Användning av IR kameror och aspekter kring säkerhet

IR-kameror används mer och mer i olika säkerhetsrelaterade sammanhang. De har nyligen kommit att användas för att identifiera användare av datorer och mobiltelefoner vid inloggning. De används också sedan länge för bevakningsändamål.

Varför vill man då använda en IR-kamera för biometrisk identifiering? Det enklaste svaret är att man vill undvika att låta kameran luras av ett fotografi eller påverkas av belysningen i rummet. Om en angripare vill visa upp ett fotografi så fungerar detta inte om kameran bara mäter IR-ljus eftersom vanliga bilder visas med hjälp av synligt ljus, vare sig de är utskrivna på papper eller visas på en bildskärm. Om datorn dessutom är försedd med en IR-diod så behöver kameran inte alls besväras av övrigt ljus i rummet eller om det är mörkt, dvs belysningsförhållandena påverkar inte avläsningen.

Om man dessutom avläser långvågigt IR-ljus, dvs värmestrålning, så kan man även i ökad omfattning få med fler biometriska faktorer som blodkärl och andra karaktäristiska kännetecken i ansiktshuden.

I många fall är dock identifieringen undermålig, en surfplatta kan vägra utföra en ansiktsinloggning när man befinner sig utomhus i solsken och i andra fall har inloggning kunnat ske när man helt enkelt går förbi surfplattan. Styrkan i den biometriska identifieringen kan nog också ifrågasättas.

IR-kameror har även en stark användning som övervakningskameror, men här är det inte längre en fråga om biometri utan mer om hur diskret bevakningen låter sig göras. Även om en stark belysning i sig kan avskräcka från angrepp så kan den också vara besvärande för omgivningen, särskilt om belysningen slås av och på vid olika larm. Väljer man istället en IR-bevakning så kan övervakningen göras utan yttre påverkan, men det gäller istället att förstå vilka konsekvenser som uppstår då man inte längre arbetar med synligt ljus.

Användning av olika typer av kameror för bevakningsändamål

Generellt avses med IR-kameror sådan utrustning som kan detektera IR-strålning i anslutning till vanligt synligt ljus. Med bevakningskameror för dag och nattbruk avses oftast utrustning som visar en normal färgbild under dagtid och en svartvit bild under nattid. I det senare läget kopplas också det vanliga IR-filtret i kameran bort för att sensorn ska kunna ta emot mer ljus. Under dagtid är IR-filtret istället aktivt för att inte förvränga färgåtergivningen.

Ibland visas IR-bilder som är tagna dagtid med en IR-kamera i demonstrationssyfte, man sätter då på ett filter som kraftigt dämpar det synliga ljuset för att få fram en nattliknande bild.

Fördelen med en IR-kamera är att man övervaka en plats utan att behöva belysa den med synligt ljus. Detta kan vara användbart för dold övervakning eller då man av estetiska eller regelmässiga skäl inte vill lysa upp en plats alltför kraftigt.

Normalt är IR-ljuset nattetid för svagt för att man ska kunna se föremål som inte är belysta med artificiellt IR-ljus. Utrustning som ändå klarar av detta använder olika former av bildförstärkning.

Värmekameror detekterar istället värmestrålning som är beroende av föremålets temperatur och dess strålningsegenskaper, dvs dess emissivitet. Detta kräver både annan optik och en annan sorts sensor som är dyrare och har en betydligt lägre upplösning och längre detekteringstid.

Värmekameror kan användas på stora avstånd och täcka stora ytor, exempelvis vid gränsbevakning eller på flygplatser. Vid gränsbevakning så visar man då inte heller var bevakningen utförs och på en flygplats så kan bevakningen utföras utan att störas av annan belysning eller riskera att påverka den övriga flygverksamheten. För andra anläggningar där en omfattande belysning kan tillåtas, exempelvis fängelser eller industriella anläggningar, så kan värmekameror ändå vara användbara för att täcka intilliggande områden och man får då även en överlappande övervakning av de ytor som är belysta.

Fotografering med värmekamera anses ofta vara mindre integritetskränkande på avstånd än annan fotografering då man inte enkelt kan avläsa färger, ansikten, registreringsnummer eller texter på bilar eller kläder. På en arbetsplats kan man givetvis identifiera bilar och personer utifrån andra faktorer som exempelvis rörelsemönster, tidpunkter och andra detaljer som kan synas i bild och som är kända lokalt. Vanligast vid bevakning är att man kombinerar en värmekamera med en dag och nattkamera, man har då alltså en manövrerbar kamera med två objektiv. Värmekameran används då oftast för att styra larm, antingen upptäckt av brand eller rörelser över gränser (intelligent videoanalys) och den vanliga kameran används för att bekräfta eller tolka vad det är som hänt.

Andra användningsområden för värmekameror

Värmekameror kan även användas i andra situationer, exempelvis

• Kontroller av industriella processer, tex kemi och processindustri
• Kontroller av byggnader, isolering och ventilation
• Bevakning, både via övervakningskameror och ronderande bevakning
• Jakt och viltvård
• Eftersökning av försvunna personer och räddningstjänst

En rekommendation om man avser att använda värmekameror för bevakningsändamål är att man ändå bekantar sig lite med övriga användningsområden för att skapa sig en uppfattning om möjligheter och begränsningar i tekniken. Det finns också ett antal referenser på nätet, främst från kameratillverkare, hur tekniken kan användas för inspektioner av byggnader, vvs och för övervakning.

Det finns också olika dokument och avhandlingar som ger inblick i området

1. Thermal imaging guidebook for building and renewable enery applications, 68 pages, Flirmedia
2. Thermal imaging for building diagnostics, 21 pages, grimas.hu (flir)
3. Thermal Imaging Attacks on Keypad Security Systems, Wojciech Wodo and Luchan Hanzlik
4. Thermal Residue-Based Post Factum Attacks On Keyboard Password Entry
5. Cracking safes with thermal imaging http://lcamtuf.coredump.cx/tsafe/
6. https://www.hindawi.com/journals/aot/2012/838752/
7. Detection and Tracing in Thermal Infrared Imagery, Amanda Berg , Lith, 2016, 66 pages

Vad gäller möjligheterna att använda tekniken för att läsa av tryckningar på tangenter eller knappsatser så är dessa dock ytterst begränsade. Ett värmeavtryck på metall försvinner på några sekunder och något långsammare på andra material.

Några exempel på värmebilder (thermal IR)

Ofta är färgbilder enklast att avläsa och kan användas för att visa byggnadsstrukturer. Bilderna med vitt som varmast kan vara mer svåra att tolka (särskilt utomhus), även om det är svart ute så vill man att himlen ska vara ljus och marken och husen mörka när man tittar i kameran. Fönsterglas och metall är ogenomskinliga och reflekterande.

Det finns ingen videoinspelning på dessa enkla kameror, man går runt och tittar och ser man något man vill spara så tar man en ögonblicksbild. Bildfrekvensen i detta fall är 15 uppdateringar per sekund så rörelser syns ganska bra. Man bör så lång det är möjligt arbeta dagtid så man ser vad undersöker.

En enklare värmekamera av ovanstående typ kan användas för enklare uppgifter. Den här typen är typisk för jakt och friluftsändamål och har en inbyggt ficklampa som kan användas vid situationer där så är lämpligt. Givetvis ser man inte bättre eller sämre med kameran med lampan påslagen, men man slipper snava i mörkret.

För bevakningsändamål och teknisk fotografering krävs en högre upplösning än de 320×240 punkter som visas i bilderna ovan, nästa steg är vanligen 640×480 i upplösning. Det är också vanligt med hybridkameror som kan överlagra en vanlig bild med en värmebild för att ge bättre information om vad som fotograferats och för att kunna visa text och annan identifiering i närheten av det objekt som fotograferats.

Ventilationsmätning

Det finns särskilda regler om kontroll av ventilation om denna görs yrkesmässigt. Normalt mäter man i flera omgångar, med avslagen ventilation och med både över respektive undertryck i lokalerna. Trycket åstadkoms genom en särskild ”dörr” med en öppning för en kraftig fläkt.

Kontroll av täthet görs både inifrån och utifrån. På utsidan säker man efter de värmespår som varm luft lämnar där den strömmar ut och på insidan söker man efter den nedkylning som ett kallras lämnar.

Givetvis kan man göra enklare iakttagelser både kring ventilationen och otäta fönster eller dörrar utan att vara en VVS tekniker. En otät dörr är också normalt enklare att bryta upp (större springor och dålig passform). Det bör också gå att se fönster som står på glänt på detta sätt.

Datahallar och elcentraler

Tanken med att använda en värmekamera i en datahall är inte att mäta temperaturen utan snarare att hitta onormala värmekällor som kan indikera trasig utrustning, fel på en fläkt eller en motor eller en lös anslutning som alstrar värme. Avsikten är då närmast att undvika driftavbrott. Det kan också vara lämpligt att fastighetspersonal och IT-tekniker gör egna undersökningar då de naturligt tittar på sin egen utrustning och själva kan dra slutsatser om denna.

För el-centraler kan det på motsvarande sätt vara lämpligt att söka efter överbelastade säkringscentraler och ledningar.

Enkla tumregler

Följande tumregler kan vara bra att känna till

• Vid inspektion av byggnader bör det vara minst 10 graders temperaturskillnad mellan inomhus och utomhus temperaturen. Man ser sämre när temperaturen är lika både utomhus och inomhus eller om temperaturvariationerna är för stora.
• Beroende på vad man vill undersöka så kan man välja en stabil temperatur (jämviktsläge) eller gryning/skymning då ytor ändrar temperatur och ändringen kan gå olika fort.
• Väljer man att undersöka datahallar, elcentraler mm så bör det vara under normal eller förhöjd last. All utrustning bör helst vara i användning (under belastning).
• Undvik att försöka mäta temperatur på blanka metallföremål, om det skulle bli aktuellt så sätt tex på en matt tejp någonstans på ytan.
• Undvik egna reflexer i fönster eller blanka metallytor, den egna värmen riskerar annars att synas och påverka bilden. En vinkel på 5-40 grader mot den fotograferade ytan ska eftersträvas.
• Undvik också att visa för mycket reflexer av andra föremål i bilden. Man ser enklast när man rör på kameran om värmen kommer från objektet eller det är en reflex i objektets yta.
• Ta om möjligt ett vanligt foto på samma plats som värmebilden är tagen. Det kan annars vara svårt att avgöra var bilden är tagen eller vilket objekt som faktiskt avbildas. Man ser heller oftast inte skyltar med text eller andra markeringar som finns kring objektet.

Avsökning av område mm

Oavsett om man arbetar med bevakning, scoutar ett objekt eller går genom ett osäkert område så kan man söka efter värmesignaturer från andra personer, fordon eller maskiner som är varma och indikerar aktivitet mm. Man tar inga bilder utan använder bara kameran för att utforska i olika riktningar och på olika avstånd.

Kring ett objekt kan man också försöka registrera pågående aktiviteter. Problemen är att olika material både kan reflektera värme och vara ogenomskinliga. Det går alltså inte enkelt med en värmekamera att se om det sitter en person i en bil som man går förbi, om det står en person i en busskur eller bakom en glasruta. Det går i princip inte att se om ljuset är tänt eller släckt i ett fönster eller ens om det finns en lampa alldeles bakom fönstret. Det går att upptäcka personer som gömmer sig bakom ett skynke eller en presenning, men inte en person som gömmer sig i ett litet skjul så länge inte hela utrymmet hunnit bli uppvärmt. Man måste titta med sina egna ögon för att se synligt ljus och bedöma de objekt som inte kan avsökas med kameran.

Som angripare (eller testperson) så kan man också försöka undvika upptäckt, tex vintertid att klä sig varmt och ha ordentlig mössa osv. Det som upptäcks av en passiv värmekamera är värmeutstrålning och denna dämpas av bra klädsel och av ett försiktigt uppträdande för att undvika kroppsvärme och plötsliga rörelser.