Біометрія (метод)

Біоме́трія (метод) — сукупність методів і технологій для ідентифікації, автентифікації, верифікації особи, уґрунтована на аналізі її унікальних фізичних і поведінкових параметрів; технології і системи автоматичної ідентифікації людини та/або підтвердження її особистості (персоналізації).

Історична довідка

Зародилася в Стародавньому світі. Ідентифікація осіб за фізичними особливостями (зокрема за рисами обличчя та статурою) здійснювалася у Вавилоні, Єгипті Стародавньому. У Стародавньому Китаї понад дві тисячі років тому почали використовувати відбитки пальців для підпису документів.

Науковий підхід до біометрії формувався у 18–19 ст., коли європейські вчені почали досліджувати унікальність фізичних ознак людини. Найінтенсивніше вивчали папілярні лінії і візерунки кінцівок (долонь і підошв). У середині 19 ст. Дж. Ф. В. Гершель уперше застосував відбитки пальців для ідентифікації ув’язнених у британських колоніях в Індії. Папілярні візерунки пальців рук також вивчали А. Бертильйон, Я. Е. Пуркинє (1787–1869; тепер Чехія), Г. Фолдс (1843–1930; Велика Британія) та інші дослідники (див. Дактилоскопія).

Криміналіст А. Бертильйон 1883 створив систему ідентифікації злочинців за антропометричними ознаками — довжиною кінцівок, шириною черепа, розмірами обличчя тощо [див. Антропометрія (криміналістика)].

У 20 ст. (особливо у 2-й половині) біометричні методи значно вдосконалилися завдяки стрімкому розвитку комп’ютерних технологій. У 1960-х почалося використання комп’ютерних алгоритмів для розпізнавання людського голосу та обличчя. У 1970–1980-х розроблялися та впроваджувалися автоматизовані системи ідентифікації на основі відбитків пальців та геометрії руки.

З початку 1990-х біометрія стала масовим явищем завдяки використанню в системах безпеки державних і приватних організацій. На початку 21 ст. почали застосовувати сучасні алгоритми штучного інтелекту для аналізу біометричних даних. Це дозволило значно підвищити точність і надійність біометричних систем, розширити сферу їхнього застосування на міжнародному рівні, наприклад, у біометричних документах і системах прикордонного контролю. Біометрія активно інтегрується у повсякденне життя суспільства через смартфони, банківські системи, системи безпеки аеропортів, медичні сервіси тощо.

Характеристика

До найпоширеніших біометричних методів вимірювання фізичних параметрів відносять одержання відбитків пальців, зняття характеристик рис обличчя та райдужної оболонки ока, термограм кисті (долоні) або пальця (статичні характеристики).

До поведінкових параметрів (динамічні характеристики) належать особливості поведінки або характерні риси, що з часом змінюються: сам підпис і динаміка підпису, голос, особливості роботи з клавіатурою (динаміка натиснення на клавіші), хода.

Усі фізіологічні та поведінкові характеристики класифікують за видами біометричних даних. Вибраний вид біометричних даних визначає конкретну технологію їх збору та обробки. На 2003 офіційно було зареєстровано 19 методів розпізнавання: комбінації методів і методи, які засновані на розпізнаванні форми обличчя, голосу, відбитків пальців, сітківки ока, райдужної оболонки ока, геометрії кисті руки, долоні та пальця, динамік підпису і клавіатурного набору, руху губ, термографій обличчя, кисті і пальця, ходи, запаху тіла, ДНК, форми вуха, малюнка вен на руці або пальці.

Статичні характеристики

Фізіологічні характеристики є незмінними або мало змінними з часом та мають виразну індивідуальність. За відбитками пальців — найпоширеніший метод фізіологічної біометрії, заснований на аналізі унікальних папілярних ліній і візерунків на поверхні пальців. Ці лінії формуються до народження і залишаються незмінними протягом життя. Відбитки пальців зчитуються спеціальними сканерами, які реєструють малюнок ліній та їхні особливості.

За геометрією обличчя — технологія, що аналізує характерні точки на обличчі людини, визначаючи відстані між очима, формою носа, контуром обличчя та пропорціями його елементів. Зображення обличчя знімається цифровими камерами, після чого спеціальне програмне забезпечення обчислює та порівнює отримані дані з наявними шаблонами.

За малюнком райдужної оболонки ока — один із найточніших і стабільних методів ідентифікації. Він ґрунтується на аналізі складного й унікального малюнка райдужки ока, який практично ніколи не повторюється в інших людей. Для цього застосовуються спеціальні сканери, які реєструють і аналізують деталі малюнка райдужки.

За геометрією руки та пальців — метод, що передбачає вимірювання фізичних характеристик людської руки (розмірів долоні, довжини і ширини пальців, їхнього взаємного розташування). Вимірювання здійснюються за допомогою спеціальних оптичних сканерів або цифрових камер. Цей метод застосовується для контролю доступу в різні приміщення та організації, що вимагають високого рівня безпеки.

ДНК-аналіз — найточніший метод ідентифікації особи. Він базується на аналізі унікальної генетичної інформації людини, що міститься в молекулі ДНК. Зразки для аналізу (волосся, слина, кров або фрагменти шкіри) досліджують у лабораторних умовах за допомогою високотехнологічних методів, таких як ПЛР (полімеразна ланцюгова реакція) та генетичне секвенування (див. Секвенування ДНК).

Ідентифікація за малюнком вен — метод біометрії, заснований на аналізі унікального малюнка венозних судин під шкірою. Для його зчитування використовують інфрачервоні сканери, що дозволяють отримати чітке зображення венозної структури, яка є майже незмінною протягом життя.

Динамічні характеристики

Голосова біометрія — метод, який аналізує унікальні акустичні характеристики голосу: тембр, інтонацію, швидкість мовлення. Для цього використовують технології штучного інтелекту та нейромережеві алгоритми, що забезпечують високу точність ідентифікації.

За динамікою підпису (рукописом) — метод аналізу швидкості руху пера, тиску на поверхню та послідовності виконання штрихів. Підпис реєструють за допомогою спеціальних графічних планшетів чи сенсорних екранів.

За ходою — аналізують кути нахилу тіла, довжину кроків, швидкість ходьби. Дані отримують за допомогою відеокамер або сенсорів руху, що дозволяє ідентифікувати особу навіть на відстані.

За особливостями користування клавіатурою чи мишею — метод базується на аналізі швидкості набору тексту, тривалості утримання клавіш, типових помилок та рухів мишею. Дані отримують через спеціальне програмне забезпечення, що аналізує манеру роботи користувача з комп’ютером.

Структура біометричної системи та переваги її використання

Типова біометрична система складається з таких компонентів:

• сенсор для зчитування даних — пристрій, що здійснює початкове зняття інформації (сканування відбитків пальців, райдужної оболонки, запис голосу тощо);
• програмне забезпечення для обробки й аналізу — спеціалізовані алгоритми, які перетворюють отримані дані на цифровий формат, виокремлюють унікальні ознаки та готують їх до порівняння;
• база даних шаблонів — сховище, де зберігаються біометричні дані (шаблони), з якими порівнюються нові зчитані дані;
• система ухвалення рішень — програмний модуль, що порівнює отримані дані із шаблонами та визначає ступінь відповідності для ідентифікації чи автентифікації особи.

Переваги застосування біометричних систем:

• точність — здатність системи мінімізувати помилки;
• ефективність (швидкість обробки інформації);
• надійність (захищеність від фальсифікацій — здатність системи розпізнавати спроби використання підроблених або штучних зразків);
• зручність використання;
• безпечність (конфіденційність і захист персональних даних — гарантування безпечного зберігання й обробки особистої інформації відповідно до норм і стандартів).

Значення

Біометрію застосовують у інформаційних технологіях, медицині й охороні здоров’я, криміналістиці, сферах безпеки та охороні правопорядку, фінансових і платіжних системах, освіті, транспорті, наданні соціальних послуг, державному управлінні, біологічних науках, військовій справі, промисловості (наприклад, у виробництві смартфонів, портативних і мобільних комп’ютерних пристроїв) тощо.

Додатково

Поширення біометричних систем породжує виклики, серед яких — ризики витоку персональних даних, проблеми конфіденційності, можливе зловживання біометричною інформацією для контролю та стеження. Критики біометрії наголошують на ризиках зламу або крадіжки біометричних даних, що можуть спричинити незворотні наслідки, оскільки біометричні ознаки неможливо змінити, як традиційні паролі. Існує також занепокоєння щодо можливості дискримінації та порушення приватності через надмірне або неправомірне використання біометричних даних державними чи комерційними структурами. Важливим завданням сучасного суспільства є забезпечення належного регулювання й етичного використання біометричних технологій. Збір, використання та обробка біометричних даних регулюються низкою нормативно-правових актів. У Європі — Директивою 95/46/ЄС Європейського Парламенту і Ради «Про захист фізичних осіб при обробці персональних даних і про вільне переміщення таких даних» від 24.10.1995 та Загальним регламентом про захист даних (англ. The General Data Protection Regulation, GDPR), який застосовується з 25.05.2018. Організації, які не є членами Європейського Союзу, підпадають під дію GDPR, коли вони обробляють персональні дані суб’єктів даних ЄС, що фактично робить цей регламент глобальним законом. В Україні використання та обробка біометричних даних регулюються Цивільним кодексом України та низкою законів.

Джерела

• Про інформацію: Закон України № 2657-12 від 02 жовтня 1992 р. // Відомості Верховної Ради України. 1992. № 48. Ст. 650. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2657-12#Text
• Цивільний кодекс України // Відомості Верховної Ради України. 2003. № 40–44. Ст. 356. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/435-15
• Про захист персональних даних: Закон України № 2297-VI від 1 червня 2010 р. // Відомості Верховної Ради України. 2010. № 34. Ст. 481. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2297-17#Text
• Про Єдиний державний демографічний реєстр та документи, що підтверджують громадянство України, посвідчують особу чи її спеціальний статус: Закон України № 5492-VI від 20 листопада 2012 р. // Відомості Верховної Ради. 2013. № 51. Ст. 716. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/5492-vi#Text
• Положення про національну систему біометричної верифікації та ідентифікації громадян України, іноземців та осіб без громадянства: Постанова Кабінет Міністрів України № 1073 від 27 грудня 2017 р. // Верховна Рада України. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1073-2017-%D0%BF#Text
• Інструкція про порядок фіксації біометричних даних (параметрів) іноземців та осіб без громадянства посадовими особами Державної міграційної служби України, її територіальних органів і територіальних підрозділів: Постанова Кабінет Міністрів України № 944 від 23 листопада 2018 р. // Верховна Рада України. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z1428-18#Text

Література

1. Wayman J., Jain A., Maltoni D. et al. Biometric Systems: Technology, Design and Performance Evaluation. New York : Springer, 2005. 370 p.
2. Jain A., Ross A., Nandakumar K. Introduction to Biometrics. New York : Springer, 2011. 312 p.
3. Довбиш А. С., Ободяк В. К., Шелехов І. В. та ін. Сучасні інформаційні технології в кібербезпеці. Суми : Сумський державний університет, 2021. 348 с.
4. Swimpya P., Navdeepb G. Multimodal Biometric Authentication: A Review // AI Communications. 2024. Vol. 37. № 4. P. 525–547.
5. Vhaduri S., Cheung W., Dibbo S. Bag of On-Phone ANNs to Secure IoT Objects Using Wearable and Smartphone Biometrics // IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing. 2024. Vol. 21. № 3. P. 1127–1138.

Автор ВУЕ

Редакція ВУЕ

Покликання на цю статтю: Біометрія (метод) // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Біометрія (метод) (дата звернення: 11.10.2026).

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 04.04.2025