Der Fingerabdruck als biometrisches Erkennungsmerkmal bei physischen Zutrittslösungen

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Die Biometrie (auch Biometrik, gr. Bio = Leben und Metron = Maß) beschäftigt sich mit Messungen an Lebewesen und den dazu erforderlichen Mess- und Auswerteverfahren. Statistik, Mathematik und Informatik sind die zentralen Fachbereiche, die diese Verfahren möglich machen.

In Hochsicherheitsbereichen sind seit Jahren aufwendige, teure und oft schwer bedienbare biometrische Systeme im Einsatz. Vom Kopf (Gesicht, Iris, Retina, Ohrmuster, …) über Körper (Fingerscan, Handgeometrie, Venenmuster, DNA, …) bis hin zu verhaltensbasierten Verfahren (Stimme, Unterschrift, Gang, Tastaturanschlag, …) gibt es eine ganze Reihe von biometrischen Verfahren. Für den Massenmarkt tauglich und auch aufgrund der Kosten einsetzbar sind nur sehr wenige.

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Der technologische Fortschritt speziell durch die immer größer werdende Rechenleistung von Mikrocontroller, Mikroprozessoren und Digitalen Signalprozessoren (DSP) bei gleichzeitig sinkenden Kosten erlaubt in zunehmendem Maße die rasche und zuverlässige Messung von biologischen Merkmalen und deren Auswertung. Die Messung des Körpercharakteristikums „Finger (Fingerlinien)“ zeigt in seiner Anwendung hohe Erfolgsraten im Markt des physischen Zutritts und bei Systemzugang (Passwortersatz). Fingerprintsysteme scheinen derzeit tatsächlich eine geeignete biometrische Methode für der Massenmarkt zu sein.

Weiters ist der Einsatz von Biometrie ein vielversprechender Ansatz, das ungelöste Problem vieler Sicherheitskonzepte zu lösen:

Wie verbindet man Identitäten und die dazugehörigen Rechte mit den richtigen physischen Personen?

In der globalisierten Informationsgesellschaft, aber auch im engen Kreis von organisatorischen und sicherheitstechnischen Belangen in Firmen- und Organisationen ist die Lösung dieses Problems von zentraler Wichtigkeit.

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Biometrische Erkennungsverfahren

Zentrales Thema beim Einsatz der Biometrie zur automatisierten Erkennung von Personen ist es, individuelle biometrische Verhaltens- oder Körpercharakteristika zu finden, die sich durch folgende Eigenschaften auszeichnen:

  • Messbarkeit: Es sollte eine gut definierbare Messgröße existieren, für die es geeignete Sensoren am Markt gibt.
  • Universalität: Das Körpercharakteristikum kommt bei möglichst vielen Personen (am besten bei allen) vor.
  • Einmaligkeit: Der Messwert des Charakteristikums ist für möglichst alle Personen unterschiedlich.
  • Konstanz der Messgröße: Der Messwert hängt nicht vom Alter der Person oder dem Messzeitpunkt ab.

Der Fingerabdruck als Messgröße erfüllt diese Eigenschaften sehr gut.

Als biometrische Charakteristika werden u. a. verwendet:

Die Nähe des Massenmarktes hat heutzutage, aufgrund der Kosten und Einfachheit der Bedienung, ausschließlich die Fingerscanmethode erreicht. Die Folgenden Kapitel sollen einen detailierten Blick zur Methode „Fingerscan“ zeigen.

Weiters zeigen die Inhalte ausschließlich Inhalte zu biometrischen Erkennungsverfahren „Fingerscan“ im Bezug auf physische Zutrittskontroll- und Zugangssysteme. Die dargestellten Inhalte können nicht als Maßstab für die Bewertung von z.B. forensischen Methoden herangezogen werden.

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Der Markt für biometrische Erkennungsverfahren

Bei biometrischen Erkennungsverfahren hat der Fingerscan klar die Nase vorn. Um die 50% am Markt verkauften biometrischen Zutrittssysteme waren 2006 Fingerscansysteme und auf Basis der derzeit genannten Verkaufszahlen hat sich der Anteil wohl weiter erhöht.

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Der Biometriemarkt in Österreich

Eine Vielzahl von Systemherstellern, deren Produkte sich rund um das Thema Zugang – Zutritt platzieren bieten biometrische Lösungen an. Dazu gehören unter anderem:

  • namhafte Türenhersteller
  • Sprechanlagenbauer
  • Elektrogroßhändler, Beschlagsgroßhändler
  • Elektrische Anlagenbauer

Aber auch eine Vielzahl von Organisationen als Endanwender in Österreich setzen auf die biometrische Absicherung von Eintritts- und/oder systeminternen Bereichen.

Österreich ist zumindest im Bereich biometrischer Zutrittssysteme mittels Fingerprint als Massenmarktsystem durchaus eine internationale Vorreiterrolle zuzuschreiben. Vor allem im Privatbereich wird das Thema immer interessanter. Ein wesentlicher Grund dafür ist, dass einer der weltweit führenden Hersteller solcher Systeme seinen Sitz in Linz hat und von dort ausgehend auch die Vertriebsagenden in Österreich direkt kontrolliert.

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Funktion von Fingerscannersystemen

Allgemeines

Fingerscanner errechnen die biometrischen Merkmale eines Menschen aus den speziellen Merkmalen der Papilarleisten der Fingerkuppen. Diese Merkmale, sogenannte Minutien (lat. Minuzien = „Kleinigkeiten“), sind

  • Verzweigungen
  • Endungen
  • Core

der Papillarleisten.

Diese charakteristischen Punkte der Hautrillen sind für jeden Menschen und Finger einmalig. Auch eineiige Zwillinge haben unterschiedliche Fingerbilder. Sie sind unveränderlich, weshalb sie für die Authentifizierung mittels Fingerabdruck-Erkennung genutzt werden.

Merkmale_Fingerprint_200_300

 

 

 

 

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Enrolment – Erfassung und Auswertung des Fingerbildes

Die Erfassung des Fingerbildes, die Errechnung der spezifischen Merkmale daraus und Musterablage wird im Fachbereich Biometrie als Enrolement (= Einlernen) bezeichnet

Beim Prozess „Enrolement“ sind 5 Schritte im nachgeschaltenen Rechensystem des biometrischen Sensors abzuarbeiten. Bei Fingerprintsystemen geht es dabei auch um die rechenintensiven Prozeduren „Bildbearbeitung“ und „Bildbewertung“ sowie das Extrahieren der Minutien.

 

Schritt 1 – Bildaufnahme

Biometrische Sensoren nehmen einmalig dass Bild des Fingers mit einer Auflösung von 300 bis 500 dpi auf. Wobei für gute Erkennungsleistungen die Auflösung von ca. 500dpi als Standard gilt. Bei einer Auflösung von 250 bis 300 dpi geraten die Algorithmen zur Minutienextraktion an ihre Grenzen.

Die dabei verwendeten Sensortechnologien reichen von

  • Thermischen Sensoren – Erfassen minimalste Temperaturunterschiede in der Hautstruktur und errechnen daraus das Fingerbild
  • Kapazitive Sensoren (HF-Sensoren)– Messen minimalste Änderungen des elektrischen Feldes verursacht durch die Fingerrillen. Kapazitive Sensoren haben die größte Verbreitung im Massenmarkt von biometrischen Systemen.
  • Optische Sensoren – nehmen ein optisches Bild der Fingerrillen auf.
  • Ultraschall Sensoren – dabei werden die minimalen Unterschiede der Reflexionen von Ultraschallimpulsen an den Fingerrillen erfasst, und daraus ein Fingerbild errechnet.

Neben der eingesetzten Sensor-Technologie ist auch noch zwischen Zeilen und Flächensensoren zu unterscheiden

Flächensensoren sind einfach zu bedienen, da der Finger nur auf die Sensorfläche gelegt werden muss.

Bei Zeilensensoren wird das Bild durch die Bewegung des Fingers (ziehen über die „Sensorzeile“) zeilenweise aufgenommen und anschließend werden die einzelnen Zeilen wieder zu einem Gesamtbild des Fingers zusammengebaut. Die Art der Erfassung mittels Zeilensensor ist zwar aufwendiger (rechenintensiver) hat aber einige Vorteile:

  • Kosten: Zeilensensoren sind kostengünstiger, da sie weniger Sensorelemente beinhalten und auch weniger Platz benötigen.
  • Sicherheit: Durch die Auflage des Fingers beim Flächensensor könnte rein theoretisch das Fingerbild erhalten bleiben, welches dann abgenommen werden kann. Bei Zeilensensoren ist das nicht möglich.
  • Reinigung: Zeilensensoren reinigen Sich durch die Bewegung des Fingers meist von selbst

Der Weltmarktführer im Bereich biometrische Sensoren sieht Zeilensensoren als die zukünftige Technologie und hat die Weiterentwicklung von Flächensensoren weitestgehend eingestellt.

 

Schritt 2 – Bildbewertung

Anschließend erfolgt üblicherweise eine erste Bewertung des aufgenommenen Fingerbildes auf die Weiterverarbeitbarkeit. Pixelanzahl (Bildgröße) und Kontrastparameter sind relevante Bewertungskriterien.

 

Schritt 3Bildaufbearbeitung

Moderne Systeme bereiten das Fingerbild vor der Extraktion der Minutien nochmals auf, dabei werden Störungen mathematisch eliminiert, Kontrastparameter angepaßt usw.

 

Schritt 4Extraktion

Die Extraktion der Minutien aus dem Fingerbild ist der nächste Schritt. Dabei wird:

  • Die Art der Minutie (Verzweigung, Endung)
  • Die Richtung (Richtung der Fingerlinie)

errechnet.

Merkmale_Fingerprint_2_200_300

 

 

 

 

Schritt 5 – Musterbildung und Ablage

Quelle: Handbook of Fingerprint Recognition (Maltoni, Maio, Jain, Prabhaker); Springer Verlag; ISBN 0-387-95431-7

Finger_Muster_300_300

Bei der Musterbildung werden bei zwei verschiedenen Mustern folgende Eigenschaften errechnet:

  • Relative Lage der Minutien zueinander
  • Richtung der Fingerlinien an den Minutien
  • Krümmung der Fingerlinien an den Minutien

Die Gesamtzahl der errechneten Minutien ergibt dann das sogenannte Template. Dies ist ein Datensatz der die Lage, Richtung und Krümmung der einzelnen Minutien des erfassten Fingers enthält. Dieses Template wird entweder

  • als Referenz-Template abgespeichert
  • Live-Template mit einem Referenztemplate verglichen (=Matching)

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Matching – Prozess

Nach Abschluss des Enrolement-Prozess erfolgt der Matching-Prozess (= engl. match = vergleichen). Matching bedeutet im diesem Zusammenhang einen Vergleich des Live-Templates mit dem/den abgespeicherten Referenz-Template(s). Dabei kommt es zum Mustervergleich. Der Vergleich liefert dann übelicherweise einen Grad der Übereinstimmung zurück. Eine 100% Übereinstimmung wird es nie geben, da die Aufnahme des Fingerbildes nie exakt gleich sein wird. Der Grad der Übereinstimmung definierte dann das positive bzw. negative Ergebnis des Matching-Prozesses.

Biometrische Systeme für Zutrittskontrolle unterscheiden 2 Arten der Matching-Prozeduren:

Identifizierung

Bei der biometrische Identifizierung erfolgt der Vergleich eines biometrischen Templates mit allen im biometrischen System gespeicherten Templates. (1:n-Vergleich)

Biometrische Zutrittskontrollsysteme führen üblicherweise eine biometrische Identifizierung durch.

Verifizierung

Die der biometrische Verifizierung erfolgt der Vergleich eines biometrischen Templates mit einem im biometrischen System gespeicherten Template (1:1 Vergleich). Bei der Verifikation ist natürlich vorher dem System mitzuteilen, mit welchem Template zu vergleichen ist. Diese „Vorselektion“ wird oft über z.B. RFiD- Transponder oder PIN-Codes realisiert. PC-Zugang über Fingerprint ist normalerweise eine Verifikation.

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Sicherheit (Zutrittssicherheit) – Kennzahlen

Die Sicherheit biometrischer Systeme errechnet sich aus statistischen Betrachtungen der zu vergleichenden Mengen von Fingerabdrücken, IRIS-Scans usw. Die beiden wesentlichen Kenngrößen dafür sind.

  • FAR – false acceptance rate (Falschakzeptanzrate).
  • FRR – false rejection rate ( Falschrückweisungsrate)

Beide Kennzahlen sind statistischen Größen, deren Genauigkeit der Bestimmung

  • von der Anzahl der Messungen
  • vom Benutzer
  • von der Sensorik (System)

abhängen.

Die Kenngrößen sind also nicht nur vom Biometriesystem selbst abhängig, sondern auch vom Benutzer. Damit gibt es eine persönliche und eine vom System abhängige FRR bzw. FAR.

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FAR

Finger_Formel_FAR

 

Die FAR ist also das Maß für die Anzahl von unberechtigten Zutritten zur Gesamtzahl der unberechtigten Zutritte und damit die Maßzahl für die Sicherheit gegen unberechtigte Zutritte. Die FAR gibt an, wie wahrscheinlich es ist, dass von einem Erkennungsalgorithmus zwei Bilder von verschiedenen Fingern fälschlicher Weise als gleich beurteilt werden

FARv = Zahl der erfolgreichen unberechtigten Verifizierungen / Gesamtzahl der unberechtigten Verifizierungen

Wobei hier eine Verifikation (1:1 Vergleich angenommen wurde). Bei der Identifikation (1:n Vergleich)sieht dies anders aus. Hier steigt der Wert der FAR mit der Anzahl der vergleichenden Referenztemplates an. Die FARI errechnet sich folgendermaßen:

FARI = 1-(1-FARv)N

Hieraus geht unmittelbar hervor, dass Geräte mit Identifikationsmodus nach der resultierenden FARI bewertet werden müssen, welche mit steigender Anzahl der hinterlegten Referenztemplates ansteigt.

Die derzeit im Markt befindlichen Fingerscanner die für eine Vielzahl von Zutritts -Systemen zum Einsatz kommen weisen eine FARI von 10-4 bis 10-7 auf.

Qualitativ gute für den Massenmarkt im Bereich physischer Zutritt ohne Hochsicherheitsanwendung Fingerscan- Systeme definieren im Datenblatt eine FAR von 10-5 bis 10-6.

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FRR

Die FRR ist eine Maßzahl für den Bedienungskomfort, da sie aussagt wie oft ein berechtigter Finger vom System nicht akzeptiert wird. Die FRR gibt an, wie wahrscheinlich es ist, dass von einem Erkennungsalgorithmus zwei Bilder von einem gleichen Finger fälschlicher Weise als verschieden beurteilt werden.

Sie ist das Verhältnis von

Zahl zurückgewiesener Verifizierungen berechtigter Personen

Finger_Formel_FRR

Gesamtzahl aller Veifizierungsversuche berechtigter Personen

Werte um 10-2 für die FRR haben sich hier am Markt durchgesetzt und zeigen, dass die Benutzer mit dieser Rückweisungsrate von 1 Abweisung pro 100 Versuchen leben können. Der Entwurf VDS 3112 geht sogar von einer maximal zulässigen FRR von 10-1 aus. Aus praktischer Erfahrung erscheint dieser Wert aber doch zu hoch, da die Akzeptanz des Systems mit der Bedienerfreundlichkeit sinkt.

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praktische Betrachtung zu FAR und FRR

Der Anspruch von Zutrittskontrollsysteme ist, dass sowohl FAR und FRR gegen 0 tendieren. Praktisch ist es aber so, dass die beiden Kennzahl sich gegenläufig darstellen. Eine Minimierung der FAR führt zu einer Erhöhung der FRR und umgekehrt. So zeigen oben genannte Kennzahlen von FAR = 10-6 und FRR von 10-2 einen praxistauglichen Mittelwert der einerseits den Sicherheitsanforderungen als auch den Komfortanforderungen für Zutrittssysteme im Heim- und Industriebereich (Ausnahme: Hochsicherheit) gerecht wird.

Finger_FAR_FRR_1_300_300

 

 

 

 

 

 

Finger_FAR_FRR_2_300_300

 

 

 

 

 

 

 

Beispiel: Verhältnis FAR zu FRR für thermischen Fingerprintsensor

Man sieht als, dass bei fallender FAR gleichzeitig die FRR steigt und dies nichtlinear. Der Schnittpunkt von FRR und FAR wird als EER (Equal Error Rate) bezeichnet.

Abhängig von der Anwendung sind die Anforderungen an den Algorithmus der Erkennung unterschiedlich

  • Forensische Anwendung (FAR eher hoch, FRR gegen 0)
  • Organisatorischer Zutritt (FRR, FAR mittelhoch)
  • Zutritt zu Sicherheitsbereichen (FAR gegen 0, FRR höher)

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Nutzerausfallrate (FTE = Failure To Enrol, auch FER)

Die Nutzerausfallrate ist der Anteil an Benutzern, die nicht enrollt werden können. FER ist eine nichtstationäre statistische Größe, die eine starke Benutzer-Abhängigkeit aufweist.

Darin enthalten sind auch Personen die aufgrund der biometrischen Merkmale nicht enrolt werden können, wie

  • Menschen mit starke Abnützung der Fingerlinien
  • Menschen mit Hautkrankheiten, die keine Merkmale aufweisen
  • Kinder

Die FER sollte unter 1% betragen. Wobei diese 1% auf Menschen bezogen sind, wo kein Finger enrollt werden kann. Es kommt durchaus vor, dass einzelne Finger eines Menschen nicht enrollt werden können, Andere aber schon. Solche Menschen, sind in diesen 1% nicht enthalten.

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Kompromittierung von biometrischen Merkmalen

Eine der führenden Argumente gegen den Einsatz biometrischer Methoden ist der mögliche Fälschbarkeit der biometrischen Messgröße und die damit verbundene Umgehung von Sperren im Zutrittsbereich. Auf die biometrische Messgröße Fingerprint und dessen Erfassung sei hier gesagt, dass es derzeit keine Sensoren am Markt gibt, die eine Nachbildung zweifelsfrei erkennen. Grundsätzlich ist jedes System daher mit entsprechenden Nachbildungen zu umgehen. Es ist nur eine Frage des Aufwandes.

Nachbildung von biometrischen Merkmalen

Lt Richtline VdS 3112 : 2009-07 (Entwurf) Biometrische Erkennungsverfahren ist die erfolgreiche Nutzung von Nachbildungen von biologischen Eigenschaften oder deren

charakteristischen biometrischen Merkmalen in Abhängigkeit vom entsprechenden

Profil zu verhindern. Die hier dargestellten Profile müssen sich dann mit der Geräterichtlinie decken. Z.B. ist Profil 1 für organisatorische Zutrittslösungen ausreichend. Für Klasse C-Geräte lt. VDS 2358 ist auf jeden Fall Profil 3 anzuwenden.

Profil 1 = Laie, Reaktivierung von Latenzbildern

Das biometrische Erkennungsverfahren muss mindestens so ausgeführt sein, dass ein Überwinden mit einfachen Mitteln durch Personen ohne fachliche Kompetenz (Laien) nicht möglich ist.

Profil 2 = Semi-Profi Nachbildung mit einfachen Mitteln z. B. Vorhalten von Abbildungen

Das biometrische Erkennungsverfahren muss mindestens so ausgeführt sein, dass ein Überwinden mit erhöhtem Aufwand (Kosten und Zeit) durch Personen mit bedingter fachlicher Kompetenz („Semi-Profi“) nicht möglich ist.

Profil 3 = Fachmann Überwindung mit bearbeiteten Nachbildungen

Das biometrische Erkennungsverfahren muss mindestens so ausgeführt sein, dass ein Überwinden mit nur mit hohem Aufwand (Kosten und Zeit) durch Personen mit fachlicher Kompetenz und Systemkenntnissen (Fachmann) möglich ist.

Im Internet findet man Anleitungen um Fingernachbildungen herzustellen.(www.ccc.de/biometrie/fingerabdruck_kopieren) und damit biometrische Systeme zu umgehen. Der Aufwand ist aber doch immer erheblich.

Sie brauchen z.B. bei thermischen Sensoren die Temperaturunterschiede an der Nachbildung. Bei kapazitiven Sensoren die dielektrischen Eigenschaften des Fingerlinien usw. Das zeigt schon dass Laien hier praktisch gesehen kaum Möglichkeiten haben solche Systeme zu umgehen. Fachmänner können das mit erheblichem Aufwand, allerdings brauchen Sie auch erst mal einen „brauchbaren“ Fingerabdruck aus dem Zielsystem und einen solchen zu erhalten ist oft gar nicht so einfach wie immer wieder dargestellt.

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Problemfelder bei der Bewertung und dem Vergleich von Fingerprintsystemen

Der Vergleich der Qualität und Performance von Fingerprintsystemen ist sehr schwierig und auch sehr stark von der Anwendung abhängig. Wollen sie beispielsweise Fingerprint zur organisatorischen Zutrittskontrolle einsetzen, so ist eine geringe FAR vielleicht weniger wichtig, die Schnelligkeit der Identifikation (bzw. Verifikation) aber umso mehr. Bei Zutrittskontrollsystemen die einen hohen Sicherheitsanspruch gerecht werden sollen ist dies genau umgekehrt. Vielleicht ist im Forensischen Bereich die Dauer einer Identifikation beinahe unerheblich, man will dort aber den „Richtigen“ in der Auswahl haben. Da können durchaus auch wenige falsch identifizierte Fingerprints mit dabei sein. (FAR eher höher)

Eine Vergleichsmöglichkeit bietet zum Beispiel der FVC (Fingerprint Verification Competition) Bewerb, welcher in den Jahren 2000, 2002, 2004 und 2006 durchgeführt wurde. Die Ergebnisse sind im Internet veröffentlicht und einige Hersteller biometrischer Systeme werben mit den erzielten Ergebnissen ihres Systems bei diesem Wettbewerb.

Link: http://bias.csr.unibo.it/fvc2006/

Aber auch diese Bewertung ist nicht für jede Anwendung als Qualitätsmerkmal gültig. Als Basis der Reihung nach Qualität wurde bei diesem Bewerb die „EER“ herangezogen.

Der Ausdruck „EER“ steht für Equal Error Rate. Die EER ist jener Wert, an dem FAR und FRR den gleichen Wert haben.

Die EER stellt somit einen Kompromiss zwischen den unterschiedlichen Gewichtungen von FAR und FRR dar.

Über die Qualität des Algorithmus im spezifischen Anwendungsbereich (z.B. Zutrittskontrolle) kann aber keine Aussage abgeleitet werden. Die EER ist für Zutrittskontrollsysteme nicht maßgeblich, weil man dort eine möglichst niedrige FAR bei einer möglichst schnellen Erkennung haben will. Die FRR ist grundsätzlich einmal zweitrangig, sollte aber auch einen bestimmten Wert nicht übersteigen, da sonst eben der Bedienungskomfort leidet.

Würde man diese Kriterien auf die veröffentlichte Liste des FVC anwenden und nicht die EER als Bewertungsmaßstab verwenden, so würde sich eine völlig andere Reihung ergeben.

Rein aus praktischer Sicht sind damit also

  • FAR
  • FRR
  • Matchingzeit

die relevanten Parameter zur Auswahl des passenden Systems für die Anwendung „physischer Zutritt“

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Normen und Richtlinien

Wenngleich Normungsgremien an der Standardisierung von biometrischen Bewertungsverfahren arbeiten, gibt es derzeit noch keine gültigen und harmonisierten Normen bzw. Richtlinien. Die Organisation VDS (Vertrauen durch Sicherheit) hat einen ersten Entwurf zu

biometrischen Erkennungsverfahren – Anforderungen und Prüfmethoden, vorgesehen als Ausgabe VdS 3112 : 2010-07 (01), erarbeitet.

Letztlich müssen biometrische Systeme immer im Kontext des Einsatzes in Gesamtsystemen gesehen werden und die für das Gesamtsystem geltenden Richtlinien müssen auch auf das biometrische System in Anwendung gebracht werden.

Zum Beispiel sind bei sicherheitsrelevanten Zutrittssystemen die Richtlinien

  • VDS2358- VDS-Richtlinie für Zutrittskontrollanlagen
  • Anforderungen
  • VDS2359 – VDS- Richtline für Zutrittskontrollanlage
  • Prüfmethoden
  • VDS2367- VDS Richtlinien für Zutrittskontrollanlagen
  • Planung und Einbau
  • Und die harmonsierte Norm
  • EN50133: Alarmanlagen – Zutrittskontrollanlagen für Sicherungsanwendungen
  • Teil 1 Systemanforderungen
  • Teil 2-1 Allgemeine Anforderungen an Anlageteile
  • Teil 7 Anwendungsregeln

als allgemein am Markt anerkannte Regelwerke zu betrachten und für das biometrische Zutrittskontrollsystem (Fingerscanner) anzuwenden.

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Datenschutz der Benutzer

Die Datenschutzbestimmungen sind bei biometrischen Systemen natürlich besonders zu betrachten, da hier mit sehr persönliche Daten gespeichert, weitergegeben und verarbeitet werden. Bei Biometrischen Systemen muss man hier aber unterscheiden.

  • Öffentliche Nutzung
  • Biometrie (Fingerprint) in Betrieben / Organisationen

Firmen und Organisationen benutzen vielfach biometrische Identifikationssysteme für den Zugang zu Räumen und Computern . Auf diese Weise ist ein kostensparendes Rechtemanagement möglich. Die Nutzung durch den Mitarbeiter ist in der Regel obligatorisch, Ausweichlösungen sind aber möglich (und nötig).

Biometrie für Kunden

Unternehmen aller Art bieten ihren Kunden immer häufiger Dienste auf der Basis biometrischer Identifikationssysteme an. Beispiele sind nicht übertragbare Jahreskarten oder Abonnements für Konzerte, Fitnessstudios, Solarien, Zoos, Bäder, Videotheken usw. Die Benutzung ist teils obligatorisch, teilweise sind auch Ausweichlösungen vorgesehen.

Grundsätzlich sind hier die Datenschutzbestimmungen einzuhalten. In Betrieben ist zu empfehlen Mitarbeiter und der Betriebsrat bei der Installation solcher Systeme mit einzubinden. Neue Methoden wie

  • Template on Card: dabei wird das Referenztemplate des Benutzers beispielsweise auf einer RFiD- Karte gespeichert. Bei einem Zutritt wird dieses dann auf den Fingerscanner geladen und mit dem Live-Template verglichen.
  • Matching on Card: Hier wird das Referenztemplate ebenfalls auf einem elektronischen System gespeichert. Das Livetemplate wird hier zu diesem System übertragen und auch dort das Matching durchgeführt.

Beide Methoden könnten dafür geeignet sein, dass der Benutzer auch Herr über seine biometrischen Merkmale bleibt.

Letztlich ist aber bei Installation biometrischer Lösungen bei Firmen und Organisationen bzw. im Geschäftsprozeß die Rechtsfrage mit den entsprechenden Fachleuten zu klären.

Biometrie für persönliche Nutzung

Im privaten Bereich bleibt der Benutzer Herr über seine biometrischen Merkmale. Datenschutzbestimmungen sind hier weniger bis kaum relevant.

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Praktische Erfahrungen mit Fingerprintsystemen

Bedienung von Fingerscansystemen

Ein wesentlicher Faktor zur ordentlichen Funktion des Fingerscannersystems ist eine ergonomische Montage, die die Aufnahme eines passenden und für das Enrolment bzw. Extraktion brauchbaren Fingerbildes erlaubt. Weiters soll die Montage auch hinsichtlich der Wiederholgenauigkeit der Fingerprinterfassung unterstützend wirken. Der Fingerprintsensor soll also so montiert sein, dass immer ein möglich gleiches Bild des Fingers aufgenommen werden kann. Die Erkennungsleistung und der damit verbundene Bedienungskomfort ist bei Beachtung der Montagevorschriften der einzelnen Systeme am höchsten. Andererseits können falsch montierte System tatsächlich zu hohen Abweisungsraten bis hin zur Sperre von Benutzern führen. Dies liegt dann aber nicht am Fingerprintsystem, sondern tatsächlich an den nicht beachteten Montagevorschriften.

Montagehöhe für Fingerscanner mit Zeilensensoren

Beim Einsatz von Zeilensensoren muss das vordere Glied des Fingers über den Sensor gezogen werden. Durch diese Bewegung über den Sensor wird aus den einzelnen Zeilen des Sensors ein Bild erzeugt. Damit diese Bewegung des Fingers über den Sensor immer möglichst gleich ist und wenig variiert, ist speziell auf die Beziehung Montagehöhe zur Neigung der Sensorfläche zu achten. Genügend Platz zur Bedienung ist ebenfalls sehr wichtig. Man muss gerade davorstehen und die Hand frei führen können. Eine handbreit Platz links und rechts neben dem Fingerscanner sollte man einhalten.

Beispiel: vorgeschriebene Montagehöhen für Zeilensensoren bei einem österreichischen Hersteller von Fingerprintsystemen.

Finger_FS_Neigung_350_160

 

 

 

 

 

 

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Verbindung mit Schließsystemen

Die Sicherheit des Gesamtsystems ist bestimmt durch die Verbindung der biometrischen Identifikations- bzw. Verifikationseinheit (z.B. Fingerscanner) und dem Türschließsystem andererseits. Gegen mechanische Manipulation ist ausschließlich das Türschließsystem zu sichern. Brauchbare Systeme sind:

  • elektronische Motorschlösser
  • Elektrische / elektronische Türverriegelungen
  • Funkzylinder

Die Schnittstellen solcher Schlösser bzw. Verriegelungen sind zwar nicht standardisiert und unterscheiden sich von Hersteller zu Hersteller. Grundsätzlich bietet aber jedes Schloss die Möglichkeit der Steuerung über potentialfreie Kontakte einerseits am Schloss montiert und andererseits über zugehörige Steuereinheiten. Über diesen Weg kann grundsätzlich jedes biometrische System an das Schloss angebunden werden.

Die Nachrüstung in bestehende Schließsysteme (Haustür) war in der Vergangenheit meist ein großes Problem, da die nachträgliche Verkabelung oft erheblich Aufwände verursacht. Aber auch hier sind Lösungen bereits verfügbar (auf Funk-Basis), die dieses Problem eliminieren. Dies wird die Verbreitung biometrischer Zutrittslösungen im Markt weiter unterstützen.

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Anwendungen

Die Zukunft oder des Endziel der biometrischen Lösungen wird wohl die Identifikation mittels Fingerprint oder auch anderer biometrischer Systeme an allen Schnittstellen eines Unternehmens (oder Organisation) sein. Viele Anwendungen sind heute schon umgesetzt, einige werden noch folgen. Folgende Anwendung sind heute bereits mit Fingerprint realisiert:

Zutrittssysteme:

  • Zutritt zu Gebäuden, Anlagen,..
  • Zeiterfassung
  • Anwesenheitskontrolle
  • Aufzugssteuerung
  • Zutritt zu Räumen mit gefährlichen Stoffen, geheimen Daten,…

Zugangssysteme:

  • Passwortersatz bei Computersystemen
  • Identifizierung vor Maschinen-, Anlagennutzung
  • electronic banking
  • Druckersteuerung

Sonstiges:

  • Zahlungsverkehr
  • Dokumentenarchivierung

Organisation mit Biometrie in der Zukunft gesehen von ekey biometric systems GmbH

Finger_FS_Organisation_800_600

Quelle Bilder

  • ekey biometric systemes Gmbh, www.ekey.net
  • Handbook of Fingerprint Recognition; Springer Verlag; ISBN: 0-378-95431-7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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