Biometria y Patrones para la Identificacion Humana

Biometría y Patrones para la Identificación Humana Esteban Saavedra López, Ph.D CEO Opentelematics Internacional Bolivia email: [email protected] http://jesaavedra.opentelematics.org

Introducción • Muy poco después del origen del hombre, éste trato de encontrar alguna particularidad que sirva para diferenciarlo de los demás • Las particularidades se resumían, en sus características físicas (apariencia), comportamiento, destrezas, carácter, habitad, etc.

Necesidad de cuantificar y mensurar • Al pasar el tiempo, surgió la necesidad de cuantificar y/o mensurar las características y/o particularidades de cada ser humano.

Biometría

Que es la biométria • Es el estudio mensurativo o estadístico de los fenómenos o procesos biológicos. • La biometría aprovecha que hay ciertas características biológicas o conductuales singulares e inalterables, por lo que pueden ser analizados y medidos para crear una huella biométrica.

Definición • El término “Biometría” proviene del griego “bio” (vida) y “metron” (medida) y se refiere a todas aquellas técnicas que permiten identificar y autenticar a las personas a través de sus características fisiológicas y de comportamiento.

Técnicamente • Es el conjunto de métodos automatizados que analizan determinadas características humanas para identificar o autentificar personas. • Consiste en identificar o verificar automáticamente la identidad de las personas, basándose en sus características físicas o sus pautas de comportamiento.

Biometría

Objetivo • La Biometría tiene como principal objetivo identificar y permitir reconocer a alguna persona en una determinada aplicación

Pilares y Características

Pilares de la biometría • Universalidad: Es común encontrar este biométrico en los individuos. • Singularidad - Unicidad: Es único o diferenciable entre uno y otro individuo. • Permanencia: Es perdurable en el tiempo de manera inalterable. • Recolectable: Que tan fácil es la adquisición, medición y almacenamiento. • Calidad: Que tan preciso, veloz y robusto es. • Aceptabilidad: Que tanta aprobación tiene la tecnología entre el público. • Fiabilidad: Que tan fiable y seguro es.

Características generales • Difíciles de perder, transferir u olvidar y son perdurables en el tiempo.

Características de un sistema biométrico • Funcionamiento: Efectividad y velocidad del sistema. • Aceptabilidad: Grado al que está la gente dispuesta a aceptar el uso de una característica biométrica en su vida diaria. Debe resultar inofensivo. • Seguridad: Dificultad para engañar al sistema usando de métodos fraudulentos, Robustez.

Historia

Historia (1)

Historia (2)

Historia (3)

Métodos de Reconocimiento

Métodos de reconocimiento • Colaborativos • No colaborativos

Colaborativos • El usuario está informado de la presencia de un sistema biométrico. • Es necesario que esté familiarizado con él. • Debe decidir utilizarlo o no.

Reconocimiento colaborativo

No colaborativos • El usuario no realiza ninguna acción • El sistema puede no ser detectado por el usuario. • Resulta mucho más cómodo para el usuario • El sistema puede extraer las características biométricas del usuario a distancia independientemente de su posición en el entorno

Reconocimiento no colaborativos

Aplicaciones: reconocimiento no colaborativo

Proceso

Proceso general

Proceso • Captura de la información (Sensores biométricos) • Extracción de elementos discriminantes(Visión artificial Procesamiento de señales) • Modelado de las clases a discriminar(Maquinas de Aprendizaje) y posterior almacenado

Enrolado • Adquisición de muestra biométrica mediante un sensor • Procesamiento para obtener las características invariantes patrón.

Identificación • Adquisición de nueva muestra biométrica • Procesamiento y comparación con el patrón.

Reconocimiento • Proceso que no implica por defecto una verificación o identificación de un individuo. es el proceso de reconocer de nuevo las características biométricas que fueron ingresadas previamente al sistema.

Identificación • Proceso para determinar la identidad de un individuo. El dato biométrico es tomado y comparado contra las plantillas en la base de datos, la identificación puede ser cerrada o abierta.

Verificación • Proceso busca confirmar la identidad de un individuo que la reclama comparando una muestra biométrica con la plantilla biométrica previamente ingresada al sistema.

Proceso biométrico

Adquisición y reconocimiento

Verificación e identificación

Entrada

Base de Datos

Proceso de Verificación e identificación

SI NO

Tipos de Identificación

Identificación cerrada • En el proceso de comparación 1:N, el usuario presenta su(s) dato(s) biométrico(s) y el dato biométrico se compara contra la base de datos, donde se sabe que existe, buscando la identidad más probable del usuario.

Identificación abierta • Es un proceso hibrido entre la verificación y la identificación cerrada, donde la persona no reclama una identidad específica, entonces se compara contra toda la base de datos para verificar si existe en la base de datos, una vez se verifica que posiblemente existe, dentro de las coincidencias más probables, determina quién es el usuario.

Tipos de Biometría

Biométricos morfológicos • Los biométricos morfológicos o fisiológicos son aquellos que se soportan sobre características físicas inalterables y presentes en la mayoría de los seres humanos tales como: > > > >

Huella dactilar Geometría de la mano Características del iris Patrones vasculares de la retina y mano, etc.

Biométricos conductuales • Los biométricos conductuales son aquellos que se soportan sobre características de la conducta del ser humano tales como: > Pulsaciones del teclado > Discurso, reconocimiento de voz > Dinámica de la firma, etc.

Organigrama Biométrico

Biométricos Morfologícos

Reconocimiento Huella dactilar • Se basa en la extracción de características de la huella. > Minutas(datos numéricos de la huella) > Orientación de las líneas

• Ventajas: > Pequeña variabilidad en el tiempo > Buena precisión

• Inconvenientes: > Se asocia a temas penales > No aporta información adicional

Reconocimiento huella dactilar

Reconocimiento Facial • Extracción de características de la cara > Geométricas > Información de textura y forma • Ventajas: > Puede ser no colaborativo > Aporta información adicional de expresión, estado de ánimo. > Es comprobable por un operador humano • Inconvenientes: > Muy dependiente de iluminación > Puede ser variable con el tiempo

Reconocimiento facial

Reconocimiento facial 3D

Análisis de la geometría de la mano • Extracción de características de la palma > Geométricas > Información de textura y forma

• Ventajas: > Poco intrusivo > Procesamiento muy rápido

• Inconvenientes: > Dispositivos de lectura de tamaño medio

Reconocimiento geometría de la mano

Reconocimiento del iris • Extracción de características de la textura del iris > Localización del ojo > Extracción de características basadas en textura. • Ventajas: > Muy preciso > Podría llegar a dar información adicional (Iridología). > Podría llegar a ser no colaborativo • Inconvenientes: > Intrusivo

Reconocimiento del iris

Reconocimiento patrón de retina • Extracción de características de las venas del fondo del ojo > Iluminación del fondo del ojo a través de la pupila mediante luz infrarroja > Información de la forma de las venas en el fondo del ojo • Ventajas: > Primer sistema comercial > Alta seguridad • Inconvenientes: > Muy intrusivo > Lectura interna del fondo del ojo

Escaner de retina

Patrones vasculares de la mano • Este proceso biométrico consiste en realizar un reconocimiento de la estructura vascular de la mano. • Los recolectores de datos están basados en la emisión de rayos de luz que permiten una visibilidad a detalle de la estructura vascular. • En la actualidad se esta tratando de realizar modificaciones de la estructura venosa y vascular por medio de la cirugía (Exoflebectomía)

Patrones vasculares de la mano

Reconocimiento termográfico • La termografía es una técnica que permite medir temperaturas exactas a distáncia y sin necesidad de contacto físico con el objecto a estudiar. Mediante la captación de la radiación infrarroja del espectro electromagnético, utilizando cámaras termográficas o de termovisión, se puede convertir la energía radiada en información sobre temperarura.

Reconocimiento termográfico

Análisis por geometría de la oreja • Proceso que incluye el análisis de la geometría de la oreja, donde se considera aspectos como: > > > > >

Forma Tamaño Pliegues y distorsiones Posición referente al rostro Elongaciones y pronunciamiento

Análisis por geometría de la oreja

Biométricos Conductuales

Reconocimiento de voz • Captura de audio (cualquier medio, teléfono, tarjeta sonido) > Análisis frecuencial, correlación

• Ventajas: > Poco intrusivo. • Inconvenientes: > Influido afecciones voz

Reconocimiento de voz

Reconocimiento de forma de firmar • Captura de la “traza” del movimiento (posición y presión) > Comparación de las trayectorias, velocidades y aceleraciones. > Se analiza el “ritmo”, la “armonía” de la firma en vez de las posiciones exactas. • Ventajas: > Basada en la grafología > Permite identificar algunos rasgos adicionales • Inconvenientes: > No aplicable a personas con alguna discapacidad física

Reconocimiento de firma

Grafología • La grafología es un conjunto de conocimientos de interpretación de la escritura. • La grafología estudia todo movimiento escrito de expresión que nace de nuestros sentimientos. Cada persona escribe con características individuales propias, de acuerdo a su personalidad, que incluye el carácter y su temperamento, influidas por factores emocionales, físicos y psíquicos.

Grafología

Pulsaciones del teclado • Este proceso consiste en determinar aspectos como: > > > >

Rapidez Destreza Efectividad Grado de dificultad

• Los resultados son comparados con métricas, que determinan particularidades personales de cada individuo

Pulsaciones del teclado

Otros tipos de reconocimiento biométrico

Test sanguíneo • Conjunto de pruebas, evaluadas bajo ciertos criterios y comparadas con indicadores para denotar características de la muestra en estudio

Test sanguíneo

Test de ADN • Estudio del material genético de los organismos. • Es utilizado para determinar la genealogía y parentesco de los seres humanos.

Test de ADN

Avances tecnologícos Biométricos

Biometría multimodal • Las aplicaciones actuales requieren: > Mayor robustez. > Mayor precisión.

• Combinación de dispositivos: > Token. > Contraseñas. > Otros dispositivos biométricos.

Biometría simultánea • Extraer diferentes características biométricas en una única medición. > Se mantiene la filosofía de

multimodalidad. > Se mantiene invariable la simplicidad de captura de los métodos unimodales.

Match-on-Card • Se conoce como Match-on-Card al proceso de almacenar huellas dactilares sobre una tarjeta inteligente para comprobar la presencia de un individuo. Como la información de la huella digital esta contenida en la tarjeta, por lo que no hay necesidad de una base de datos y la identidad del titular de la tarjeta se conserva.

Match-on-Card

Seguridad

Ataques a sistemas biométricos (1) • Fotografías, plantillas, lentillas, falsificación de la firma,...

Ataques a sistemas biométricos (2) • Imitación de la característica biométrica

Captura de la característica biométrica • Entre el sensor y la extracción de características • Inyección mediante troyano. • Simulación de sensor.

Robo del template • Generación de característica biométrica compatible (Técnicas de optimización) • Inyección mediante troyano

Conclusiones

Conclusiones • La biometría se caracteriza por: > Tener numerosas aplicaciones. > Ser robusta. > Ofrecer gran fiabilidad. > Posee diversas técnicas. • Seguridad: > Riesgo de falsificación. > Dependencia de otras técnicas (manejo de excepciones). • Desarrollo > Desarrollo de aplicaciones. > Entornos inteligentes.

Preguntas - Consultas

Biometría y Patrones para la Identificación Humana Esteban Saavedra López, Ph.D CEO Opentelematics Internacional Bolivia email: [email protected] http://jesaavedra.opentelematics.org