Otisky prstů jdou napodobit snadno, těžší je to u sítnice, popisuje expert

  10:02
Když zjišťujeme, zda se dá snímač otisků či přístroj na rozpoznávání obličeje oklamat, musíme přemýšlet jako zločinci, popisuje expert z biometrické laboratoře Martin Drahanský.

Umělé prsty s falešnými otisky pomáhají expertům jako Martin Drahanský vylepšovat přístroje na odhalení totožnosti. | foto: Anna Vavríková, MAFRA

Rozhodoval se mezi informatikou a medicínou. Nakonec sice zvolil počítače, ale k medicíně má blízko. Na Fakultě informačních technologií Vysokého učení technického v Brně vede Martin Drahanský biometrickou laboratoř.

Vybavená je moderními snímači na otisky prstů, rozpoznání písma, podpisu, žil ruky, sítnice oka nebo obličeje. „Navštívil jsem hodně biometrických laboratoří po světě a musím říct, že jsou spíše úzce zaměřené. My se zabýváme více tématy, a tím jsme poměrně unikátní nejen v Česku,“ říká informatik, který za spolupráci s kriminalisty získal medaili.

Máme na těle nějaký znak neboli biometrický údaj, který nejde zfalšovat?
Ne. Spíše je potřeba rozlišit, co jde zfalšovat hůře a co snadno. Otisky prstů napodobíme relativně lehce. Všude je totiž zanecháváme a existuje dost postupů na výrobu umělých otisků. Naopak velmi náročné je zfalšovat sítnici oka, protože je složité ji nasnímat. Na těle určitě nenajdete znak, který by nešel napodobit. Tedy napadá mě jen DNA. Tu bude komplikované ošálit, ale věřím, že by to vědci také zvládli.

Fotogalerie

Nejsnadněji se tedy dá zneužít otisk prstu?
Nejsnadněji zfalšujete fotku obličeje. Můžete si ji vytisknout a pak s ní přelstít 2D rozpoznávání obličeje. Pokud ovšem zařízení používá detekci živosti, těžko ho oklamete.

Detekci živosti?
To má přesně určit, že jedinec, kterého přístroj snímá, je opravdu živý člověk, a ne jen uměle vyrobený podvrh. V ideálním případě snímač s detekcí živosti rozpozná také uříznutý prst.

Skutečně rozliší živý prst od uříznutého?
Ano. Osvětluje se infračerveným světlem. Když zjistíme, že v prstu není okysličená krev, je jasné, že není živý.

Ve svém výzkumu se zaměřujete na otisky. Co na nich zkoumáte?
Jelikož jsou na trhu špičkové systémy, nemá smysl vylepšovat jejich přesnost o setiny až tisíciny procenta. Nás zajímají problematické otisky prstů a výroba jejich falzifikátů – třeba v případech onemocnění kůže a poškození různého původu. Příkladem je člověk s ekzémem na prstech v pokročilém stadiu, který nemůže používat biometrický systém na rozpoznávání otisků na mobilním telefonu. Jeho otisky už nejsou čitelné. My hledáme možnost, jak i otisk takového člověka použít. Sice je poškozený, ale pořád na kůži zůstávají papilární linie a znaky, které jsou použitelné.

Co všechno z otisků prstů vyčtete?
Hodně věcí. Odhalíme kožní onemocnění, jako je bradavice, ekzém, lupénka nebo kardiovaskulární onemocnění. I to, zda se špatně prokrvují prsty. Člověk nám nedává jen otisk, ale v podstatě i informace o zdravotním stavu.

K čemu používáte falzifikáty otisků?
Pomocí nich vymýšlíme, zda se dá daný snímač obelstít. Mám pěkný příklad z loňského veletrhu v Dubaji. Výrobci tam vystavovali své nejlepší snímače otisků prstů a chlubili se, že mají i detekci živosti. My náhodou měli v kapse naše falzifikáty, tak jsme přístroje sami vyzkoušeli. Většinu snímačů jsme obelstili, naše falzifikáty vyhodnotily jako živý prst. Zástupci firem z nás neměli radost. Perfektně nás odhalil jen snímač od švýcarského výrobce. Vystavovala tam i korejská firma. Jak viděli, že se k jejich stánku blížíme, utíkali k snímači a nastavili na něm nejvyšší možnou kvalitu. Pak už přístroj také poznal, že máme na prstu falzifikát.

Zjišťujete, jak prolomit bezpečnostní opatření. Přemýšlíte při tom jako zločinci?
Dá se říct, že ano. Tedy nejsme zločinci, v tomto ohledu jsme nezkušení, ale přemýšlíme, jak systémy obelstít. Pracujeme na obou stranách – jak na zabezpečení, tak na jeho prolomení. Snažíme se do laboratoře získat nejnovější přístroje, u nichž se výrobce tváří, že jsou neprolomitelné. My hledáme způsob, jak je s falzifikáty obelstít.

Proč si vyrábíte umělé otisky? Nemáte dostatek těch skutečných?
Umělé nám nahrazují ty skutečné. Pro testování potřebujeme hodně dat. Museli bychom do laboratoře nahnat až milion lidí a odebrat jim otisky. Takovou databázi má možná FBI a do té přístup nemáme. Proto si sami generujeme syntetické obrazy otisků prstů podle našich požadavků.

Do databáze FBI sice přístup nemáte, máte ale vlastní unikátní soubor otisků.
Spolu s kožními lékaři se nám podařilo nasbírat otisky od pacientů s kožními problémy. Nebylo to snadné a trvalo to více než rok. Máme jich přes dva tisíce.

Už je nesbíráte?
Spolupracovali jsme s dermatologem v olomoucké nemocnici, který však už odešel do soukromé praxe. Něco máme i od kolegů z Německa a spolupracovala s námi i lékařka z brněnské Fakultní nemocnice u svaté Anny. Teď však máme problém sehnat nové otisky. Navíc v souvislosti s GDPR se do toho nikdo nehrne. Je to škoda, ale momentálně se databáze nerozšiřuje. Celkově pracujeme s desetitisíci otisků, ale většinou jsou od zdravých lidí a na těch nic moc zajímavého není. My chceme ty poškozené.

Martin Drahanský

Čtyřicetiletý informatik je profesorem na Fakultě informačních technologií Vysokého učení technického v Brně, kde působí od jejího vzniku v roce 2002. Vystudoval Vysoké učení technické v Brně a FernUniversität v německém Hagenu. Ve volném čase chodí na judo, jezdí na horském kole a běžkách. K jeho koníčkům patří i entomologie a mineralogie.

Výsledky vaší práce zajímají kriminalisty. Za spolupráci s nimi jste dostal medaili krajského policejního ředitele Jihomoravského kraje. Co konkrétně pro ně děláte?
Medaili beru jako ocenění celého týmu. Policisty zajímají právě kožní onemocnění a rozličná poškození. Pokud v otisku prstu uvidí něco, co systém vyhodnotí jako typický ekzém, vědí, že trestný čin spáchal někdo s tímto problémem, a už mohou zpřesnit profil pachatele. Dále se jedná o využití falzifikátů nejenom k prolomení snímačů, ale také k zjištění podrobných informací o zanechaných stopách na místě činu. Zda otisky skutečně patří tomu, kdo na místě byl.

Pokud by otisk nepatřil pachateli, dokážete odhalit, že použil falzifikát s cizími otisky?
V podstatě ano. Velmi záleží na materiálu, ze kterého je falešný otisk vyrobený.

Jsou pachatelé skutečně tak rafinovaní, nebo je to spíše investice do budoucna, aby byli kriminalisté připraveni na takové případy?
Spíš je to investice do budoucna. Pachatelé mohou zkoušet vyrábět falzifikáty a dostávat se s jejich pomocí do budov. Tomu je potřeba čelit a být na to připraven. Hledáme řešení, jak zabránit darebákům, aby zneužili technologii otisků prstů.

Setkal jste se s případem, kdy byl pachatel s kožním onemocněním odhalený na základně porušeného otisku?
Zatím ne. To je také otázka budoucnosti. Až náš systém bude spolehlivě fungovat, věřím, že ho policisté budou používat, a doufám, že pomůže i k odhalení pachatelů.

Kromě otisků se zabýváte i metodou na rozpoznávání obličeje.
Na tom také dlouhodobě spolupracujeme s kriminálkou. Nejraději bychom zavedli nový systém focení pachatelů. Místo klasické fotky zepředu a z boku bychom vytvářeli trojrozměrný model. Když budou mít úřady a policisté tyto modely, snadněji vyhledají pachatele nebo hledaného člověka.

Jak to bude fungovat?
Když člověk prochází po ulici, kamera ve městě většinou nezachytí jeho obličej zepředu, ale z jiného úhlu. My zjistíme, v jaké pozici obličej vůči kameře je, vypočítáme sklon, náklon a rotaci hlavy a potom 3D model natočíme do stejné pozice, jak pachatele nebo hledaného člověka zachytila kamera. Poté provedeme projekci do 2D a porovnáme obě fotografie. Současné systémy fungují výborně u snímků zachycených zepředu, nestandardní úhly jim stále činí problémy. Na vylepšení se však pracuje celosvětově.

A chystáte ještě nějaké další vychytávky?
Na trhu už máme právě zařízení pro rozpoznávání 3D obličeje. Ve spolupráci s očními lékaři vyvíjíme automatickou kameru pro snímání sítnice oka. Letos si ji lékaři vyzkoušejí a časem by se mohla dostat do specializovaných ordinací. Dále se snažíme vymyslet způsob zobrazování rakovinných ložisek v plicích bez zátěže pro pacienta. Pro Národní muzeum vytváříme systém, který počítá rozložení návštěvníků u jednotlivých exponátů.

Průkopník daktyloskopie měl kořeny na Moravě: