韓国の科学者たちは、体（指）を通過する音波による、生体認証の新しい方法を発明しました。この信号は、人それぞれに非常に固有であることがわかります。また、指紋、虹彩、顔のスキャンなど、光学バイオメトリクス手法の主な脆弱性がありません。これらの方法はすべて、本質的に「生体材料」の写真のなりすましの影響を受けやすくなっています。これは音波では機能せず、写真を撮ることができません。



開発された生体音響周波数分光法のシステムは、体内を伝播する微小振動を変調し、独自のスペクトル特性を生成します。テストでは、特性が2か月間維持され、97.16％のレベルで41人の被験者の検証精度が提供されました。



インターネットオブシングスとスマートシングスが普及するにつれて、生体認証はますます重要になると予測されています。基本的な生体認証は、人体の画像に依存しています。しかし、前述のように、これらの画像は侵入者によってコピーされる可能性があります。指紋は偽造が最も簡単です。

指紋の改ざん

人の指紋は、ガラス面、スマートフォン、ドアノブ、またはその他の滑らかな面で写真を撮り、印刷し、印刷回路基板にエッチングしてから、ゼラチンからコピーを作成することができます。これで「人工指」の準備が整います。Apple TouchIDに対して機能するトレースペーパーと木製接着剤を使用し







た、より信頼性の高いオプション：

1. 2400 dpi. TouchID, .
   
   
2. - , .
   
   
   
   
   
   
   
   
3. 1200 dpi.
   
   
4. .
   
   
   
   
   
   
   
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5. TouchID.
   
   
6. .
   
   
   
   
   
   
   
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アイリスベースの認識システムはより正確であると考えられていますが、偽のアイリスも高解像度プリンターと通常のコンタクトレンズを使用している人の写真から作成されます（Samsung Galaxy S8アイリススキャナーのなりすましビデオを参照）。



アイリスをコピーするには、ナイトモード（赤外線スペクトル用）で平均距離から撮影した人物の写真で十分です。アイリスのサイズがコンタクトレンズのサイズと一致するように、写真はレーザープリンターで印刷されます。次に、コンタクトレンズがシートに配置され、この写真を使用して電話のロックが解除されます。

代替バイオメトリクス

これらの問題に対処するために、研究者は、掌紋、静脈、耳の輪郭、ナックルプリント、鼻孔、および複合マルチモーダルバイオメトリクスを含む代替バイオメトリクスを提案しています。ただし、これらのテクノロジーはすべて、結果として得られる光学画像の構造特性に依然依存しているため、コピーされた生体データを使用して偽造される可能性があります。

生体音響署名

新しい生体認証プラットフォームは、根本的に異なる方法で機能します。これは、音響スペクトルにおける生体力学的指の反応に基づいています。これは、このようにバイアコースティックスを使用することを提案する最初の科学的研究です。以前の音響技術は音声認識と呼吸音の署名に限定されていましたが、他のオプションは比較的未踏のままでした。



以下は、指の骨や組織を介した振動信号の特性の伝達を使用する音響識別システムのプラットフォームと概念の概略図です。





() ; (b) , () ; () : c , , , - ; (d) ; () c ; (f) ,



この図は、提案された生体音響センシングのスキームがどのように機能するかを示しています。人々が手で物体に触れると、微振動が指や手を通して伝播し、相互作用する物体に関する情報を伝えます。音響信号は、各身体の解剖学的特徴により、異なる方法で送信されます。したがって、信号には、体の構造、つまり骨、軟骨、腱、筋肉組織に関する解剖学的情報が含まれており、それらの形状と生体力学的特性に依存しています。



認証のために、ユーザーは信号送信機（変換器）と音響センサーが置かれているプラ​​ットフォームに指を置きます。励起およびプロービングの部位は、音響信号が指の近位および中指節を通過するように選択されます。特に、音響センサーは、遠位指節の下端である前遠位指節間襞の3mm上に配置されます。送信機は音響センサーから50mmの距離にあり、指の中指の長さを完全にカバーしています。



実験は、個々の波形が異なる指の圧力で保持されることを示しました。





再現性（s）と異なる圧力での波形（d）



測定は100Hzから3kHzの範囲で10Hz刻みで行い、15秒かかりました。おそらく、ハードウェアの改善により、これらの特性を最適化することができます。



実験を開始すると、科学者たちは組織や細胞の変化により信号が変化するのではないかと心配していました。したがって、実験は30日間隔で3回繰り返されました。彼らは、この間、生体音響の特徴がまったく変化しなかったことに驚いた。人が成長し、年をとるにつれて、彼の解剖学的構造は、信号の形状に影響を与えるのに十分なほど大幅に変化すると想定できます。



この研究も予想外の効果をもたらしました。生体音響周波数分光法は、組織分析において非常に正確であることが証明されているため、発明者らは、筋骨格障害の診断にもその使用法を模索し始めています。



生体音響シグネチャを説明する科学記事が、IEEE Transactions on Cyber​​netics（doi：10.1109 / TCYB.2019.2941281）に公開されました。

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