ফিঙ্গারপ্রিন্টঃ কী এবং কেন?
কোনোকিছুই পুরোপুরি নিরাপদ নয়। তালার চাবি বানানো যায়, সেফস লক ভেঙে ফেলা যায় এবং অনলাইন পাসওয়ার্ডও আগে বা পরে অনুমান করা যায়। তবে আমাদের জিনিসপত্র সুরক্ষিত রাখার উপায় কী? বর্তমানে সবচেয়ে সুরক্ষিত পদ্ধতির একটি হলো বায়োমেট্রিক পদ্ধতি যেমন, ফিঙ্গারপ্রিন্ট, রেটিনা স্ক্যান ও ফেস লক যা পার্সোনাল ডেটা জালিয়াতি করা আরও কঠিন বানিয়েছে। কিছুকাল আগেও ফিঙ্গারপ্রিন্ট নেওয়া হত অপরাধী শনাক্তকরণের জন্য। এখন সাধারণ মানুষ তা নিজের রক্ষা করতে ব্যবহার করে। ফিঙ্গারপ্রিন্টের স্বতন্ত্রতা একে আরও জনপ্রিয় করে তুলছে, সাধারণ স্মার্টফোন, এটিএম, সিকিউরিটি সম্পন্ন স্থানে, জাতীয় পরিচয়পত্রে এবং কম্পিউটার ল্যাপটপেও ব্যবহার করা হচ্ছে। চলুন, এই প্রযুক্তির পিছনের দৃশ্যগুলো একটু দেখে আসা যাক!
স্যার এডওয়ার্ড হেনরি ১৯ শতকের শুরুর দিকে লন্ডন মেট্রোপলিটন পুলিশে ফিঙ্গারপ্রিন্টের আধুনিক সংস্করণ ব্যবহার করা শুরু করেন। কিন্তু মজার বিষয় হলো, এই ফিঙ্গারপ্রিন্টের আবিষ্কারক 'আজিজুল হক' নামের একজন বাংলাদেশী! গণিত বিষয়ে দক্ষতা দেখে এডওয়ার্ড হেনরী আজিজুল হককে সাব-ইন্সপেক্টর হিসেবে নিয়োগ দেন আঙ্গুলের ছাপ গবেষণার জন্য। তখন ফ্রান্সিস গ্যালটনের পুরোনো পদ্ধতি অনুযায়ী কাজ হত, যা সময় সাপেক্ষ ও অকার্যকর ছিল। আজিজুল হক তার গাণিতিক দক্ষতার মাধ্যমে আঙ্গুলের ছাপের কিছু বৈশিষ্ট্যকে ভিত্তি করে ৩২*৩২= ১০২৪টি খোপের মাধ্যমে শ্রেণীবিন্যাস করেন, যা অজানা আঙ্গুলের ছাপ বের করতে বেশ কার্যকরী ছিল। হেম চন্দ্র বোস কাজে পুর্ণতা দিতে সাহায্য করেন এবং পদ্ধতির জানাজানির হলে হেনরি একে ইংল্যান্ডে গিয়ে নিজের নামে চালিয়ে দেন। যদিও পরে বিষয়টি প্রকাশ পায়। বর্তমানের ফিঙ্গারপ্রিন্টের কৃতিত্ব পুরোপুরি এই দুই বাঙালির।
ফিঙ্গারপ্রিন্ট কী?
প্রকৃতি প্যাটার্নে পরিপুর্ণ। সেটা এককোষী জীব হোক বা বহুকোষী প্রাণী বা অনন্ত মহাবিশ্বের কিছু। ফিলোসোফার ও বিজ্ঞানীরা অক্লান্ত পরিশ্রম করেন প্রকৃতির প্যাটার্ন জানার ও বোঝার জন্য। এই ন্যাচারাল প্যাটার্নগুলোকে গাণিতিক রুপ দেওয়া যায়, আবার কখনও নির্দিষ্ট নিয়ম, বিশদ বর্ণনা এবং চিহ্নিত করা যায়। প্রাকৃতিক বিষয়গুলো সার্বজনীন মৌলিক নীতি মেনে চলে এবং নীতি থেকে থেকে কখনও বিচ্যুত হয় না।
ফিঙ্গারপ্রিন্টের ক্ষেত্রেও এই তত্ত্বটি প্রযোজ্য। কারণ:
ফিঙ্গারপ্রিন্ট প্রথম মৌলিক বিষয়টি হলো, এর ইউনিকনেস। একটি ফিঙ্গারপ্রিন্টের বৈশিষ্ট্য শুধু তার স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য এবং দুইটি আঙ্গুলের ছাপ কখনও এক হবে না। এই বৈশিষ্ট্য এতোটাই স্বতন্ত্র যে জমজদের মধ্যেও আলাদা হয়। ফিঙ্গারপ্রিন্ট ভ্রণের ষষ্ঠ মাসে গঠিত হয় বলে জানা যায়।
আরেকটি মৌলিক বিষয় হলো, মানুষের সম্পুর্ন লাইফ টাইমে ফিঙ্গারপ্রিন্ট একই থাকে বা পরিবর্তন হয় না। বয়সের সাথে আকারে বড়ো হতে পারে, তবে প্যাটার্ন একই থাকে। তবে আঙ্গুলের ক্ষতি হলে এর গঠন চেন্জ হতে পারে। আবার কিছু মেডিক্যাল কনডিশনে ব্যাক্তির ফিঙ্গারপ্রিন্ট থাকে না বা বদলে যায়।
ফিঙ্গারপ্রিন্ট দেখতে জটিল মনে হলেও এর মাঝে ইউনিক কিছু প্যাটার্ণ রয়েছে। ফিঙ্গারপ্রিন্টে রিজে (ফিঙ্গারপ্রিন্টের উঁচু ঢাল) প্যাটার্ন লক্ষ্য করা যায়, যাকে নিয়মতান্ত্রিক শ্রেণীবিন্যাস করা সম্ভব। এটা এর তৃতীয় মৌলিক বিষয়।
ফিঙ্গারপ্রিন্টের তিনটি মৌলিক রিজ প্যাটার্ন আছে।
১. Arches (আর্ক):
এই টাইপের প্যাটার্নে রিজ এক দিক দিয়ে শুরু হয় এবং অন্য দিকে শেষ হয়। পৃথিবীর মাত্র ৫% মানুষের ফিঙ্গারপ্রিন্ট এমন প্যাটার্নের।
২. Loops (লুপস):
এই টাইপের প্যাটার্নে রিজ যে দিক দিয়ে শুরু হয়েছে সেদিক দিয়েই শেষ হয়। পৃথিবীর ৬০-৬৫% ভাগ মানুষের ফিঙ্গারপ্রিন্টের প্যাটার্ন এমন।
৩. Whorls (ঘুর্ণি):
বৃত্ত দিয়ে গঠিত, একটার বেশি লুপস অথবা প্যাটার্নের মিশ্রন থাকে। পৃথিবীর ৩০-৩৫% মানুষের এমন ফিঙ্গারপ্রিন্ট রয়েছে বলে মনে করা হয়।
ফিঙ্গারপ্রিন্টের প্যাটার্নের ভিতরে অনেক ভিন্নতা লক্ষ্য যায়। তবে অ্যালগরিদম কীভাবে তৈরী করা হয়?
এর সহজ উত্তর হলো রিজ (ফিঙ্গারপ্রিন্টের ঢালের উঁচু অংশ) ও ভ্যালি (ঢালের নিচের অংশ) দিয়ে।
ফিঙ্গারপ্রিন্ট শনাক্তকরণের ক্ষেত্রে বেশিরভাগ স্ক্যানারে Minutiae (ক্ষুদ্র অংশ) পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়।
এই পদ্ধতিতে ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র পয়েন্টের ছবি তোলা হয়। এই ক্ষুদ্র পয়েন্টগুলো ফিঙ্গারপ্রিন্টের স্বতন্ত্রতা বজায় রাখে।
একটি ভালো কোয়ালিটির ফিঙ্গারপ্রিন্ট ছবিতে ২৫-৮০টি পয়েন্ট ধরা হয় যা স্ক্যানারের রেজ্যুলেশন ও আঙ্গুলের অবস্থানের ওপর নির্ভর করে।
ক্ষুদ্র পয়েন্টগুলো রিজের লাইন বা শাখা ওপর নির্ভর করে। পয়েন্টের সংখ্যা অনেক রকমের হতে পারে, তবে সব পয়েন্ট ভিত্তি মূলত এই তিনটি-
১. Bifurcation:
রিজ চলতে চলতে দুই ভাগে ভাগ হলে সেখানে একটা পয়েন্ট ধরা হয়।
২. Ridge Ending:
রিজ যদি শেষ হয়ে যায় তখন সেখানে একটা পয়েন্ট ধরা হয়।
৩. Island:
যদি ফিঙ্গারপ্রিন্টে ছোট রিজ থাকে তবে তাকে একটা পয়েন্ট ধরা হয়।
প্রসেসঃ
বেশিরভাগ ফিঙ্গারপ্রিন্ট স্ক্যানার একই ধরণের হার্ডওয়্যার নীতির ওপর তৈরি করা হয়। তবে অতিরিক্ত ফিচার ও সফটওয়্যার প্রডাক্টের পারফরম্যান্স এ বড়ো ভুমিকা রাখে এবং গ্রাহক পর্যায়ে কী সুবিধা পাবে তাও নির্ধারণ করে।
স্ক্যানারের সাথে সংযুক্ত থাকে একটি/অনেকগুলো IC, যা স্ক্যান করা ডেটা বাইনারীতে রুপান্তর করে এবং মূল প্রসেসরে তা প্রেরণ করে। একেক মেন্যুফেকচার একেক রকমের ডেটা ব্যবহার করে ফিঙ্গারপ্রিন্টের মূল পয়েন্টগুলো সনাক্ত করতে, যা স্পিড ও অ্যাকুরেসিতেও প্রভাব ফেলে।
স্মার্টফোনে Minutiae বা ক্ষুদ্র পয়েন্টগুলোর বিভিন্ন এঙ্গেল থেকে ছবি তুলে একটা ম্যাপ তৈরী হয়।
ম্যাপে পয়েন্টগুলো আকার, আকৃতি, এক পয়েন্ট থেকে অন্য পয়েন্টের দূরত্ব, অবস্থান থেকে অ্যালগরিদম তৈরী করে।
যার ফলে প্রতিবার পুরো ফিঙ্গারপ্রিন্ট স্ক্যানের দরকার হয় না। আঙ্গুলের কিছু পয়েন্টের স্ক্যান তার পুর্বের ম্যাপের সাথে কতোটা সংগতিপূর্ণ তা দেখা হয়। এর ফলে প্রসেসিং এ পাওয়ার সেভ হয়, আঙ্গুলে ময়লা থাকলেও ভুল রিডিং এর সংখ্যা কমায় এবং স্ক্যানারের সঠিক স্থানে আঙ্গুল না রাখলেও বেশ ভালো ভাবে শনাক্ত করতে পারে।
আবার অ্যালগরিদম ডিভাইসে সুরক্ষিত রাখার প্রয়োজন হয় এবং যেসব ডেটা এই অ্যালগরিদমের ক্ষতি করতে পারে সেগুলো থেকেও। ইউজার ডেটা অনলাইনের আপলোড করার চেয়ে, ARM প্রসেসরে অ্যালগরিদমকে চিপে এনক্রিপ্ট রাখা হয় TEE (Trusted Execution Environment) ভিত্তিক ট্রাস্টজোন টেকনোলোজির মাধ্যমে। এর ফলে অ্যালগরিদম OS বা কোনো অ্যাপস হস্তক্ষেপ করতে পারবে না। TEE অংশটি অন্যান্য ক্রিপ্টোগ্রাফিক প্রসেসের জন্যও ব্যবহার করা হয় এবং সরাসরি প্রসেসর থেকে হার্ডওয়্যার বা ফিঙ্গারপ্রিন্ট রিডারের সাথে ডেটা আদান প্রদান করে।
স্ক্যানারঃ
একটি স্ক্যানারের কাজ দুইটা, প্রথমে আঙ্গুলের ছবি তোলা, এবং রিজ ও ভ্যালির প্যাটার্ন পুর্বে স্ক্যান করা ম্যাপিং এর সাথে মিল খোঁজা।
অনেক উপায়ে আঙ্গুলের ছবি তোলা যায়, তবে স্মার্টফোনগুলোতে অপটিক্যাল স্ক্যানার ও ক্যাপাসিটিভ স্ক্যানার ব্যবহার খুবই কমন। বর্তমান স্মার্টফোনগুলোতে তিন প্রকারের স্ক্যানার ব্যবহার করা হয়। নিচে স্ক্যানারগুলো নিয়ে আলোচনা হলো-
ইন ডিসপ্লে অপটিক্যাল স্ক্যানার (In-display Optical scanner):
অপটিক্যাল স্ক্যানারের মূল অংশটি হলো Charge Coupled Device (CCD)। এটা একই সেন্সর যা ডিজিটাল ক্যামেরায় ব্যবহার করা হয়।
এতে থাকা photosites আলোর ফোটনের বিপরীতে ইলেকট্রক সিগন্যাল তৈরী করে। এবং প্রতিটা Photostites এর প্রাপ্ত সিগন্যাল সম্মিলিতভাবে ছবি তুলে।
অপটিক্যাল স্ক্যানার মুলত OLED ডিসপ্লেতে কাজ করে কারণ শুধু OLED ডিসপ্লেতে বেকপ্লেইনের পেছনের ফাঁকা থাকে। যখন ডিসপ্লেতে আঙ্গুল রাখা হয় তখন আলো জ্বলে ওঠে, যার প্রতিফলন নিচে থাকা স্ক্যানারে যায় এবং ছবি তোলে। বর্তমানের ফোনগুলোতে ০.৭ সেকেন্ড বা তার কম সময়েও ফিঙ্গারপ্রিন্ট ভেরিফাই করা সম্ভব।
এই পদ্ধতিতে মূলত 2D ছবি তোলা হয়।
বর্তমানে প্রায় সকল OLED প্যানেলে এই ধরণের সেন্সর ব্যবহার করা হয়।
ক্যাপাসিটেন্স স্ক্যানার (Capacitance scanner)
ক্যাপাসিটিভ স্ক্যানার অপটিক্যাল স্ক্যানারের মতোই ছবি তোলে তবে এই পদ্ধতিটা বেশি নিরাপদ।
স্ক্যানার হিসেবে কোনো ক্যামেরা এর বদলে অসংখ্য ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র ক্যাপাসিটর ব্যবহার করা হয় যার আকার ফিঙ্গারপিন্টের রিজের চেয়ে ছোটো।
ফিঙ্গারপ্রিন্টের রিজ যখন কনড্রাকটিভ প্লেটের ওপর রাখা হয় তখন রিজের স্পর্শ করা ক্যাপাসিটরের চার্জ চেন্জ হয় আর ভ্যালি অংশ স্পর্শ করে না করাই ক্যাপাসিরের চার্জ চেন্জ হয় না। একটি অ্যাম্পলিফায়ার ইন্টিগ্রেটর সার্কিট এই পরিবর্তন চিহ্নিত করে যা অ্যানালগ টু ডিজিটাল কনভার্টারে রেকর্ড হয় এবং ডেটা এনালাইজ হয়। এই উপায়ে মূলত 2D ম্যাপিং হয়।
কনড্রাকটিভ প্লেটে যত বেশি ক্যাপাসিটর থাকবে ম্যাপিং তত ভালো হবে এবং অ্যাকুরেসী ও সিকিউরিটি তত বেশি হবে। ০.৫ সেকেন্ডের কম সময়ে এই সেন্সর ভেরিফাই করতে পারে। আর স্ক্যানার ফিঙ্গারপ্রিন্ট বাদেও অন্যান্য ফাংশনেও ব্যবহার করা যায়।
ফোনের ব্যাকপ্যানেল ও ডিসপ্লের নিচে এই সেন্সর ব্যবহৃত হয়।
আল্ট্রাসনিক স্ক্যানার (Ultrasonic scanners):
এটি সর্বশেষ প্রযুক্তির স্ক্যানার যা মূলত শব্দ তরঙ্গের মাধ্যমে কাজ করে। Qualcomm ২০১৫ সালে প্রথম ঘোষনা করে। এটিও OLED ডিসপ্লেতে কাজ করে, তবে আল্ট্রাসাউন্ড ফিঙ্গারপ্রিন্টের 3D ম্যাপ তৈরী করে যা অন্য স্ক্যানার থেকে অনেক বেশি সিকিউর।
ফিঙ্গারপ্রিন্টের ডিটেইলস তোলার জন্য ডিসপ্লের নিচে সেন্সর থাকে, যাতে আল্ট্রাসাউন্ড ট্রান্সমিটার ও রিসিভার থাকে। যখন ডিসপ্লেতে আঙ্গুল রাখা হয়, আল্ট্রাসাউন্ড তরঙ্গ আঙ্গুল দিকে প্রেরণ করা হয়। কিছু তরঙ্গ শোষন হয় এবং কিছু সেন্সরের দিকে ফিরে আসে। ফিরে আসা তরঙ্গ থেকে রিজ, ভ্যালি নির্ণয় করা হয় এবং প্রথমদিকে বার বার স্ক্যান করার ফলে ডেটা থেকে ম্যাপিং 3D করা হয়।
স্যামসাংয়ের সর্বশেষ Note এবং S সিরিজে এই ধরণের ফিঙ্গারপ্রিন্ট ব্যবহার করা হয়েছে।
ফিঙ্গারপ্রিন্টের অসুবিধাঃ
ফিঙ্গারপ্রিন্টের অনেক সুবিধা থাকলেও কিছু সেন্সরে বড়ো সমস্যা রয়েছে।
যেমন, অপটিক্যাল স্ক্যানার ছবি ও আঙ্গুলের মাঝে পার্থক্য করতে পারে না। যার ফলে ছাঁচে ব্যক্তির ফিঙ্গারপ্রিন্ট দিয়েও আনলক করা সম্ভব হয়।
এমনও হয়েছে অপরাধীরা ব্যক্তির আঙ্গুল কেঁটে নিয়েছে সিকিউরিটি সিস্টেমে সমস্যা না হওয়ার জন্য। কিছু স্ক্যানারে পালস ও হিট সেন্সর থাকলেও বিশেষ ছাঁচেও একে বোকা বানানো সম্ভব।
আবার কখনও আঙ্গুলের ক্ষতি হলে, ভেরিফাই জটিলতায় পড়তে হয়। ফিঙ্গারপ্রিন্ট কেউ চুরি করলে তা যেকোনো জায়গাতে আজীবন ব্যবহার করতে পারবে।
কিছু দুর্বলতা থাকলেও বায়োমেট্রিক সিস্টেম অনেক বেশি সিকিউর মাধ্যম। ভবিষ্যতে এর ব্যবহার মানুষ প্রতিটা ক্ষেত্রে করবে যেমনটা এখন চাবি, এটিএম কার্ড ও পাসওয়ার্ডের ব্যবহার করে। এবং গবেষকদের ধারণা মতে, ২০৪০ সালে প্রতিটা ক্ষেত্রেই আমরা বায়োমেট্রিক পদ্ধতির ব্যবহার করব।
সোর্সঃ
ইতিহাসের অংশটুকু রাগিব হাসানের লিখার সারসংক্ষেপ - https://m.facebook.com/groups/bcb.science/permalink/3027633130653669/
