Lĩnh vực Công nghệ thông tin
Bài toán nhận dạng vân tay và ứng dụng
trên môi trờng Web-Internet
KS. Lê Xuân Khoa, KS. Trần Cao Tùng
Trung tâm Công nghệ thông tin
Tóm tắt
Bài báo giới thiệu công nghệ nhận dạng vân tay và việc áp dụng trong bảo mật các ứng dụng
Web yêu cầu mức bảo mật cao nh hệ thống tính cớc, hệ thống giao dịch ngân hàng qua đó
chỉ ra yêu cầu cho phần mềm bảo mật đợc xây dựng và các khuyến nghị áp dụng.
1. Đặt vấn đề
Ngày nay, cùng với sự phát triển nhanh chóng của ngành thơng mại điện tử, ngân
hàng điện tử và các yêu cầu ngày càng tăng của việc bảo mật các thông tin cá nhân, doanh
nghiệp thì việc định danh tự động ngời sử dụng (automatic personal identification) trở thành
một vấn đề quan trọng. Một hệ thống định danh tự động ngày nay yêu cầu phải có thành
phần sinh trắc (biometrics) trong đó, tức là hệ thống phải sử dụng những gì là đặc trng sinh
trắc của ngời sử dụng nh vân tay, giọng nói, chữ ký, nét mặt
Hiện nay, công nghệ nhận dạng vân tay thờng đợc sử dụng hơn so với các công nghệ
nhận dạng cá nhân khác nh chữ ký hay giọng nói bởi nó có lịch sử nghiên cứu phát triển hơn
100 năm và các hệ thống bảo mật dựa trên vân tay có thể dễ dàng đợc khai triển với chi phí
thấp. Trong khi ngày càng nhiều ứng dụng doanh nghiệp đợc triển khai trên môi trờng Web
nh hệ thống tính cớc, hệ thống quản lý mạng viễn thông và thiết bị trên mạng viễn thông, hệ
thống giao dịch ngân hàng thì yêu cầu đặt ra là nghiên cứu và xây dựng một phần mềm bảo
mật vân tay nhằm nâng cao và đảm bảo tính bảo mật cho các ứng dụng này. Việc sử dụng vân
tay trong bảo mật ứng dụng Web vừa đảm bảo tính tin cậy về công nghệ vừa tạo sự thuận tiện
cho ngời dùng vì đây là giải pháp thay thế hoàn toàn cho bảo mật bằng password hay token.
Các phần tiếp theo sẽ trình bày công nghệ nhận dạng vân tay và mô hình áp dụng cho bảo
mật ứng dụng Web. Phần IV sẽ trình bày kết quả xây dựng phần mềm bảo mật các ứng dụng
Web của Trung tâm Công nghệ thông tin CDiT. Một số khuyến nghị và hớng phát triển tiếp
theo sẽ đợc trình bày trong phần V.
2. Vân tay và công nghệ nhận dạng vân tay tự động
2.1.Vân tay và các đặc trng của ảnh vân tay

+ ớc lợng hớng của các vùng.
+ Trích ra các đờng vân.
+ Trích ra các chi tiết điểm và bớc xử lý sau.
Đầu tiên, ảnh vào đợc sử dụng để ớc lợng hớng cục bộ tại các vùng. Sau đó, các đờng
vân đợc trích ra sau khi thực hiện một số thao tác để loại bỏ các điểm đốm trong ảnh vân tay
và tiếp đó đợc làm mỏng (thinned) để nhận đợc các đờng vân có độ rộng một điểm ảnh. Cuối
cùng, các chi tiết điểm đợc trích ra từ những đờng vân đợc làm mỏng và các chi tiết điểm sau
đó cần đợc hiệu chỉnh qua bớc sau xử lý.
Nếu các đờng vân đợc xác định chính xác thì quá trình trích ra các chi tiết điểm chỉ
đơn giản là phát hiện ra những điểm đơn (singular) trong ảnh với các đờng vân đợc làm
mỏng. Tuy nhiên, trên thực tế ta không thể có đợc các đờng vân một cách hoàn hảo và nh
vậy hiệu năng của các giải thuật trích chi tiết điểm phụ thuộc chủ yếu vào chất lợng của ảnh
vân tay thu đợc.
Sơ đồ khối của giải thuật trích các chi tiết điểm.
Phân loại vân tay
Hệ thống xác thực ngời dùng vân tay yêu cầu phải so sánh mẫu vân tay cần nhận
dạng với một số lợng rất lớn các mẫu vân tay đợc lu trong cơ sở dữ liệu. Để tăng tốc độ tìm
Học viện Công nghệ BCVT
Lĩnh vực Công nghệ thông tin
kiếm và giảm độ phức tạp tính toán, cần phải phân loại vân tay. Việc đối sánh, kiểm tra sau
đó chỉ cần đợc thực hiện trên một tập con các vân tay trong cơ sở dữ liệu. Phân loại vân tay
chính là phân các mẫu vân tay vào trong một số kiểu đã đợc xác định trớc. Hiện nay, các hệ
thống phân loại thờng sử dụng 5 kiểu vân tay là Whorl, Left Loop, Right Loop, Arch, Tented
Arch.
Đối sánh vân tay
Đây là giai đoạn quyết định xem hai mẫu vân tay có hoàn toàn giống nhau hay không
và đa ra kết quả nhận dạng. Quá trình này yêu cầu một giải thuật cho phép xác định độ giống
nhau giữa hai mẫu vân tay (còn gọi là score). Nếu score vợt qua một ngỡng nào đó (ngỡng
này đợc xác định đồng thời với quá trình xây dựng cơ sở dữ liệu), thì đã có một match xảy
ra giữa hai mẫu. Tơng ứng với giải thuật trích chi tiết điểm là giải thuật đối sánh xâu cho hai

trong hệ toạ độ cực với gốc là chi tiết điểm tham chiếu.
o So sánh những xâu kết quả P
p
và Q
p
với một giải thuật quy hoạch động (sẽ đợc mô tả
trong các phần sau) để xác định điểm đối sánh (edit distance) giữa P
p
và Q
p
.
o Tìm ra điểm đối sánh cực tiểu giữa P
p
và Q
p
. Từ điểm đối sánh cực tiểu đó, xác định sự
tơng ứng của các chi tiết điểm trong P
p
và Q
p
và tính số các chi tiết điểm tơng ứng đó,
M
PQ
. Điểm đối sánh S cuối cùng giữa hai vân tay đợc xác định nh sau:
Học viện Công nghệ BCVT
Hội nghị Khoa học lần thứ 5
Đối sánh xâu của hai tập chi tiết điểm
3. Công nghệ nhận dạng vân tay và vấn đề bảo mật các ứng dụng Web
Hầu hết các hệ thống bảo mật vân tay ngày nay đều sử dụng kỹ thuật chi tiết điểm
cho trích đặc điểm và đối sánh vân tay. Mô hình thông tin của hệ thống bảo mật các ứng

- Điều khiển truy nhập các ứng dụng Web bằng công nghệ bảo mật vân tay
- Quản lý tập trung hệ thống ngời dùng vân tay, hệ thống phân quyền truy nhập trên giao
diện Web, hỗ trợ nhiều ngời dùng vân tay
- Cung cấp thành phần ActiveX cho phép nhúng vào IE để điều khiển truy nhập các ứng
dụng Web, thành phần này đợc thiết kế theo mô hình automation server cho phép lấy
mẫu vân tay từ thiết bị thu nhận ảnh vân tay của một số hãng khác nhau
- Hệ thống có tính mở cao, cho phép tích hợp với nhiều hệ thống khác mà không phụ
thuộc vào nghiệp vụ của các hệ thống này nh BCSS, OMC, 119
Một số chỉ tiêu kỹ thuật của phần mềm:
- Thời gian nhận dạng:
0.2s (< 200 ngời dùng)
1s 2s (< 5000 ngời dùng)
- Độ chính xác nhận dạng:
FAR:10
-7
FRR: 10
-2
- Cơ sở dữ liệu :Oracle 8i:
Số lợng lu trữ vân tay ngời dùng rất lớn
Học viện Công nghệ BCVT
SDK
Thiết bị
nhận dạng 1
Thiết bị
nhận dạng 2
Thiết bị
nhận dạng 3
SDK
SDK
Automation