Проблемы использования биометрии на транспорте

Василий Мамаев, 14/04/22

Люди становятся все более мобильными, совершают все больше поездок, как деловых, так и личных. Однако в поездках им приходится тратить довольно много времени на различные процедуры, связанные с безопасностью, особенно в аэропортах и при пересечении границы. Биометрические технологии могут значительно упростить их прохождение как пассажирам, так и сотрудникам соответствующих служб.

1-Apr-14-2022-04-23-54-49-AM Засветки затрудняют распознавание лиц в общественном транспорте

Внедрение биометрических технологий в нашу жизнь происходит ускоренными темпами, они быстро совершенствуются, во многом за счет внедрения методов сверточных нейронных сетей. Среди основных направлений использования технологий на основе биометрии можно отметить следующие:

АДИС (в зарубежной печати AFIS) – автоматизированная дактилоскопическая информационная система. Основная задача: автоматизация процесса установления личности по следам рук, а также ведение автоматизированного криминалистического учета и, соответственно, внедрение автоматизированных дактилоскопических идентификационных систем. Комплексы АДИС, разработанные российскими компаниями, функционируют не только в нашей стране, но и в Албании, Бангладеш, Боснии и Герцеговине, Вьетнаме, Индии, Кубе, Нигерии, Казахстане, Монголии, Республике Сербской, Сербии, Таджикистане, Туркмении, Турции, Узбекистане, Черногории, Украине, Латвии, Молдавии, Киргизии, Сирии, Уругвае, Гватемале, Китае и др.
Биометрический эквайринг – бесконтактная безналичная оплата товаров и услуг через платежные терминалы на кассе или у курьера с использованием только биометрических характеристик человека. Действуют опытные зоны в магазинах "Азбука вкуса", "Магнит", в сети пиццерий "Папа Джонс". В магазине покупателю будет достаточно посмотреть в камеру терминала, установленного на кассе, после чего система узнаёт его в лицо, применяет персональные скидки и предлагает подтвердить списание денег со счета одним нажатием.
Единая биометрическая система (ЕБС) – совместный проект Банка России и "Ростелекома", направленный на сбор биометрической информации и ее использование для идентификации пользователей финансовых услуг. Платформа была разработана по инициативе Минкомсвязи России и Центрального Банка, разработчик и оператор ЕБС – "Ростелеком". В конце 2021 г. приобрела статус государственного информационного ресурса [1]. "С сегодняшнего дня (с 30.12.2021 г. – Прим. автора) в России запускается государственная единая биометрическая система. Это большой шаг на пути достижения национальной цели "Цифровая трансформация", которую перед нами поставил президент страны", – заявил заместитель председателя Правительства РФ Дмитрий Чернышенко.

Предпринимаются попытки внедрить систему обеспечения безопасности массовых мероприятий с использованием биометрической идентификации, в том числе через оформление электронного паспорта болельщика (Fan ID).

Биометрический паспорт

Вместе с тем внедрение биометрии на транспорте в настоящее время ограничивается в основном использованием биометрических паспортов.

Биометрический паспорт [2] – государственный документ, удостоверяющий личность и гражданство владельца при пересечении границ государств и пребывании за границей. Биометрический паспорт отличается от обычного тем, что в него встроена специальная микросхема, содержащая фотографию владельца и его данные: фамилию, имя, отчество, дату рождения, номер паспорта, дату его выдачи и окончания срока действия, а также любые дополнительные сведения о владельце. Стандарты предусматривают возможность хранения в микросхеме специальной биометрической информации, например рисунка радужной оболочки глаза или отпечатков пальцев.

Предлогом для введения биометрических документов стали события 11.09.2001 г. в США. В 2002 г. представители 188 стран мира подписали Новоорлеанское соглашение, признавшее биометрию лица основной технологией идентификации для паспортов и въездных виз следующего поколения. Правда, во многих странах систему биометрических паспортов рядовые граждане оценивают крайне негативно, как систему тотального контроля, которую продвигают в интересах США.

Перспективные направления использования биометрии в сфере транспортной безопасности

Внедрение биометрии по другим направлениям транспортной безопасности пока в целом остается на уровне проектов и опытной эксплуатации, хотя преимущества использования биометрических технологий здесь достаточно очевидны. В сфере авиаперевозок это сокращение времени предполетного контроля при регистрации пассажира на рейс. Биометрия особенно удобна для часто путешествующих авиапассажиров: распознавание их личности будет осуществляться по ранее зарегистрированным биометрическим идентификаторам. Автоматический пограничный контроль также экономит время и силы людей при пересечении границы.

Основные проекты применения биометрии в области транспортной безопасности в России

2018 год

В российском международном аэропорту Шереметьево стартовал проект испытаний опытного образца автоматической системы пограничного контроля, разработанный с учетом требований пограничной службы ФСБ России. Контроль будет проводиться при посадке на тестовом внутреннем рейсе "Аэрофлота". При идентификации будут использоваться данные из Единой биометрической системы (ЕБС).

Биометрия станет дополнительным инструментом для осуществления контроля в аэропорту, и пассажиры смогут проходить контроль с помощью этой технологии исключительно по своему желанию.

2019 год

"Российские железные дороги" запланировали в течение полугода оценить эффективность использования технологии распознавания лиц для пассажиров и внутренних нужд компании.

В Москве запустили бесконтактную оплату проезда через систему распознавания лиц Face Pay на всех станциях метро.

2021 год

ЦОДД модернизирует приложение "Московский транспорт" для системы оплаты проезда лицом.

Зарубежный опыт

Необходимо отметить, что внедрение биометрических систем за рубежом находится примерно на аналогичном уровне развития.

2019 год

Международный аэропорт Далласа Форт-Уэрт был назван аэропортом года по версии Air Transport World: это награда в том числе за инновации аэропорта в области биометрического досмотра пассажиров.

Внедрение программы ускоренного биометрического пропуска в международном аэропорту Кливленда им. Хопкинса.

2020 год

Компания Clear Secure и международный аэропорт Денвера продлили свое партнерство еще на три года. Система регистрации использует распознавание радужной оболочки глаза для проверки личности людей при их перемещении по аэропорту.

2021 год

В июле компания NEC подписала контракт с департаментом транспорта штата Гавайи на предоставление технологии распознавания лиц и определения температуры для всех пяти аэропортов штата.

Причины медленного внедрения биометрических технологий на транспорте

В чем причина медленного развития систем биометрической идентификации на транспорте, дающих путешественнику возможность использовать свои биометрические данные для удобного прохода зон при поездке?

Прежде всего это технические проблемы:

большой процент возможных ошибок распознавания;
возможность осуществление атаки на биометрические данные.

Технические проблемы обусловлены тем, что в большинстве случаев применения биометрии используется изображение лица человека, при этом зачастую крайне затруднительно получить качественное изображение из-за посторонних засветок, произвольного наклона головы человека, наличия медицинских масок или головных уборов.

Недавно проведенный тест (сценарные испытания) Национального института стандартов и технологий США (The National Institute of Standards and Technology, NIST) по регистрации пассажиров и документирования их въезда и выезда "Идентификация для безбумажных путешествий и иммиграции" показал, что, хотя алгоритмы в целом справляются с безошибочной идентификацией пассажиров, среднее качество распознавания составляет 99,5% [3].

Из доклада о результатах теста: семь высокопроизводительных алгоритмов могут успешно идентифицировать не менее 99,5% пассажиров в первый раз, если база данных содержит одно изображение пассажира. Производительность значительно улучшается, если база данных содержит несколько изображений пассажира. Когда в галерее есть в среднем шесть предыдущих изображений пассажира, уже 18 алгоритмов разработчиков эффективны для точной идентификации более 99,5% путешественников с помощью одного представления на камеру. Демографические различия в наборе данных оказывают незначительное влияние.

В исследовании не учитывался важный фактор – тип камер, которые используются в системах распознавания. Различие внешних условий в аэропортах, а также различие характеристик камер влияют на точность идентификации. Однако, даже если мы возьмем предельные (наилучшие) на сегодняшний момент данные технологических испытаний по величине ошибок (по данным NIST, 2021 г.), мы получим (это расчет по предельным, наилучшим данным) существенные ограничения по количеству человек, которые могут пройти зону досмотра без ошибок.

Таблица 1. Данные технологических испытаний 2-Apr-14-2022-04-32-16-17-AM

В России необходимы испытания биометрических систем на транспорте

Для определения качества работы биометрических систем необходимо проведение комплекса испытаний (технологических, сценарных и оперативных) в соответствии с национальными стандартами ГОСТ Р ИСО/МЭК 19795-1–2007, ГОСТ Р 58292–2018 (ИСО/МЭК 19795-2:2007) и ГОСТ Р 58624.3–2019.

На сегодняшний день нет никаких данных о результатах проведения таких испытаний биометрических систем в России по направлению "Транспортная безопасность". Учитывая данные NIST, можно предположить, что значения ошибок даже в неплохих условиях будет не менее 5%. При массовом применении биометрических технологий, например в метрополитене, из 1 млн человек 50 тыс. не смогут комфортно воспользоваться данной услугой. В реальных условиях ошибок будет больше. Большое значение ошибок при оплате в метро при использовании сервиса Face Pay также косвенно подтверждается роликами в Интернете, где независимые испытатели отмечают наличие ошибок при распознавании в момент прохождения людей в метро по изображению лица [4].

Проблемные вопросы проведения испытаний биометрических систем

Проводимые тестирования других биометрических систем также далеко не соответствуют правилам проведения испытаний. Перечень основных ошибок, которые допускаются при проведении испытаний [5]:

использование для принятия решения результатов открытых тестирований/испытаний, не учитывающих локальную специфику и реализуемый сценарий применения биометрии;
использование результатов технологических испытаний вместо сценарных для принятия решения о внедрении технологии в промышленную эксплуатацию;
неучастие в испытаниях "подлинных лиц" или "самозванцев", имитирующих потенциальных злоумышленников со всеми возможными инструментами атак, характерными для используемого сценария;
уменьшение числа независимых инструментов атак при проведении всех видов испытаний (обычно из-за нехватки финансирования или сроков сдачи проекта);
другие ошибки.

Надежность алгоритмов при атаках

Важным является вопрос о надежности алгоритмов при атаках на биометрическое предъявление или, иными словами, реагирование на подделки. Данные по проводимым испытаниям алгоритмов, которые используются на транспорте, отсутствуют.

Международное тестирование по этому направлению проводится. Одним из известных конкурсов является конкурс Chalearn Looking at People Workshop CVPR, однако вряд ли кто-нибудь может сказать, как будут работать алгоритмы обнаружения атак при низком качестве изображения (засветки, поворот головы, тени, и т.д.).

Проблемы социального характера

Другим фактором являются проблемы социального характера:

опасения относительно возможной компрометации биометрических данных и их использования злоумышленниками;
опасения по поводу возможной слежки за личностью.

Растет число людей, которых не устраивает ускоренный пропуск, несмотря на их знакомство с биометрическими технологиями, которые, как правило, используются в этих программах. Так, в США, хотя такие программы являются добровольными, растущие проблемы, связанные в целом с восприятием сканирования лиц, каким-то образом подорвали привлекательность программ добровольного досмотра.

По результатам опросов (2019 г.), половина россиян не поддерживают создание Единой биометрической системы, они боятся слежки и не уверены в защите данных. Но треть опрошенных людей не могут объяснить недоверие к системе.

Следует также обратить внимание на диаграмму (рис. 1), составленную по данным, полученным по результатам опросов пассажиров в зарубежных аэропортах – участвуют ли они в программе ускоренной проверки и пропуска путешественников с использованием биометрии.

3-Apr-14-2022-04-35-42-84-AM Рис. 1. Опрос пассажиров в зарубежных аэропортах: участвуют ли они в программе ускоренной проверки и пропуска путешественников при помощи биометрии?

Недоработки в нормативно-правовых актах

Следующее ограничение – пробелы в законодательстве, или скорее недоработки в законах. Создав пакет нормативно-правовых актов о транспортной безопасности, ведомства, определяющие эти законы, прежде всего решали свои проблемы. Однако, и это хорошо показал недавно проведенный форум "Технологии безопасности" – 2022 [6], сегодня существуют как минимум две проблемы, которые приводят к необходимости совершенствования законов.

Первое – это прогресс в сфере биометрии, приводящий к появлению новых устройств и технологий и новых задач, например необходимости осуществлять защиту от атак на биометрическое предъявление. Второе – необходимость совершенствования законодательства, обеспечивающего совместную работу разных аппаратно-программных комплексов (АПК) различных ведомств. Пример – взаимодействие систем видеоаналитики и распознавания лиц на транспорте и в АПК "Безопасный город".

Как было отмечено на X Всероссийской конференции "Транспортная безопасность и технологии противодействия терроризму", требуется также совершенствование нормативного урегулирования порядка информационного взаимодействия территориальных органов МВД России на окружном и межрегиональном уровне с собственниками объектов транспортной инфраструктуры (железнодорожные и автовокзалы, аэропорты).

Существует ряд вопросов и к постановлению Правительства РФ от 26.09.2016 г. № 969 "Об утверждении требований к функциональным свойствам технических средств обеспечения транспортной безопасности и Правил обязательной сертификации технических средств обеспечения транспортной безопасности", например в части наличия программ и методик испытаний при обязательной сертификации технических средств обеспечения транспортной безопасности, установленных непосредственно на объектах (по схеме сертификации № 4) [7].

Новые достижения биометрии

Вместе с тем биометрия движется вперед, за последние пять лет характеристики биометрических систем по результатам проведенных технологических испытаний показали 10-кратное улучшение показателей.
Разработчики сообщают, что повышение точности идет за счет применения глубоких сверточных нейронных сетей. Так, например, распознавание лиц значительно улучшилось, например стало возможным работать с алгоритмами, более терпимыми к изображениям низкого качества, в том числе плохо освещенными и неправильно ориентированными. Серьезным достижением последнего времени стало то, что алгоритмы правильно сопоставляют фотографии с боковым видом (в профиль) с галереями фронтальных фотографий, с достаточной точностью поиска. Способность распознавать при 90-градусном изменении точки зрения – позе инвариантности стала долгожданной вехой в исследовании распознавания лиц.

Биометрические технологии открывают новые возможности

Достижения в области технологий биометрической идентификации являются ключом к обеспечению бесперебойного взаимодействия, когда путешественники смогут просто пройти через ряд точек соприкосновения без необходимости физического взаимодействия с людьми-операторами [8]. Пандемия является подходящим примером важности бесконтактных технологий для будущего путешествий, перемещений людей, и подтверждает необходимость модернизации устаревшего оборудования и внедрения передового программного обеспечения для оптимизации передвижения потока путешественников по воздуху, суше и морю.

Например, благодаря внедрению ответственного обмена данными между заинтересованными сторонами в экосистеме аэропорта токен распознавания лица пассажира становится защищенным ключом к доступу и использованию информации для персонализации в торговых точках, ресторанах и других промежуточных пунктах путешествия, повышающих качество обслуживания пассажиров и помогающих генерировать "неавиационный" доход. Это возможно только при расчетах, раскрывающих возможности монетизации данных и действенной аналитики, и строгих, ориентированных на конфиденциальность процессах получения согласия пассажиров.

Для аэропортов, органов пограничного контроля и авиакомпаний кошельки с цифровым удостоверением личности предоставляют возможность избавиться от бумажной работы, начать необходимую деятельность по организации процесса перемещения пассажира как можно раньше, еще за пределами аэропорта, беспрепятственно интегрировать всю необходимую информацию о пассажирах в защищенный и унифицированный цифровой профиль, включая удостоверяющие личность документы, биометрические данные, разрешение на въезд, результаты анализов на COVID-19 и сертификаты о прививках. Целью внедрения биометрических технологий в транспортном секторе является создание действительно беспрепятственного опыта путешествий, в котором аэропорты, транспортные узлы и органы пограничного контроля, используя инновационные технологии, вносят свой вклад в упрощение путешествия при одновременном повышении эффективности методов обеспечения безопасности с учетом рисков.

Первоочередные вопросы для внедрения биометрии на транспорте

Чтобы улучшить внедрение биометрических технологий на транспорте, следует обратить внимание на решение следующих вопросов:

Совершенствование законодательной базы.
Обязательное выполнение требований нормативно-правовых и нормативно-технических документов, особенно в части проведения испытаний.
Создание независимых программ и методик испытаний.
Совершенствование системы сертификации.
Разъяснение гражданам особенности применения биометрических технологий.