Современные системы безопасности

Устройство идентификации доступа (идентификаторы и считыватели) считывает и расшифровывает информацию, записанную на идентификаторах разного типа и устанавливает права людей, имущества, транспорта на перемещение в охраняемой зоне (объекте).

Контролируемые места, где непосредственно осуществляется контроль доступа (например, дверь, турникет, кабина прохода) определяются как точки доступа и оборудуются считывателем, исполнительным устройством и другими необходимыми средствами.

На рисунке 4.2 приведена одна из классификаций систем идентификации.

Рисунок 4.2 - Классификация систем идентификации и аутентификации

Рассмотрим более широкую классификацию систем идентификации.

По виду используемых идентификационных признаков устройства идентификации доступа подразделяются на:

- механические - используют элементы конструкции идентификаторов (перфорационные отверстия, элементы механических ключей и т.д.);

- магнитные - используют намагниченные участки поверхности или магнитные элементы идентификатора (карты с магнитной полосой, карты Виганда и т.д.);

- оптические - используют нанесенные на поверхность или внутри идентификатора метки, имеющие различные оптические характеристики в отраженном или проходящем оптическом излучении (карты со штриховым кодом, топографические метки);

- электронные контактные - используют электронный код, записанный в электронной микросхеме идентификатора (дистанционные карты, электронные ключи и т.д.);

- электронные радиочастотные - считывание кода происходит путем передачи данных по радиоканалу;

- акустические - используют кодированный акустический сигнал;

- биометрические (для считывателей) - используют индивидуальные физические признаки человека (отпечатки пальцев, геометрию ладони, рисунок сетчатки глаза, голос, динамику подписи и т.д.);

- комбинированные - используют одновременно несколько идентификационных признаков.

По способу считывания идентификационных признаков считыватели могут быть:

- с ручным вводом - с помощью нажатия клавиш, поворотом переключателей или других подобных элементов;

- контактными - при непосредственном, в том числе и при электрическом, контакте между считывателей и идентификатором;

- бесконтактными - при поднесении идентификатора на определенное расстояние к считывателю;

- комбинированными.

Для эффективного и надежного управления доступом на охраняемый объект считыватели СКУД должны выполнять следующие функции:

- считывание идентификационного признака с идентификаторов;

- сравнение введенного идентификационного признака с информацией, хранящейся в памяти или базе данных ССОИУ;

- формирование сигнала на открывание исполнительного устройства при положительной идентификации пользователя;

- обмен информацией с ССОИУ.

Идентификатором доступа является носитель уникального идентификационного признака, по которому определяются полномочия пользователя СКУД и осуществляется управление доступом в охраняемую зону. В качестве такого носителя может использоваться как техническое устройство, так и сам человек (его индивидуальные биологические признаки).

В зависимости от вида идентификационного признака, идентификаторы доступа могут быть атрибутными (использующими вещественный код, который передается носителю с помощью специальной технологии) или биометрическими (использующими запоминаемый код или индивидуальные физические признаки человека).

В качестве атрибутных идентификаторов используют автономные носители признаков допуска (рисунок 4.3):

- магнитные карты;

- бесконтактные proximity-карты;

- контактные брелоки «touch-memory»;

- различные радиобрелоки.

К биометрическим идентификаторам относятся изображение:

- радужной оболочки глаза;

- отпечаток пальца;

- отпечаток ладони;

- черты лица;

- другие физические признаки.

Каждый идентификатор характеризуется определенным уникальным двоичным кодом.

В соответствии с приведенной выше классификацией рассмотрим наиболее распространенные при организации доступа идентификаторы.

Рисунок 4.3 - Магнитные карты (а), , радиобрелоки (г).

4.3.2 Автономные носители признаков

Магнитные карты - представляют собой карты с магнитной полосой с записанной на неё информацией. Для записи двоичного кода используется полоска магнитного материала, нанесенного вдоль края карты. Снятие информации происходит при проведении карточки через считыватель. В результате информация легко поддается стиранию и перезаписыванию, что актуально для кредитных карт, но недопустимо в СКУД.

Достоинства технологии магнитных карт: низкая стоимость, возможность перекодирования.

Недостатки: низкий уровень защищенности от подделки, недолговечность (карты через некоторое время надо заменять), контактная технология считывания, низкая помехозащищенность; низкая устойчивость к механическим повреждениям и электромагнитным полям; низкая пропускная способность системы.

Карты Виганда - магнитные карты, выполненные по Wiegand-технологии, названные по имени ученого, открывшего магнитный сплав, обладающий прямоугольной петлей гистерезиса. Внутри карты Виганда запрессованы металлические проволочки, выполненные из специального ферромагнитного сплава.

Считывание карты происходит с помощью электромагнитного поля, индуцируемого считывателем. При проведении карты через щель считывателя два ряда проволочек, запаянных в карту, вызывают разнополярные всплески индукционного тока, которые преобразуются в двоичный код.

Достоинства Wiegand-технологии: небольшая стоимость, высокая помехозащищенность, устойчивость к механическим повреждениям, долговечность, надежность и неплохой уровень безопасности.

Недостатки: условно-контактная технология считывания, отсутствие возможности перезаписи, невысокая пропускная способность. Данная технология является переходной к бесконтактным технологиям типа Proximity.

Оптические штрих-кодовые карты - на карту наносится штриховой код. Существует более сложный вариант - штрих-код закрывается материалом, прозрачным только в инфракрасном свете, считывание происходит в ИК-области. Является наиболее известной и широко используемой технологией автоматической идентификации. Штриховые коды (штрихкодирование) недороги в производстве и поэтому доступны, точно отображают информацию, устойчивы к механическим повреждениям. Они могут оптически считываться, как в видимом, так и в ИК-диапазоне.

Существуют различные типы штрихового кода, которые различаются как по способу отображения, так и по типам данных, которые могут быть внесены в код.

Некоторые отображают только цифровые характеристики, другие несут в себе цифровые, буквенные и некоторые специальные символы, третьи позволяют закодировать до 256 символов полного набора ASCII. Современные составные (композитные) штрих-коды включают возможность кодирования с использованием сразу нескольких символик.

Достоинства штрихового кода (штрихкодирования): точность в идентификации объектов, малое количество ошибок в сравнении с ручной идентификацией, высокая скорость считывания, простота изготовления пропуска, низкая стоимость пропуска, невосприимчивость к электромагнитным помехам, хорошая устойчивость к механическим повреждениям.

Недостатки штрихкодирования: простота подделки и фальсификации кода, невозможность перезаписи информации, низкая пропускная способность, невысокая информационная ёмкость.

Электронные контактные ключи-брелоки «touch-memory» - являются частью электронной системы, основанной на однопроводном протоколе обмена информацией 1-Wire. Метка помещена в стандартный металлический корпус (обычно имеющий вид «таблетки»), который служит для защиты находящихся внутри микросхем. При прикосновении к считывателю метка активизируется, операции чтения и записи осуществляются практически мгновенно. В простейшем случае - это энергонезависимая память, размещаемая в металлическом корпусе. Также внутри может использоваться достаточно разнообразная электроника от однократно-записываемой и флэш-памяти, до различных контроллеров, таймеров, датчиков температуры и т.п.

Электронные радиочастотные бесконтактные proxmity-карты - наиболее перспективный в настоящее время тип карт. Бесконтактные карты срабатывают на расстоянии и не требуют четкого позиционирования, что обеспечивает их устойчивую работу, удобство использования, высокую пропускную способность системы.

Радиочастотная идентификация RFID (Radio Frequency Identification) представляет собой метод автоматической идентификации объектов, при котором посредством радиосигналов считываются или записываются данные, хранящиеся в так называемых транспондерах, или RFID-метках. Любая RFID-система состоит из считывающего устройства (считыватель, ридер) и транспондера (он же RFID-метка, иногда также применяется термин RFID-тег). Большинство RFID-меток состоит из двух частей (рисунок 4.4).

Рисунок 4.4 - RFID-метка

Первая - интегральная схема для хранения и обработки информации. Вторая - антенна для приёма и передачи сигнала. Proxmity-считыватель постоянно посылает радиосигнал.

При попадании в зону действия считывания RFID-метка активизируется и посылает в ответ сигнал, содержащий уникальный код доступа, записанный в памяти его электронной схемы. Считывание кода с proxmity-идентификатора происходит на определенном расстоянии от считывателя, т.е. без непосредственного контакта.

RFID-системы отличаются по следующим признакам:

- по дальности считывания: ближней идентификации (до 20 см), средней дальности (от 20 см до 5 м), дальней идентификации (от 5 до 100 м);

- по рабочей частоте: LF (125 ч 150 кГц), HF (13,56 МГц), UHF (860 ч 960 МГц, 2,4 ч 5 ГГц).

- по источнику питания: пассивные, активные, полуактивные.

Пассивные RFID-метки не имеют встроенного источника энергии, их питание осуществляется индуцированным в антенне электромагнитным сигналом от считывателя, достаточным для функционирования кремниевого КМОП-чипа, размещённого в метке, и передачи ответного сигнала.

Активные RFID-метки обладают собственным источником питания, поэтому они читаются на дальнем расстоянии, имеют большие размеры и могут быть оснащены дополнительной электроникой. Активные метки более надёжны и обеспечивают самую высокую точность считывания на максимальном расстоянии. Однако, такие метки наиболее дороги, а у батарей ограничено время работы.

Полуактивные RFID-метки похожи на пассивные метки, но оснащены батареей, которая обеспечивает чип энергопитанием. Такие метки могут функционировать на большем расстоянии и с лучшими характеристиками, чем пассивные.

Достоинства радиочастотной идентификации: высокая скорость чтения меток, возможность перезаписи данных, отсутствие необходимости в прямой видимости, большее расстояние чтения, долговечность работы RFID-метки, больший объём хранения данных, поддержка одновременного чтения нескольких меток, низкая зависимость считывания от позиционирования метки относительно считывателя, устойчивость к воздействию окружающей среды, интеллектуальное поведение RFID-метки, высокая степень безопасности данных за счёт разделения доступа и шифрования.

Недостатки радиочастотной идентификации: сложность самостоятельного изготовления, подверженность помехам в виде электромагнитных полей, возможность скрытого от пользователя считывания данных в простых RFID-метках, не применяющих шифрование, недостаточная открытость выработанных стандартов.

Бесконтактные Smart-карты - данная технология появилась сравнительно недавно, но в некоторых приложениях уже успела завоевать огромную популярность (4.5).

Рисунок 4.5 - Бесконтактные Smart-карты

Бесконтактные Smart-карты как один из классов RFID-систем относятся к среднечастотному диапазону. Главные признаки, отличающие данные считыватели и карты от обычных proximity-устройств: Наличие в карте области перезаписываемой памяти. С информацией, содержащейся в памяти, можно оперировать (добавлять, изменять, удалять) бесконтактным способом. При этом доступ к информации можно получить по специальному ключу. Длина кода в ключе зависит от технологии.

Уникальный серийный номер (УСН) у каждой карты является гарантией того, что двух одинаковых карт не может быть выпущено. В качестве идентификатора карты в СКУД используется именно УСН. Использование способов взаимной аутентификации между считывателем и картой, за счёт которых осуществляется привязка карт к нужным считывателям.

В СКУД Smart-карты могут использоваться совместно с биометрическими считывателями. В этом случае, например, шаблон с отпечатком пальца пользователя записывается в память карты. Память внутри одной карты может быть разделена на несколько независимых секторов. Доступ к каждому из секторов осуществляется по разным ключам. Таким образом, реализуется возможность использования одной и той же карты для различных приложений (например, в разные сектора заносится информация о доступе в разные помещения объекта).

Достоинства Smart-карт: возможность перезаписи информации на карте с защитой от несанкционированного использования, высочайший уровень безопасности, самостоятельная обработка хранящихся в памяти карты данных, взаимная аутентификация карты и считывателя, мультиаппликационность - возможность использования в разных приложениях помимо СКУД. Недостатки Smart-карт: более высокая стоимость, чем у Proximity-карт.

4.3.3 Биометрические идентификаторы

Биометрические технологии - предполагают идентификацию личности по отдельным специфическим биометрическим признакам (идентификаторам), присущим конкретному человеку. Данные признаки можно условно разделить на две основные группы (рисунок 4.6):

Рисунок 4.6 - Биометрические идентификаторы

1) Генетические и физиологические параметры (геометрия ладони, отпечаток пальца, рисунок радужной оболочки или сетчатки глаза, форма и геометрия лица).

2) Индивидуальные поведенческие особенности, присущие каждому человеку (динамика и форма почерка, речь, «индивидуальный стиль работы на клавиатуре» и пр.).

Основным достоинством биометрии является то, что указанные признаки являются уникальной универсальной и неотделимой характеристикой конкретного человека и в отличие от носителя вещественного кода не могут быть потеряны, украдены, подделаны, переданы другому человеку. В связи с этим возможно исключить ряд актуальных проблем, возникающих при организации доступа:

- доступ в охраняемые зоны за счет подделки идентификаторов, кражи документов, паролей;

- доступ к информации и обеспечение персональной ответственности за ее сохранность;

- допуск к ответственным объектам только сертифицированных специалистов;

- расходы, связанные с эксплуатацией СКУД (карты, ключи);

- утеря, порча или забывание ключей, карт, паролей;

- организация достоверного учета доступа и посещаемости сотрудников.

Работа биометрических систем производится в четыре этапа. Посетитель предоставляет образец (sample) - опознаваемое, необработанное изображение или запись физиологической, или поведенческой характеристики - с помощью регистрирующего устройства (например, сканера или видеокамеры). Полученный биометрический образец обрабатывается для получения информации об отличительных признаках, в результате чего получается контрольный биометрический идентификатор.

Идентификатор представляет собой набор больших числовых последовательностей; сам образец невозможно восстановить из идентификатора. Контрольный идентификатор сравнивается с базой шаблонов зарегистрированных пользователей. Система принимает решение о том, совпадают или не совпадают вновь предъявленный и ранее зарегистрированный идентификатор.

Сравнение биометрических идентификаторов может осуществляться в двух режимах.

1) В режиме «один-ко-многим» (1:N), т.е. предъявленный идентификатор сравнивается со всеми ранее зарегистрированными;

2) В режиме «один-к-одному» (1:1), т.е. сравниваются сведения о двух конкретных идентификаторах, например, сравнение сведений о вновь предъявленном идентификаторе со сведениями, записанными в память специальной карты -предъявляются и биометрический идентификатор и карта.

Пропускная способность биометрической системы контроля доступа невысокая, поскольку объем данных, анализируемых считывателем, весьма велик, то даже простой перебор базы данных происходит достаточно долго.

4.4 Считыватели и кодонаборные устройства