Аутентификация силой мысли: магистрант Омского политеха преобразует мозговые волны в криптографический ключ

В век высоких технологий существует достаточное количество нейроинтерфейсов, которые позволяют людям печатать текст без клавиатуры, развивать свои умственные способности, а также управлять персонажами в компьютерных играх силой мысли. Изучение преобразования активности мозга для управления устройствами представляет научный интерес для студента факультета элитного образования и магистратуры, инженера-программиста ОмГТУ Дениса Стадникова. Магистрант занимается исследованием процесса преобразования мысленных команд человека в криптографический ключ для прохождения процедуры аутентификации.

Проект молодого ученого носит название: «Модель преобразователя электрической активности мозга в криптографический ключ или пароль на базе методов глубокого обучения искусственных нейронных сетей». Данная тема находится на пике развития технологий машинного обучения и человеко-машинных коммуникаций, что делает ее актуальной с научной и практической точек зрения. По словам Дениса, в ближайшем будущем нейроинтерфейсы станут предметом обихода так же, как мобильные телефоны или умные часы. Благодаря нейронным сетям выделяются уникальные признаки сигналов, передаваемые с интерфейсов. Эти признаки позволяют идентифицировать человека с высокой точностью.

Работу над проектом молодой ученый начал во время обучения на втором курсе бакалавриата под руководством доцента кафедры «Комплексная защита информации», кандидата технических наук Алексея Сулавко. Тогда же были проведены первые эксперименты по получению и анализу данных электроэнцефалограмм, считывающих мозговую активность. На данный момент главная цель исследования – разработать метод высоконадежной аутентификации на базе электрической активности головного мозга человека.

Денис Стадников, магистрант ОмГТУ: «Каждый раз, когда вы прикладываете свой палец к сканеру отпечатка мобильного телефона, считанные данные преобразуются в ключ, который позволяет разблокировать гаджет. Мы стремимся к тому, чтобы доступ к информационным системам можно было получить силой мысли. Такой способ будет куда безопаснее паролей, ведь его украсть невозможно. Пароли, шифры и электронные подписи являются отчужденными от владельца, уязвимыми перед методами социальной инженерии, а также подвержены человеческому фактору. Устранить или хотя бы снизить влияние этого фактора на безопасность информационных систем можно, используя биометрические средства защиты. Открытый образ может быть изучен злоумышленником и фальсифицирован (можно снять данные со стакана, ручки, фотографии и т.д.). При этом появляются большие возможности по компрометации систем, так как открытый образ имеет мало возможных вариантов замены (10 пальцев, 2 глаза и одно лицо). Поэтому аутентификация на основе образа электроэнцефалограммы (кратко – ЭЭГ) – наиболее безопасный метод биометрического контроля. Образ ЭЭГ каждого человека уникален и может сочетать в себе биометрический и секретный контенты. Кроме того, на сегодняшний день не существует хорошо проработанных атак по перехвату и интерпретации сигналов ЭЭГ, поэтому можно считать данный вид биометрических образов наиболее защищенными от атаки посредника. Чтобы украсть «мысль» нужно вклиниться в канал мозг-компьютер, причем незаметно для лица, проходящего аутентификацию, что с текущим уровнем развития технологий неосуществимо».

В отличие от других исследователей, которые ищут общие способы решения задачи аутентификации для большинства людей, Денис исследует индивидуальные особенности работы головного мозга человека. Так, двух секунд сигнала ЭЭГ достаточно, чтобы распознать человека с точность до 98% и узнать особенности его психоэмоционального состояния в данный момент времени.

Магистрантом уже создана математическая модель, позволяющая преобразовывать сигналы ЭЭГ в криптографический ключ. В дальнейшем планируется разработка прототипа и минимально жизнеспособного образца продукта. Для этого необходимо усовершенствовать алгоритм для работы с современными моделями нейроинтерфейсов.

Отметим, что исследование студента проводится на базе научно-технического центра «Касиб» в ОмГТУ. К разработке также привлекаются студенты кафедры и других направлений подготовки. Благодаря подобному взаимодействию молодой ученый смог собрать значительную базу данных, которая постоянно пополняется и используется для усовершенствования модели преобразователя электрической активности мозга.