IZRADA WEB KORISNIČKOG INTERFEJSA ZA MULTIMODALNI BIOMETRIJSKI
SISTEM TRANSFORMACIJOM XML DOKUMENATA U HTML5
DEVELOPING WEB USER INTERFACE FOR MULTIMODAL BIOMETRIC SYSTEM
BY TRANSFORMING XML DOCUMENTS INTO HTML5
Aleksandar Čugurović, Univerzitet u Beogradu, Fakultet organizacionih nauka, [email protected]
Uroš Šošević, Univerzitet u Beogradu, Fakultet organizacionih nauka, [email protected]
Velimir Štavljanin, Univerzitet u Beogradu, Fakultet organizacionih nauka, [email protected]
Apstrakt: Konstantni razvoj i svakodnevno korišćenje web
servisa i aplikacija povećava količinu ličnih podataka u
opticaju i nameće pitanja njihove sigurnosti i zaštićenosti.
Ovakav progres, u velikoj meri stvara mogućnosti za
implementaciju multimodalnih biometrijskih sistema.
Porast broja web korisnika na različitim uređajima,
uslovljava modifikacije u dizajnu korisničkog interfejsa u
skladu sa novim tehnologijama, kao i njegovu višestruku
primenu. Tema ovog rada jeste projektovanje i
implementacija adekvatno dizajniranog web korisničkog
interfejsa
multimodalnog
biometrijskog
sistema
transformacijom XML dokumenata koji sadrže opis
korisničkog interfejsa. Transformacija se vrši iz XML
formata u web interfejs baziran na HTML5 tehnologiji.
Ključne reči: multimodalna biometrija, web tehnologije,
korisnički interfejs
Abstract: Constant development and usage of web services
and applications increases the amount of personal
information in circulation and raises questions of their
safety and protection. This progress, to a large degree
creates opportunities for the implementation of multimodal
biometric systems. Increasing in number of web users on
different devices, causes modifications in the design of the
user interface in accordance with the new technologies and
its multiple usage. The purpose of this paper is design and
implementation of appropriate web user interface for
multimodal biometric system by transforming XML
documents that define the user interface. Transformation is
done from XML format to web interface based on HTML5
technology.
Key words: multimodal biometrics, web technologies, user
interface
1.
UVOD
Nezadrživ razvoj i svakodnevno korišćenje web servisa i
aplikacija povećava količinu ličnih podataka u opticaju i
nameće pitanja njihove sigurnosti i zaštićenosti. Web servisi
i aplikacije za sada nude tradicionalne tehnologije za
identifikaciju i verifikaciju ličnih podataka. Najzastupljeniji
je pristup prema kojem se identifikacija vrši na osnovu
nečega što osoba zna (password ili PIN). Ovaj pristup je u
velikoj meri nezaštićen i pogodan za zloupotrebu ličnih
podataka. U savremenoj eri zaštite podataka na Internetu
može se očekivati prelazak na metode identifikacije koje se
zasnivaju na nečemu što osoba jeste (što je fizički
identifikuje). To se pre svega odnosi na prepoznavanje
korišćenjem biometrije. Značajno je teže kopirati, deliti ili
distribuirati biometriju. Biometrija ne može da se izgubi ili
zaboravi, on-line sistemi za biometrijsko prepoznavanje
zahtevaju prisustvo osobe u datom trenutku identifikacije,
što ovaj sistem čini znatno pouzdanijim kada je u pitanju
sigurnost podataka. Osim toga, nivo sigurnosti koji ovaj
sistem nudi je relativno jednak za sve korisnike sistema.
Glavna prednost biometrijskog sistema je da on pruža
korisnicima veći komoditet (korisnik više nema potrebu da
pamti složene lozinke i da ih često menja) pri tom
zadržavajući visok nivo tačnosti. Takođe, neophodno je
prisustvo korisnika u vreme prepoznavanja [1].
Biometrija predstavlja način automatskog prepoznavanja
osobe na osnovu određenih fizioloških ili bihejvioralnih
osobina. Sistemi za prepoznavanje koji se baziraju na
proveri jedne ulazne osobine nazivaju se unimodalni
biometrijski sistemi. Ovakvi sistemi poseduju određene
probleme pri prepoznavanju, koji mogu biti prouzrokovani
pojavom šuma, otežanim očitavanjem, visokim nivoom
sličnosti očitanih karakteristika kod više osoba,
mogućnošću relativno jednostrane obmane sistema itd.
Navedeni problemi mogu se otkloniti implementacijom
multimodalnih biometrijskih sistema, odnosno sistema
zasnovanih na upotrebi više različitih biometrijskih
karakteristika [2].
Sve se više razmatra primena multimodalnih biometrijskih
sistema u društvenim mrežama, elektronskom obrazovanju i
drugim oblastima koje zahtevaju lične podatke za
izvršavanje akcija. U svetu danas učenje na daljinu postaje
sve zastupljenije. Razlog tome su bolja iskorišćenost
vremena, smanjenje troškova kao i efikasnije učenje i
upravljanje samim procesom učenja. Međutim, otvara se
pitanje zloupotrebe takvog sistema kao i mogućnosti za
sprečavanje istih [3]. Kako ne postoji garancija da li učenik
zaista i fizički prisustvuje virtuelnoj učionici, kao ni
mogućnost kontinuiranog praćenja učenika tokom trajanja
nastave, javlja se potreba za uvođenjem multimodalnih
biometrijskih sistema [4]. Upotreba ovakvih sistema može
omogućiti rešavanje prethodno navedenih problema. Kod
društvenih mreža, njihova sve veća popularnost otvara
prostor za narušavanje sigurnosti kako ličnih podataka
prisutnih na Internetu, tako i sigurnosti samih korisnika.
Krađa identiteta, lažno predstavljanje,
virtuelno
zlostavljanje su samo neki od mnogobrojnih načina kojima
se manipuliše ličnim podacima. Trenutni pristup zasnovan
na znanju osobe (lozinka, pin) niti adekvatno štiti korisničke
podatke, niti pomaže ljudima da veruju da su oni sa kojima
su u kontaktu baš te ličnosti za koje se izdaju. Jaka
multimodalna biometrijska autentifikacija može ubedljivo
reprezentovati stvarnu osobu i povezati je sa njenim
digitalnim identitetom. Samim tim korisnički nalog je
osiguran od eventualne zloupotrebe od strane drugih lica jer
omogućava autentifikaciju isključivo licu koje je napravilo
nalog. U isto vreme multimodalni biometrijski sistem nudi
dodatni nivo poverenja u identitet ostalih korisnika i
sprečava potencijalne krivične zloupotrebe društvenih
mreža [5].
U narednom poglavlju predstavljena su neka postojeća
rešenja koja nude vodeće kompanije kada su u pitanju
aplikacije koje koriste biometrijske sisteme.
2.
PREGLED LITERATURE
Na Internetu se mogu pronaći proizvodi kompanije Aware
koja je vodeći provajder biometrijskih softverskih
proizvoda i usluga u državnim službama širom sveta.
Njihovi proizvodi u većini slučajeva koriste multimodalne
biometrijske sisteme. U spektru proizvoda ove kompanije
uglavnom se nalaze softverski alati koji se instaliraju na
mobilnim uređajima za identifikaciju, kao što su URC
Mobile [8] i FormScanner [9], koji se koriste u državnim
službama.
Slika 1. URC Mobile
Slika 2. FormScanner
Pored mobilnih dostupna su i neka desktop rešenja kao što
su Universal Registration Client [10], koji se koristi za
unošenje biometrijskih podataka u sistem, zatim Forensic
Workbench [11] koji takođe služi za klasifikaciju velike
količine biometrijskih podataka.
Slika 3. Universal Registration Client
Slika 4. Forensic Workbench
Slika 6. WebEnroll
Veoma je mali broj proizvođača koji nude web rešenja za
neki biometrijski sistem. Kompanija Aware ima u svom
asortimanu dva proizvoda koja imaju web implementaciju a
to su Biometric Services Platform i WebEnroll.
Pored kompanije Aware na tržištu su prisutna još neka
rešenja kompanija kao što su Avalon Biometrics, 360
Biometrics, BioEnable Technologies koje će biti ukratko
prikazane u nastavku.
Kompanija Avalon Biometrics nudi BioCap softver za
multimodalnu biometrijsku identifikaciju koji podržava i
offline i online režim rada sa naprednom sinhronizacijom
podataka. Pored toga poseduje i generički interfejs za
komunikaciju sa pasošima i ID dokumentima uopšte.
Primer BioCap korisničkog interfejsa dat je na slici 7 [14].
Biometric Services Platform [12] je servisno orijentisana
aplikacija koja omogućava obradu podataka i upravljanje
funkcionalnostima u ESB (Enterprice Service Bus)
arhitekturi. Pogodna je za sisteme koji zahtevaju
prikupljanje biometrijskih podataka putem distribuiranih
mreža. Ono što karakteriše njen web orijentisani interfejs
jeste podeljenost svakog biometrijskog modaliteta u
poseban tab sa mnoštvom operacija, nešto što se često
moglo videti na ranijim verzijama SugarCRM-a i CPanel-a
većine hosting provajdera.
Slika 7. BioCap interfejs
Slika 5. Biometric Services Platform - web-based solution
WebEnroll [13] je web aplikacija koja se koristi za upis dva
biometrijska modaliteta, otiska prsta i fotografije lica. Pored
toga aplikacija omogućava integraciju sa odgovarajućim
spoljnim servisom preko koga se vrši identifikacija ili
verifikacija. Interfejs WebEnroll aplikacije je u mnogome
sličan prethodnom, podeljen u tabove u zavisnosti od
modaliteta.
Kompanija 360 biometrics pored mnogobrojnih offline
solucija nudi i online rešenje u vidu aplikacije pod nazivom
Web Biometrics - PersonWeb. Aplikacija PersonWeb nudi
jednostavnu identifikaciju, verifikaciju i autentifikaciju
baziranu na unimodalnom rešenju (otisak prsta) [15].
Važno je spomenuti i kompaniju BioEnable Technologies
koja nudi rešenje za mobilne uređaje koji se oslanjaju na
Android platformu. Njihova aplikacija BioID Mobile NFC
Document Inspection & Identity Management Platform je
prva platforma za identifikaciju bazirana na Android
operativnom sistemu, a koja koristi multimodalni
biometrijski sistem za verifikaciju i identifikaciju korisnika.
Korisnički interfejs ove aplikacije prikazan je na slici 9
[16].
U narednom poglavlju predstavljeno je rešenje za problem
definisan u ovom poglavlju.
4.
Slika 8. BioID Mobile korisnički interfejs
U sledećem poglavlju ukratko je definisan problem web
interfejsa za multimodalni biometrijski sistem.
3.
DEFINICIJA PROBLEMA
Problem kojim se bavi ovaj rad jeste projektovanje i
implementacija adekvatno dizajniranog interfejsa za
pokretanje procesa verifikacije i identifikacije putem
multimodalnog biometrijskog sistema na Internetu.
Značenje termina „dizajn“ se drastično menjalo proteklih
godina. Kako zalazimo u 2014. godinu značaj termina user
experience i innovation u svim sferama poslovanja je u
velikom porastu. Dve stvari koje korisnici trenutno najviše
cene jesu UI-user interface i UX-user experience (korisnički
interfejs i korisničko iskustvo) [6]. Kao razlog se navodi sve
veća orijentisanost korisnika ka onome što proizvod može
da mu pruži. U ovom slučaju to su bezbednost i sigurnost.
Preduslov za ovako nešto jeste jednostavan i praktičan
dizajn koji omogućava korisniku lak način da izvrši
određenu akciju verifikacije svojih podataka. Takođe,
jasniji i prilagođeniji dizajn interfejsa multimodalnog
biometrijskog sistema omogućava brže i efikasnije
pokretanje procesa identifikacije. Ovakav pristup se uklapa
u savremene tekovine web dizajna, koje čine jednostavnost,
povećana čitljivost, usmerenost na akcije i tipografiju (flat
design) [7]. Nesumnjivo će i u 2014. povezanost korisnika
rasti i sve više ljudi će koristiti mobilne platforme. Kao
logično rešenje, nameće se responsive web design koji je
postao standard za sve ozbiljne web projekte. Više se ne
razmatra samo web dizajn za personalne desktop računare,
već ovaj termin uključuje sveobuhvatno razmatranje
mobilnih i desktop solucija.
Potrebno je osmisliti generičku strukturu XML datoteka
koja će pokriti sve potrebne informacije i parametre za
različite biometrijske modalitete. Takođe, neophodno je
implementirati sistem koji će parsirati strukturu ovakvih
konfiguracionih XML dokumenata i koji će izdvojiti
parametre neophodne za generisanje web korisničkog
interfejsa.
PREDLOŽENO REŠENJE
Predloženo rešenje sastoji se iz većeg broja XML
dokumenata, transformatora XML dokumenata u HTML5 i
samog korisničkog interfejsa. Rešenje sadrži onoliko XML
datoteka koliko modaliteta pokriva biometrijski sistem..
Struktura svakog XML fajla sadrži podatke o određenom
modalitetu koji će biti prikazani na HTML strani. Na taj
način ostavljena je mogućnost za implementaciju identičnog
dizajna na više različitih platformi, bilo da su u pitanju
offline ili online verzije, pri tom olakšavajući okolnosti za
eventualni redizajn.
Prvi korak u realizaciji korisničkog interfejsa na osnovu
svega navedenog u definiciji problema bio bi struktuiranje
XML datoteka za svaki modalitet koji će biti korišćen u
biometrijskom sistemu. Na slici 7 je prikazana struktura
XML datoteke koja definiše opcije ljudskog glasa kao
biometrijskog modaliteta, a koje su implementirane u
primer aplikaciji zasnovanoj na MMBIO framework-u [17].
Može se videti da se XML sastoji iz korenog elementa pod
nazivom voiceSolution, a da se u okviru ovog elementa
nalaze elementi koji se odnose na različite faze
biometrijskog prepoznavanja (predprocesiranje, izvlačenje
karakteristika, poređenje).
Slika 9. Primer konfiguracione XML datoteke - Voice.xml
Postoji više načina da se elementi iz XML dokumenta
transformišu u odgovarajuće HTML tagove. Od mnoštva
raspoloživih rešenja za transformaciju XML-ova, u ovom
radu je napravljena sopstvena implementacija XML u
HTML5 transformatora primenom jQuery napredne
JavaScript biblioteke i AJAX tehnologije. U nastavku je
prikazan pseudokod transformatora i objašnjen je princip
izvršavanja transformacije. Takođe, prikazan je i rezultat
same transformacije tj. web korisnički interfejs za
multimodalni biometrijski sistem.
Transformator elemenata XML datoteke u HTML5 tagove
Retultat dobijen primenom transformacije prikazan je na
narednim slikamaa.
$.ajax( {
type: “ GET “,
url: “ c:/.../xmlfajl.xml “,
datatype:“xml“,
success: function( xml ) {
var promenljiva = $( xml ).find( ’
koreniElement ’ ).children();
if( promenljiva.length > 0 ) {
$( promenljiva ).each( function(
index, value ) {
....
} ) } } } );
Izvršavanje funkcije $.ajax() učitava se sadržaj XML
datoteke na definisanoj putanji. U navedenom pseudokodu,
predstavljeno je da se šalje GET zahtev, navodi se URL
datog fajla koji želimo da konvertujemo, kao i tip tog fajla.
Zatim navodimo success funkciju koja nam ukoliko je
zahtev uspešan vraća string koji sadrži kod, koji je uspešno
izvršen. Deklariše se promenljiva koja sadrži sve elemente
decu korenog elementa. Ovo se postiže pokretanjem
anonimne funkciju (koju smo napravili u success-u),
prosleđujemo joj XML objekat kao parametar ($(xml)),
zatim se vrši pozi funkcije find i njoj se prosleđujukoreni
element kao parametar (find(’koreniElement’)), da bi na
kraju pozvali funkciju koja vraća svu decu čvorove nekog
elementa (children()). Ako je data promenljiva veća od nule
tj. koreni element ima čvorove decu, pravimo funkciju
kojom dalje regulišemo HTMLtagove. Konkretan primer je
dat na sledećoj slici.
Slika 11. Primer interfejsa za odabir operativnog moda
Slika 12. Primer interfejsa za podešavanje senzora
Slika 13. Primer interfejsa za odabir fuzionog algoritma
Slika 14. Primer interfejsa prilagođenog za mobilne uređaje
(responsive dizajn)
5.
Slika 10. Primer transformacije konfiguracione XML
datoteke u HTML5
Sam dizajn je implementiran korišćenjem obrasca baziranog
na Bootstrap 3 front-end framework-u. [18] Bootstrap je
besplatna kolekcija alata za kreiranje web stranica i web
aplikacija. Sadrži HTML i CSS dizajnirane šablone i
opcione JavaScript ekstenzije. O samoj popularnosti ovog
front-end framework-a govore podaci na GitHub-u, kao i to
da ga između ostalih koriste i NASA i MSNBC [19].
ZAKLJUČAK
Primenom svih tehnika navedenih u ovom radui dobili smo
krajnji rezultat koji je prilagodljiv različitiom platformama.
U zavisnosti od toga u kom smeru se bude kretao razvoj
vezan za zaštitu ličnih podataka a samim tim i razvoj
hardverskih rešenja koji bi ispratio takav trend, može se
očekivati da multimodalna biometrija bude osnova
verifikacije korisnika na socijalnim mrežama. Prednost
ovakvog pristupa dizajniranju korisničkog interfejsa je
jednostavna implementacija i transformacija dizajna na
različite uređaje. Kao loša stvar jeste neophodna
kompleksnost same strukture xml datoteka i transformacija
tako kompleksnih datoteka u html kako bi se predstavili svi
potrebni podaci na korisničkom interfejsu. Takođe, male
promene u strukturi xml datoteke mogu da zahtevaju dosta
promena u samom konvertoru. Ovi nedostaci usmeravaju
korišćenje ovakvog pristupa kada imamo web interfejs
jednostavne strukture koji je potrebno razviti na više
različitih platformi. Pored svega u ovom radu ima još dosta
prostora za unapređenje. Pravac u kojem bi mogao da se
nastavi razvoj jeste integracija korisničkog interfejsa,
dizajniranog ovim pristupom, u neki već postojeći sistem ili
webservis.
[6] http://uxmag.com/articles/the-top-ux-predictions-for2014 poslednji pristup 25.5.2014.
[7] http://media-x.hr/trendovi-u-web-dizajnu-za-2014godinu/ poslednji pristup 25.5.2014.
[8] http://www.aware.com/biometrics/urc_mobile.html
poslednji pristup 19.5.2014.
[9] http://www.aware.com/biometrics/formscanner.html
poslednji pristup 19.5.2014.
[10] http://www.aware.com/biometrics/urc.html poslednji
pristup 19.5.2014.
PRIZNANJA
Ovaj rad je deo projekta Primena multimodalne biometrije u
menadžmentu identiteta,
finansiranog od
strane
Ministarstva Prosvete i Nauke Republike Srbije, pod
zavodnim brojem TR-32013.
LITERATURA
[1] Biometric Recognition: Security and Privacy Concerns,
Salil Prabhakar, Sharath Pankanti, Anil K. Jain. The IEEE
Computer Society 2003.
[2] An Introduction To Evaluating Biometric Systems, P.
Jonathon Phillips, Alvin Martin, C. L. Wilson, Mark
Przybocki. National Institute of Standards and Technology,
2000.
[3] E-learning: Biometric as Security Factor, Rabuzin K,
Baca M, Sajko M. Computing in Global Information
Technology 2008
[4] Developing A E-Learning Model For Tracking The
Countinuous Attendance of The Students, Mohsen Khademi
Dehnavi, Sayed Mehran Sharafi, Naser Nematbakhsh.
Journal of Theoretical and Applied Information Technology
2011.
[5] Creating Safe and Trusted Social Networks with
Biometric User Authentication, Ho B. Chang, Klaus G.
Schroeter. BioID AG 2012.
[11] http://www.aware.com/biometrics/fwb.html poslednji
pristup 19.5.2014.
[12] http://www.aware.com/biometrics/biosp.html poslednji
pristup 19.5.2014.
[13] http://www.aware.com/biometrics/webenroll.html
poslednji pristup 19.5.2014.
[14]
http://www.avalonbiometrics.com/details/biocap_live_data_
capture_and_qa_for_live_enrolment_into_registers.html
poslednji pristup 25.5.2014.
[15]
http://www.360biometrics.com/Web_Based_Biometrics.ph
p poslednji pristup 25.5.2014.
[16] http://www.bioenabletech.com/bioenable-mobileidentity-management-nfc-document.html poslednji pristup
25.5.2014.
[17]
http://www.mmklab.fon.bg.ac.rs/sr/istrazivanje/projekti/mm
bio/ poslednji pristup 20.5.2014.
[18] http://getbootstrap.com/ poslednji pristup 20.5.2014.
[19] Pojam Bootstrap(front-end framework) na Wikipedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Bootstrap_(frontend_framework) poslednji pristup 20.5.2014.
Download

2.1. Izrada web korisničkog interfejsa za multimodalni