Đồ án ii đề tài bảo mật hệ thống kho lưu trữ thông minh bằng cảm biến vân tay

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN II ĐỀ TÀI: BẢO MẬT HỆ THỐNG KHO LƯU TRỮ THÔNG MINH BẰNG CẢM BIẾN VÂN TAY NGUYỄN QUANG ĐỨC duc.nq181407@sis.hust.edu.vn Ngành KT Điều khiển & Tự động hóa Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Quang Địch Bộ môn: Tự Động Hóa Cơng Nghiệp Trường: Điện – Điện tử HÀ NỘI, 2/2022 Chữ ký GVHD BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI Độc lập – Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Quang Đức Khóa…K63……………………Trường: Điện- Điện tử Ngành: CN ĐK &TĐH Tên đề tài: Bảo mật hệ thống kho lưu trữ thông minh cảm biến vân tay Nội dung đề tài: Tìm hiểu hệ thống bảo mật vân tay chương trình nhận diện vân tay áp dụng kho lưu trữ thông minh Cán hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Quang Địch Thời gian giao đề tài: 10/2/2021 Thời gian hoàn thành: 4/3/2021 Ngày 04 tháng 03 năm 2022 LÃNH ĐẠO BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký ghi rõ họ tên) Tóm tắt nội dung đồ án Nội dung dồ án: Bảo mật hệ thống kho lưu trữ thông minh cảm biến vân tay Các công cụ sử dụng: - Cảm biến vân tay FPM-10A - Lập trình Python hệ điều hành Ubuntu - Phần mềm thiết kế giao diện Qt Designer Dựa kiến thức tìm hiểu kiến thức học, kết đồ án có phù hợp với vấn đề đặt Nội dung đồ án áp dụng nhiều vào công việc, học tập thực tiễn Mục lục Giới thiệu chung Chương 1: Hệ thống nhận dạng vân tay 1.1 Nhận dạng vân tay 1.1.1 Tổng quan 1.1.2 Nhận dạng dấu vân tay 1.1.3 Ứng dụng nhận dạng vân tay 1.2 Hệ thống nhận diện vân tay .10 1.3 Cơ sở nhận dạng 11 1.4 Phương pháp nhận dạng vân tay 14 1.4.1 Thuật toán xử lý ảnh 14 1.4.2 Phương pháp trích điểm đặc trưng 14 1.5 Đối sánh vân tay 15 Chương 2: Chương trình nhận diện vân tay 17 2.1 Giới thiệu chương trình 17 2.1.1 phần mềm 17 2.1.2 Phần cứng 17 a Cảm biến vân tay 17 b Cơ sở máy quét quang học 18 2.2 Cảm biến vân tay FPM-10A 19 2.2.1 Cách thức hoạt động 19 2.2.2 Các thông số kĩ thuật 19 2.2.3 Giao diện phần cứng 20 a Truyền thông nối tiếp: 20 b Giao tiếp phần cứng 22 2.2.4 Hệ thống tài nguyên .23 a Bộ đệm 23 b Thư viện vân tay 23 c Thơng số cấu hình hệ thống 23 d Địa mô-đun 24 2.3 Giao tiếp UART 24 2.3.1 Giới thiệu UART 24 2.3.2 Giao tiếp nối tiếp song song 25 2.3.3 Cách thức hoạt động 25 Chương Lưu đồ thuật toán 27 3.1 Lưu đồ thuật toán .27 3.2 Tạo sở liệu với SQLite .28 3.3 Giao diện phần mềm 29 3.4 Chương trình code 31 Kết luận 34 Tài liệu tham khảo .35 Danh mục hình ảnh Hình Hệ thống nhận diện vân tay .10 Hình Vân Tay .12 Hình Bề mặt S vùng vân tay 13 Hình Điểm Core Delta 13 Hình CCD ( Charge Coupled Device ) .18 Hình Các chân cảm biến 21 Hình Truyền thơng UART 25 Hình Gói liệu UART .26 Hình Tạo sở liệu với SQLite 29 Hình 10 Giao diện đăng nhập 29 Hình 11 Giao diện hình 30 Giới thiệu chung Trong thời đại ngày nay, phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật giúp cho người thuận tiện công việc ngày Với bùng nổ cơng nghệ thơng tin, q trình tồn cầu hóa diễn nhanh chóng, bảo mật riêng tư thông tin cá nhân để nhận biết người hàng tỉ người trái đất địi hỏi phải có tiêu chuẩn, hệ thống đảm nhận chức Cơng nghệ sinh trắc đời đáp ứng yêu cầu Trong tổ chức, quan an ninh, quân sự, hành chính, khoa học… ln có nhu cầu kiểm tra trả lời câu hỏi: “người có phải đối tượng hay khơng?”, “người có quyền truy cập sử dụng thiết bị đó?”, “người có biết thơng tin đó?”… Phương pháp dựa vào thẻ truyền thống (ví dụ dùng chìa khóa…), phương pháp dựa vào trí thức (ví dụ dùng mật PIN – Personal Identification Number) sử dụng phổ biến thực tế chứng minh khơng hiệu tính an tồn khơng cao khó nhớ Người ta nhận thấy đặc trưng sinh trắc dễ dàng bị thay thế, chia sẻ hay giả mạo , chúng xem đáng tin cậy nhận dạng người so với phương pháp Vân tay đặc điểm đặc biệt người tính đa dạng nó, người sở hữu dấu vân tay khác nhau, trường hợp người có dấu vân tay trùng Bằng việc sử dụng vân tay mật mã, việc xác nhận người thực hệ thống nhận dạng vân tay an tồn nhanh chóng Chương 1: Hệ thống nhận dạng vân tay 1.1 Nhận dạng vân tay 1.1.1 Tổng quan Vân tay vết lằn tạo nên hoa văn bề mặt da đầu ngón tay mà ta quen gọi dòng đường vân Một thẻ mẫu in vân, gọi thường gồm hai loại: vân tay lăn (rolled) vân tay ấn (plain) Vân tay thu nhận sensor gọi vân tay sống, dạng phổ biến nước công nghiệp Dấu vết vân tay nghi can để lại trường gọi vân tay trường, dạng vân chất lượng xấu không đầy đủ nên khó nhận dạng - Một cấu trúc đường vân lý tưởng bao gồm dòng đường vân dòng đường rãnh chạy xen kẽ nhau, “song song” với nhau, đường vân bị kẹp hai đường rãnh ngược lại, đường rãnh bị kẹp hai đường vân - Tùy theo chất lượng mà ảnh vân tay chia làm miền con: vùng có cấu trúc rõ ràng, vùng bị phá hủy khôi phục lại vùng bị phá hủy khôi phục - Đặc trưng vân tay: Hình dạng đường vân tay phong phú, song phân loại theo lớp khác Vùng vân trung tâm dùng để phân loại vùng vân nằm dấu vân tay giới hạn đường bao đường bao Việc phân loại đường vân giúp rút ngắn thời gian nhận dạng vân - Điểm gặp ba dòng vân khác gọi tam phân điểm (delta), cịn điểm mà quanh có dịng vân chạy vòng quanh gọi tâm điểm (core) - Số đếm vân số đường vân cắt đoạn thẳng nối hai điểm mốc Điểm mốc tâm điểm (core), tam phân điểm (delta) hay điểm đặc trưng chi tiết - Đặc điểm chi tiết vân tay: Một số đường vân chạy liên tục đến vị trí bị phân hai, ba nhánh (điểm rẽ nhánh) có bị đột ngột kết thúc (điểm cụt) gọi đặc điểm chi tiết 1.1.2 Nhận dạng dấu vân tay - Nhận dạng vân tay hoạt động theo nguyên tắc: Khi đặt ngón tay lên thiết bị đọc dấu vân tay, thiết bị quét hình ảnh ngón tay đưa vào hệ thống Hệ thống xử lý dấu vân tay, chuyển sang dạng liệu số đối chiếu đặc điểm vân tay với liệu lưu trữ hệ thống - Nếu dấu vân tay khớp với liệu hệ thống chức thực Trên lý thuyết, nhận dạng vân tay cho phép loại bỏ hoàn toàn loại mật song đảm bảo tính bảo mật người dùng đăng nhập thiết bị 1.1.3 Ứng dụng nhận dạng vân tay - So sánh dấu vân tay vốn coi phương tiện hữu hiệu hỗ trợ cho nhà điều tra trình phá án xét xử Người ta tìm tung tích tội phạm nạn nhân thơng qua dấu vân tay trường Tuy nhiên phương pháp bộc lộ vài khuyết điểm tác động yếu tố khách quan môi trường thời tiết, trường sau khảo sát,…và yếu tố chủ quan gây nhiễu Nếu đơn dựa vào yếu tố kỹ thuật mà bỏ qua loạt biện pháp nghiệp vụ khác, sai số lên tới 10% Mặc dù vậy, phương pháp nhận dạng vân tay phổ biến nhiều nơi nhiều quốc gia,mặc nhiên phương pháp nhận dạng vân tay sử dụng việc điều tra phá án cảnh sát việc nâng cao xác nhận dạng vân tay vấn để thiết yếu - Ngày nay, người ta lợi dụng đặc điểm riêng biệt vân tay để xây dựng hệ thống bảo mật thông tin riêng tư cho người sở hữu chúng, từ việc dùng ổ khóa vân tay thay cho ổ khóa thơng thường việc dùng vân tay thay mật phổ biến thời đại công nghệ thông tin Người ta cần quét dấu vân tay qua thiết bị chức mở cánh cửa, đăng nhập vào hệ thống máy vi tính, qua phịng bí mật hay trạm bảo vệ bí mật - Trong lĩnh vực quản lý nhân sự, phương pháp nhận dạng vân tay hỗ trợ đắc lực cho việc quản lý chấm cơng nhà máy, xí nghiệp, công ty máy máy chấm công vân tay Tuy nhiên, phổ biến có lẽ dấu vân tay qua mặt sau chứng minh thư để xác định cách nhanh đặc điểm, hồ sơ công dân lưu sở liệu 1.2 Hệ thống nhận diện vân tay Hệ thống nhận dạng: hệ thống xác thực cá nhân cách tìm kiếm đối sánh đặc tính sinh trắc người với toàn mẫu sinh trắc lưu giữ sở liệu Hình Hệ thống nhận diện vân tay