Résumé de section

    • Курс присвячений теоретичним основам і практичним методам побудови систем біометричної аутентифікації. Розглядаються фізіологічні та поведінкові біометричні характеристики людини, принципи вилучення та порівняння біометричних ознак, архітектура біометричних систем, методи оцінювання їх точності та надійності. Особлива увага приділяється сучасним алгоритмам обробки зображень та сигналів, методам машинного навчання в біометрії, а також питанням безпеки, етики й захисту персональних даних. Компетентності, отримані під час вивчення дисципліни «Біометрична аутентифікація», необхідні для виконання завдань виробничої практики, розроблення систем інформаційної безпеки та підготовки кваліфікаційної роботи.

      Метою вивчення навчальної дисципліни «Біометрична аутентифікація» є формування у студентів знань про принципи функціонування біометричних систем, методи збору, обробки та аналізу біометричних даних, а також розвиток практичних навичок створення та оцінювання ефективності біометричних систем аутентифікації користувачів.

      • У результаті вивчення навчальної дисципліни «Біометрична аутентифікація» студент зможе:
      • класифікувати біометричні технології за типом ознак і сферою застосування;
      • пояснювати архітектуру та принципи роботи біометричних систем;
      • застосовувати алгоритми вилучення та порівняння біометричних ознак із використанням сучасних інструментів (Python, OpenCV, TensorFlow);
      • оцінювати ефективність біометричних систем за основними показниками (FAR, FRR, EER);
      • аналізувати загрози безпеці біометричних даних та пропонувати способи їх захисту;
      • дотримуватись етичних і правових норм під час розроблення та експлуатації біометричних систем.
    • Викладач

      Добровольський Геннадій Анатолійович, кандидат технічних наук, доцент кафедри комп'ютерних наук, І корпус, ауд.39
      Telegram: https://t.me/gen_dobr

      CV: https://docs.google.com/document/d/1d7ptNpOYMEwrzfNrO1Zdp64SqCLx0msqUQya1W0vQT0/edit?usp=sharing

    • 1. Вступ до біометрії.
      1.1 Поняття ідентифікації та аутентифікації. Різниця між біометричною і класичною аутентифікацією.
      1.2 Біометричні характеристики: фізіологічні та поведінкові ознаки.
      1.3 Вимоги до біометричних систем
      1.4 Архітектура біометричної системи
      1.5 Показники ефективності
      1.6 Робота з відкритими наборами біометричних даних (LFW, CASIA, FVC).

      2. Фізіологічні біометричні характеристики
      2.1 Відбитки пальців
      2.2 райдужна оболонка,
      2.3 сітківка,
      2.4 геометрія руки,
      2.5 розпізнавання обличчя.
      2.6 Принципи зчитування, методи вилучення ознак, джерела похибок
      2.7 Порівняння методів

      3. Поведінкові біометричні характеристики.
      3.1 Голос
      3.2 динаміка підпису
      3.3 клавіатурний ритм
      3.4 хода.
      3.5 Стабільність поведінкових ознак

      4 Попередня обробка
      4.1 Попередня обробка біометричних сигналів.
      4.2 Попередня обробка біометричних зображень.

      5. Вилучення ознак і побудова біометричних шаблонів.
      5.1 Методи вилучення ознак: LBP, 
      5.2 Методи вилучення ознак: HOG,
      5.3 Методи вилучення ознак: Gabor-фільтри,
      5.4 Методи вилучення ознак: PCA,
      5.5 Методи вилучення ознак: SIFT,
      5.6 Методи вилучення ознак:SURF.
      5.7 Використання нейронних мереж (CNN, FaceNet, DeepFace).
      5.8 Формування вектора ознак і шаблону користувача.
      5.9 Обробка та візуалізація зображень із допомогою бібліотек OpenCV і NumPy.

      6. Порівняння біометричних шаблонів.
      6.1 Метрики схожості: евклідова, косинусна, Manhattan, Mahalanobis.
      6.2 Методи порівняння векторів ознак. Порогові рішення.
      6.3 Алгоритми класифікації: k-NN,
      6.4 Алгоритми класифікації:SVM,
      6.5 Алгоритми класифікації:Decision Trees

      7. Оцінювання ефективності біометричних систем.
      7.1 FAR, FRR, EER, ROC, DET-криві, показники точності та відгуку.
      7.1 Методологія тестування біометричних систем.
      7.3 Вплив умов зчитування на точність.

      8. Загрози та атаки на біометричні системи.
      8.1 Спуфінг (spoofing),
      8.2 replay-атаки,
      8.3 витік шаблонів,
      8.4 атаки на канали зв’язку,
      8.5 підміна сенсорів.
      8.6 Методи захисту від Presentation Attack (PAD).
      8.7 Захист шаблонів: cancelable biometrics, biometric cryptosystems, template protection.

      9. Етичні та правові аспекти використання біометрії.
      9.1 Захист персональних даних у контексті GDPR.
      9.2 Приватність та зберігання біометричних шаблонів.
      9.3 Етичні питання — згода користувачів, прозорість алгоритмів, соціальні наслідки.

      10. Інтеграція біометрії у прикладні системи.
      10.1 Біометрія в системах контролю доступу, банківських застосунках, мобільних пристроях.
      10.2 Використання хмарних сервісів: AWS Rekognition, Microsoft Face API, OpenFace. REST API для біометрії.

      11. Сучасні тенденції та перспективи розвитку біометрії.
      11.1 3D-біометрія,
      11.2 багатомодальні системи (multimodal biometrics),
      11.3 біометрія за серцебиттям,
      11.4 біометрія за венами,
      11.5 біометрія за ЕЕГ.
      11.6 Використання deep learning і transfer learning.
      11.7 Перспективи впровадження біометрії у системах IoT і Smart City.

    • Основна

      1. Jain A.K., Ross A., Nandakumar K. Introduction to Biometrics. 2nd ed. New York : Springer, 2016. — 428 p. ISBN 978-0-387-77326-1. link.springer.com+1

      2. Jain A.K., Flynn P., Ross A. Handbook of Biometrics. New York : Springer, 2007. — 802 p. ISBN 978-0-387-71041-7. E-Bookshelf+1

      3. Das R. The Science of Biometrics: Security Technology for Identity Verification. 1st ed. London : Routledge, 2019. — 314 p. ISBN 978-1-4987-6124-6. Routledge

      4. Fairhurst M. Biometrics: A Very Short Introduction. Oxford : Oxford University Press, 2023. — 144 p. ISBN 978-0-19-880910-4. global.oup.com

      5. Захаров В. П., Рудешко В. І. Біометричні технології в ХХІ столітті та їх використання правоохоронними органами. 2-ге вид., доп. Львів : ЛьвДУВС, 2015. — 492 с. ISBN 978-617-511-169-7. dspace.lvduvs.edu.ua

      6. Бікерей О. І. Біометрична аутентифікація. Київ : НТУ Укр : [вид-во], 2024. — […] с. (підручник) ela.kpi.ua

      Додаткова

      1. Alrawili R., AlQahtani A. A. S., Khan M. K. Comprehensive Survey: Biometric User Authentication Application, Evaluation, and Discussion [Електронний ресурс] / R. Alrawili, A. A. S. AlQahtani, M. K. Khan. — 2023. — Режим доступу: https://arxiv.org/abs/2311.13416 .

      2. Zhang J. et al. A Survey of Behavioral Biometric Authentication on Smartphones [Електронний ресурс] / J. Zhang. — 2023. — Режим доступу: https://dl.acm.org/doi/10.1145/3650215.3650342 .
      3. Кулик О. В. Біометричні технології в системах автентифікації / О. В. Кулик. — Прикладні інформаційні технології, 2023, С. 349-351. — Режим доступу: https://perspectives.pp.ua/index.php/nts/article/download/11822/11882 .

      Електронні ресурси

      1. Comprehensive Survey: Biometric User Authentication Application, Evaluation, and Discussion — R. Alrawili, A. A. S. AlQahtani, M. K. Khan. arXiv, 2024. Повний текст доступний онлайн. arXiv

      2. A ZKP‑based anonymous biometric authentication scheme for the E‑health systems — X. Mao et al. PLoS One, 2025. Open access. PLOS

      3. Sensor‑based Continuous Authentication of Smartphones' Users Using Behavioral Biometrics: A Contemporary Survey — M. Abuhamad, A. Abusnaina, D. Nyang, D. Mohaisen. arXiv, 2020. arXiv

      4. A Survey on Modality Characteristics, Performance Evaluation Metrics, and Security for Traditional and Wearable Biometric Systems — A. Sundararajan, A. I. Sarwat, A. Pons. arXiv, 2019. arXiv

      5. Biometrics Recognition Using Deep Learning: A Survey — S. Minaee, A. Abdolrashidi, H. Su, M. Bennamoun, D. Zhang. arXiv, 2019. arXiv

      6. Multiple biometric authentication for online banking system based on multiple fuzzy approach — N. M. Anwar et al. Scientific Reports, 2025. Open access article. Nature

      7. Biometric Authentication Systems: A Survey — D. R. Tripathi, D. K. Nishad. Turkish Journal of Computer and Mathematics Education (TURCOMAT), 2020. ResearchGate

      8. Biometrics‑Based Authentication: Advancements and Real‑World Implementations — Special Issue of Sensors (MDPI). MDPI

      9. Analysis of biometric access control systems — H. El Bouhissi et al., CSIT Journal, 2025. csitjournal.khmnu.edu.ua

      10. Do They Understand What They Are Using? — Assessing Perception and Usage of Biometrics — L. Mecke, A. Saad, S. Prange, U. Gruenefeld, F. Alt. arXiv, 2024. arXiv