rahatlıkla yapılabilmektedir ve odaklanma gerektirmemektedir.

Yüz Tarayıcılar

İnsan yüzü her ne kadar birbirine benzer olsa da her yüzün kendine özgü bazı özellikleri bulunmaktadır. 2 yüzü birbirinden ayırmaya yarayan noktalara düğüm noktaları (nodal points) adı verilir. Mesela; 2 gözün birbirinden uzaklığı, burnun uzunluğu, göz çukurlarının derinliği ve elmacık kemiklerinin çıkıklığı yüz tarayıcıların odaklandığı yerlerdendir.
3 boyutlu resim çekebilen tarayıcı yüzün kemiklerinin daha belirgin olduğu yerlere odaklanır. Böylece ışıktan etkilenmez ve kolayca yüzün profilini çıkarılabilir. Öncelikle yüzün bir fotoğrafı alınır ya da kameraya çekilerek 3 boyutlu görüntüsü elde edilir. Yüz algılandığı anda sistem başın pozisyonunu, büyüklüğünü ve duruşunu algılar. Daha sonra sistem girinti ve çıkıntılarını milimetreden daha ufak hassasiyetle ölçer. Yüzün taslağını hazırlayarak bu bilgiyi bilgisayar koduna dönüştürür. Eğer çekilen resim ve önceden alınan tüm resimler 3 boyutlu ise, karşılaştırma herhangi bir değişiklik yapılmadan başlar. Ancak 2 boyutlu resimler de veri tabanında mevcutsa bu sefer 3 boyutlu bir resmi 2 boyutlu bir resme çeviren algoritma kullanılır ve boyutlar arası aktarım gerçekleşir. yüzümüzün haritasıdüğüm noktaları ve yüz tanıma
Bazen yüz hakkında bu kadar bilgi de yeterli olmayabilir. Yeni teknolojiler yüz derisini de inceleyebilmektedir. Bu işleme yüzey dokusu analizi(Surface Texture Analysis) adı verilir ve bu analiz yüz tarayıcı sisteme benzer şekilde çalışır. Önce derinin bir fotoğrafı çekilir ve bu fotoğraf küçük parçalara ayrıştırılır. Sistem bu veriyi matematiksel verilere dönüştürmek için bazı algoritmalar kullanır. Bu algoritmalar sayesinde yüzün her çizgisi, gözeneği ve deri dokusu analiz edilerek sisteme aktarılır. Artık ikizleri ayırmada zorluk çeken yüz tarama yöntemine ek olarak deri taraması da kullanılmaya başlanmıştır ve doğru sonuca ulaşma olasılığı %20-25'e kadar artırılmıştır. Bu işlem bittiğinde yüzün 3 farklı taslağı araştırma yapmak üzere oluşturulmuş olur. Vektör taslağı çok hızlı ve genel aramalar için, yerel özellik analizi(LFA) ilk aramadan sonra uyabilme ihtimali olan yüzler üzerinde derinlemesine araştırma yapar ve en detaylı arama olan yüzey doku analizi en son araştırmayı yaparak eşleşme varsa bulmayı sağlar. Doğru sonuç bulmayı engelleyecek parlak ışık, güneş gözlükleri, yüzün önüne gelen saç ve yüzün çok uzakta bulunması gibi sorunlar artık aşılabilmekte çeşitli programlar sayesinde resmin taslak hali elde edilebilmektedir. Eskiden sadece 2 boyutlu resimler alınıp bunların karşılaştırması yapılırken ve şimdi 3-boyutlu resimler alınarak daha doğru sonuçlar elde edilmektedir. 3 boyutlu resim alınabilmesi için 2 boyutlu resimdeki gibi yüzün kameraya odaklanması ve dengeli ışık almasına gerek yoktur.retinanın binlerce minik damarıFiziksel sistemlerden biri

Bu sistemin ne gibi faydaları vardır?

3 farklı sistemden söz edilebilir. "Kim olduğunu", "Neye sahip olduğunu" ve "Neyi bildiğini" ölçen sistemler. Neye sahip olduğumuzu ölçen sistemler bizden bir kimlik kartına ya da manyetik karta sahip olmamızı beklerler. Neyi bildiğimiz ölçenler bir şifreyi bilmemizi ne olduğumuzu ölçen sistemler ise fiziksel özelliklerimize bakarlar. Fiziksel sistemlerin diğer sistemlere göre daha üstün oldukları şu özelliklerden anlaşılabilir:

  • Fiziksel özellikleri taklit etmek kimlik kartlarına göre çok daha zordur.
  • Parmak izleri, yüz şekilleri ve retina tahmin edilemez.
  • Parmak izleri, retina ya da sesler diğer kartlar ve şifreler gibi unutulmaz ve kaybedilmez.

Nerelerde kullanılır?

Özellikle kalabalık insan toplulukları arasında kimlik belirlemek istendiğinde, hava alanlarından giriş yapan kişilerin suçlu ya da aranan kişilerin olup olmadığının belirlenmesinde yüz taraması kullanır. Yurt dışına çıkmak istediğimizde vize alırken hem parmak izimizi hem de fotoğrafımızı veririz ve bu fotoğraflar ile veritabanında suçlu olup olmadığımıza dair araştırma yapılır. Askeri alanlarda, okullarda veli ve öğrenci takibinde, çağrı merkezlerinde kimlik tanımlamada ve kiralık kasaların erişim kontrolü gibi birçok alanda bu sistemin kullanılması gündeme gelmektedir. Çok yakın zamanda bankalarda, ATM'lerde kartı kullanan kişinin gerçekten sahibi olup olmadığını da anlamak için de bu teknolojiden yararlanılacak ve hatta bir süre sonra kimlik taşımamıza gerek bile kalmayabilir.
Elbette ki; bu sistemler de mükemmel değildir. Örneğin parmak izi fotoğrafları çeşitli sebeplerden eşleşmeyebilir ve parmağın kalıbının çıkarılması ile aldatılabilir. Bunun dışında fiziksel bilgilerin çalınması halinde bunları şifremiz gibi değiştiremeyiz. Sadece sahibi tarafından giriş yapılmasına izin veren banka hesapları bu sefer sahibine de erişim imkanı vermeyebilir. Tabi bunların da çözümleri teknoloji geliştikçe bulunmaktadır.

Bazı kötü yanlarına rağmen bu sistemler insanları tanımanın en güvenli ve en iyi yollarındandır. Yakın gelecekte de kimlikler ve kredi kartları yerine insanları daha güvenli tanıma biçimleri olan tarayıcılar günlük yaşamımızın birer parçası haline gelecektir.

Kaynaklar:



Işıl Özge Pekel
- 2 -