• طراحی و ساخت سیستم های تشخیص هویت

از دیرباز انسان برای بقا، نیاز به تشخیص دوست از دشمن داشته و تشخیص هویت برای او امری حیاتی بوده و هست. لذا امروز سعی در مکانیزه سازی سیستم های شناسایی یا تشخیص هویت شده است. در گذشته جهت شناسایی جرم و جنایتکار، از روال شناسایی اثرانگشت و چهره نگاری استفاده می شده، اما اکنون سیستم های مکانیزه ای ایجاد شده است.

بیومتریک

• اندازه گیری و تحلیل آماری داده های بیولوژیکی
• به تکنولوژیی برای اندازه گیری و آنالیز مشخصات بدن افراد جهت تشخیص هویت فرد اشاره دارد
• شناسایی اتوماتیک یک شخص با استفاده از ویژگی های اختصاصی (مشخصات فیزیولوژیکی یا رفتاری)

دو اصطلاح مهم در بیومتریک:

1. تطابق یک به یک، عمل تطابق الگوهای کاربر با داده های ذخیره شده.
2. تطابق یک به چند، یافتن یک الگو از میان الگوهای ذخیره شده جهت شناسایی کاربر.

طبقه بندی متدهای بیومتریک:

عموما در سیستم های بیومتریک از دو نوع ویژگی مختلف افراد جهت شناسایی استفاده می شود که در ذیل به آنها اشاره می کنیم.

• (پارامترهای فیزیولوژیکی) اساس شناسایی در این کلاس، اندازه گیری و آنالیز مشخصه های ثابت یک شخص می باشد. مثلا شناسایی از روی هندسه ی دست، عنبیه ی چشم، اثر انگشت، صدا و...
• (پارامترهای رفتاری) شناسایی الگوهای رفتاری مشخص فرد. مثلا شناسایی از روی شدت ضربه شخص روی کیبرد و...

معماری سیستم های بیومتریک

تمامی سیستم های بیومتریک دارای یک معماری کلی یکسان در ساخت هستند. فرآیندی که در این سیستم انجام می شود عبارتست از:

• دریافت داده ها توسط سنسور
• تبدیل داده های (سیگنال های) دریافتی از سنسورها به فرم مناسبی (A/D) جهت ارسال به زیر سیستم پردازش سیگنال

عملیات زیر سیستم پردازش سیگنال به شرح ذیل می باشد:

1. دریافت داده های خام از زیر سیستم جمع آوری داده
2. استخراج خصیصه
3. عملیات فیلترینگ جهت حذف نویز
4. اصلاح داده ها
5. تبدیل داده های دریافتی به فرم لازم (تولید الگو) برای زیر سیستم تطبیق.

لازم به ذکر است که از داده‌های دریافت شده در این زیر سیستم، پس از پردازش، یک الگو از برخی ویژگی‌های موجود، تولید و ذخیره می شود. در واقع این الگوی تولید شده، مورد مقایسه و شناسایی قرار می‌گیرد. ماهیت این الگو که از روی یک شابلون از پیش تعریف شده تولید می شود (یک استاندارد ثابت)، ماتریسی از صفر و یک می باشد. در واقع این شابلون قسمت های مورد اندازه گیری از یک نمونه را برمی‌گرداند. زیر سیستم تطبیق خروجی این زیر سیستم از مقایسه دو الگو بدست می آید.

فرآیند این زیر سیستم شامل: دریافت داده های پردازش شده (الگو) از زیر سیستم قبل و دریافت الگوهای ذخیره شده، مقایسه الگوی تولید شده در زیر سیستم قبل، با الگوهای موجود زیر سیستم تصمیم گیری این زیر سیستم پس از اجرای زیر سیستم قبل فراخوانی می شود که وظیفه آن تصمیم گیری بر روی تطابق انجام شده متناسب با درخواست است. در این مرحله یک حد یا آستانه در نظر گرفته شده است. اگر امتیاز بیشتر یا برابر این آستانه باشد، کاربر تایید می شود، در غیر این صورت کاربر پذیرفته نمی شود.

زیر سیستم فضای ذخیره سازی، شامل الگوهایی است که در هنگام ثبت نام از کاربران بدست آمده است. ممکن است برای هر کاربر یک یا چند الگو ذخیره شده باشد. زیر سیستم محیط انتقال وظیفه ی این بخش انتقال داده ها، بین اجزا یک سیستم بیومتریک است.

پارامترهای مهم در سیستم‌های بیومتریک:

در همه ی سیستم های بیومتریک پارامترهایی موجودند که ویژگی ها و قابلیت های سیستم شما را معرفی می کنند.

1. نرخ پذیرش اشتباه این پارامتر، تعیین کننده ی امکان پذیرش کاربر جعلی از کاربر اصلی می باشد. این پارامتر باید تا جای ممکن کوچک باشد.
2. نرخ عدم پذیرش اشتباه این مقیاس نمایانگر این است که تا چه اندازه شخص اصلی اشتباها پذیرش نمی شود. (حساسیت بسیار بالا) این پارامتر نیز باید تا حد مورد نیاز کم باشد.
3. نرخ خطای مساوی: کاهش نرخ پذیرش اشتباه باعث افزایش غیر تعمدی نرخ عدم پذیرش اشتباه می شود. نقطه ای که میزان نرخ عدم پذیرش اشتباه با نرخ پذیرش اشتباه برابر می شود، نقطه ی نرخ خطای مساوی است. هرچه میزان این پارامتر کمتر باشد، نمایانگر این است که سیستم دارای یک حساسیت بهتر و توازن خوبی است.
4. نرخ ثبت نام نادرست احتمال خطایی که در هنگام نمونه برداری جهت ثبت در پایگاه داده، در خصوص تشخیص صحیح ممکن است رخ دهد.

تکنولوژی های بیومتریک:

اثر انگشت

هندسه دست

اندازه گیری شبکیه چشم

اندازه گیری عنبیه

تشخیص چهره

تشخیص امضا

تشخیص صدا

آزمایش DNA

نمودار حرارتی چهره

شدت ضربه روی صفحه کلید

شکل گوش

بوی بدن

فناوری بیومتریک جزء یکی از اصلی ترین فناوری‌هایی است که با همه گیرشدن می‌تواند جهان را به سوی جهانی مطلوب و امن سوق دهد.این فناوری باعث افزایش ضریب امنیت , سرعت و سهولت , کاهش هزینه‌ها و اطمینان خاطردر تجارت الکترونیک, افزایش اعتماد… وهزاران اتفاق خوب دیگر می‌شود. در چند سال گذشته نگرانی‌‌های امنيتي، باعث رشد و توسعه فناوري‌هاي بیومتریک شده است و به طور کلی تمام فعالیت‌‌های مرتبط با تحقیقات بیومتریک سرعت زیادی به خود گرفته‌اند. این رشد نه تنها به واسطه افزایش ملاحظات امنیتی صورت گرفته، بلکه متأثر از ملاحظات مربوط به حریم خصوصی کاربران، در زمینه استفاده محرمانه و امن از اطلاعات شخصی افراد است که در فضا‌های مجازی ذخیره شده یا از طریق اینترنت انتقال می‌یابند. پروژه‌‌های هویت ملی که توسط دولت‌‌های مختلف در سطح جهان پياده مي‌شود نیز باعث رشد بازار بیومتریک خواهد شد. بر‌اساس برآورد‌های بازار بیومتریک در سال ۲۰۱۲ ارزشی حدود شش میلیارد دلار خواهد داشت. بنابراین، پیش‌بینی می‌شود تا آیند‌های دور، در سراسر دنیا بازاری پایدار و مستحکم برای بیومتریک وجود داشته باشد.

• طراحی و ساخت سیستم های رمزنگار

مفهوم کلی

یک سیستم رمزنگاری، هر نوع سیستم رایانه‌ای است که عملیات رمزنگاری را پیاده می‌کند. از این قبیل سیستم ها می‌توان به عنوان مثال به سیستم پست الکترونیکی امن، که در آن از روش‌هایی مثل امضای دیجیتال، تابع درهم‌سازی و تکنیک‌های مدیریت کلید استفاده می‌شود، اشاره کرد. سیستم‌های رمزنگاری از عناصر پایه‌ی رمزنگاری تشکیل شده‌اند که معمولاً از آن‌ها پیچیده‌تر هستند. به همین دلیل شکستن سیستم‌های رمز محدود به شکستن الگوریتم‌های زیربنایی نیست بلکه با روش‌های بسیار ساده‌تر می‌توان با در نظرگرفتن کل سیستم، آن را شکست. هر سیستم رمزی که قواعد رمزنگاری را به درستی اجرا کند می‌تواند امنیت داشته باشد.

سیستم رمز از نگاه رمزنگاری

در این تعریف، سیستم رمز، مجموعه‌ای از الگوریتم‌ها است که برای رمزنگاری و رمزگشایی استفاده می‌شوند. به‌طور معمول در یک سیستم رمز از سه نوع الگوریتم استفاده می‌شود: 1- الگوریتم تولید کلید 2- الگوریتم رمزنگاری 3- الگوریتم رمزگشایی

الگوریتم تولید کلید

الگوریتم تولید کلید، تمام مراحلی است که طی می‌شود تا کلید برای عملیات رمزنگاری و رمزگشایی تولید شود. در سیستم‌های رمزنگاری کلید متقارن، الگوریتم تولید کلید تنها یک کلید تولید می‌کند که این کلید بین هر دو طرف به اشتراک گذاشته می‌شود و در عملیات رمزنگاری و رمزگشایی استفاده می‌شود. اما در سیستم‌های رمزنگاری کلید عمومی ، الگوریتم تولید کلید، دو کلید که کلید عمومی و کلید خصوصی نامیده می‌شوند تولید می‌کند. در این نوع سیستم فرستنده پیام خود را با کلید عمومی گیرنده رمز می‌کند و گیرنده آن‌را با کلید خصوصی خود رمزگشایی می‌کند.

الگوریتم رمزنگاری

الگوریتم رمزنگاری با دریافت کلید و متن اصلی، متن رمز شده را در خروجی می‌دهد. الگوریتم رمزنگاری صرفاً محرمانگی پیام را تضمین می‌کند اما همچنان برای داشتن امنیت بالاتر نیاز به الگوریتم‌های دیگری مثل تصدیق (authentication) داریم.

الگوریتم رمزگشایی

الگوریتم رمزگشایی با دریافت کلید و متن رمزشده، متن اصلی را در خروجی می‌دهد.

• طراحی و ساخت ماژول های پردازشگر مبتی بر FPGA

با پیشرفت تکنولوژی و همچنین استفاده روز افزون از داده‌های Rael time در سیستم‌های الکترونیکی و مخابراتی، استفاده از تراشه‌های FPGA در طراحی‌ها بسیار متداول شده است. هسته پردازشگر این بردها که وظیفه دارد داده‌های ورودی اعم از دیجیتال، آنالوگ و یا سریال را بخواند، خواندن ورودی‌ها، اعمال خروجی‌ها و برقراری ارتباط از طریق رابط‌ها و پردازش و تصمیم‌گیری‌ها را بر عهده دارد FPGA است. FPGAها نوعی چیپ الکترونیکی هستند که شامل تعداد بسیار زیادی مدارات پایه دیجیتال(Logic Cell , Memory , Lookup table , DSP Slice …) در درون خود هستند. طراح می تواند بر اساس نیاز مدار مورد نظر خود را با برنامه هایی خاص بر روی کامپیوتر سنتز و شبیه سازی نماید و پس از آماده شدن طرح از طریق پروگرامرهای مخصوص بر روی حافظه Flash جانبی چیپ FPGA، Load نماید. FPGA ها به هنگام روشن شدن (Power Up) به وسیله خواندن فایلی که در حافظه Flash جانبی این قطعه قرار داده شده‌است پیکره‌بندی می‌شوند، و مدار مورد نظر طراح را در داخل FPGA، Program می نماید. برنامه نویسی برای FPGA ها معمولا به وسیله زبان‌های توصیف سخت­افزاری (مثل VHDL ، Verilog) انجام می شود. FPGA ها المانهای بسیار انعطاف پذیری از نظر ساختار I/O (پایه های ورودی و خروجی) هستند. برنامه نویس با طراح برد می تواند ورودی و خروجی ها را بر این اساس که از نظر مباحث Signal Integrity و کیفیت ترسیم نقشه PCB بهترین وضعیت را بدست آوریم تعامل داشته باشند. انعطاف پذیری در تغییر مدار پیاده سازی شده روی FPGA از طریق نرم افزار نیز از ویژگی‌های بارز مدار های مبتنی بر FPGA است. بر خلاف میکروپروسسور ها و میکرو کنترلر ها که برنامه را از حافظه برنامه خط به خط اجرا می کنند ، در FPGA ها برنامه به صورت سخت افزاری پیاده سازی می شود. این بدان معناست که به صورت کاملا واقعی و حقیقی چند وظیفه (Task) می توانند به صورت پارالل انجام پذیرد.

از این رو شرکت راهگزین رایانه نیز با توجه به پروژه هایی پیشنهادی از صنایع مختلف موجود درکشور، طراحی و ساخت بردهای مبتنی بر FPGA را در دستور کار خود قرار داده و ماژول های Customize شده با در نظر گرفتن نیاز پروژه های مختلف طراحی کرده است.

• طراحی و ساخت ماژول های پردازشگر مبتی بر میکرو پروسسور

• طراحی و ساخت ماژول های Interface مربوط به PC104 با EISA و PCI