Biometrische Merkmale
Passiv
Fingerabdruck
Hautwiderstand
Handvenenverlauf
Handgeometrie
Fingergeometrie
Nagelbett
Iris
Retina
Ohrgeometrie
Gesichtsmerkmale
Körpermaße
Körpergeruch
DNA
Aktiv
Stimme
Lippenbewegung
Mimik
Unterschrift
Tippverhalten
Sitzverhalten
Gangverhalten
Fingerabdruck
Hautwiderstand
Handvenenverlauf
Handgeometrie
Fingergeometrie
Nagelbett
Iris
Retina
Ohrgeometrie
Gesichtsmerkmale
Körpermaße
Körpergeruch
DNA
Aktiv
Stimme
Lippenbewegung
Mimik
Unterschrift
Tippverhalten
Sitzverhalten
Gangverhalten
Der Fingerabdruck
Vorteile:
- Kostengünstig
- in der Kriminalistik sehr geschätzt da einzigartig, auch bei eineiigen Zwillingen
Nachteile:
- - ca. 2% der Menschheit können keine Fingerabdrücke abgeben
- Positionierung Nötig
Fakten:
- Das Fingerabdruckverfahren(Daktyloskopie) ist eines der ältesten biometrischen Verfahren. Es dient zur Identifizierung von Personen, es beruht auf der Unregelmäßigkeit menschlicher Papillarlinien auf Händen, Fingergliedern, Fußunterseiten Zehenunterseiten, den Fußsohlen, an den äußeren Schamlippen und an der Penisspitze.
Allgemein
Die Graten und Furchen im Fingerabdruck (Papillarleisten), bilden sich bereits beim Embryo und bleiben bis zum Tod und somit der Zersetzung des Körpers unverändert.Das Muster entsteht durch Umgebungseinflüsse im Mutterbauch, (wie z. B. durch Druck, Ernährung) beeinflusst. Auch Eineiige Zwillinge haben unterschiedliche Fingerabdrücke. Sie haben jedoch eine identische DNA und sind deshalb bei DNA-Analyse nicht von einander zu unterscheiden.
Beschaffenheit, Anordnung und Orientierung der Papillarleisten machen die Einzigartigkeit des Menschlichen Fingerabdruckes aus. Es wird zwischen folgenden Merkmahlen unterschieden
- grobe Merkmale (Schleifen, Bögen, Windungen)
- feinere Merkmale (Minutien)
- Porenstruktur (wird nur selten betrachtet)
Als Minutien werden die Endungen und Verzweigungen der Papillarleisten des menschlichen Fingerabdrucks bezeichnet.
Typische Merkmale der Papillarlinien:
- Endung
- Beginn
- Gabelung
- Augen
- Inseln
- Punkte
- Haken
- etc…
Praktische Anwendung
Auf einem vollständigen Fingerabdruck sind etwa 40 bis 100 Merkmahle zu erkennen.Die Formel, mit der ein Fingerabdruck ausgewertet wird, enthält bis zu 1000 Zeichen und Ziffern. Erfasst werden jedoch nur ca. 40 Mustermerkmale, deshalb werden Iriserkennung und die Gesichtserkennung immer öfter verwendet. Verletzungen und Schweiß verändern den Fingerabdruck nicht besonders. Sie können aber Probleme bei der Identifizierung machen, da einzelne Merkmalsmuster in Mitleidenschaft gezogen werden können.
Sicherung des Fingerabdrucks
Als erstes muss der Fingerabdruck sichtbar gemacht werden, also das Erzeugen eines optischen Kontrastes zur Spurenträgeroberfläche.Je nach Beschaffenheit der Oberfläche kommen dabei physikalische bzw. chemische Verfahren zum Einsatz. Vor allem bei der Suche außerhalb von Spurensicherungslaboren kommt immer noch die Anwendung von Spurensicherungspulvern zum Einsatz. Sie werden jedoch zunehmend durch andere Techniken ersetzt.
Ein Beispiel dafür ist den Fingerabdruck mit einer methanolischer Silbernitratlösung zu besprühen und unter UV Licht zu betrachten. Für wertvolle Gegenstände wie Gemälde und Bücher werden Bakterien verwendet. Sie werden zusammen mit einem Nährgel aufgetragen, wachsen auf den Schweißspuren und können nachdem der Fingerabdruck sichtbar geworden ist rückstandsfrei entfernt werden.
Biometrie
Hersteller von biometrischen Systemen setzen den Fingerabdruck ebenfalls zur Identifikation ein, um berechtigte von unberechtigten Benutzern zu unterscheiden.Fingerabdruck-Scanner
Ein Fingerabdruck-Scanner tastet einen Finger mittels eines Scanners ab, um den Fingerabdruck digital zu erfassen. Bei Besseren Fingerabdrucksystemen, wird zur Unterstützung der Fälschungssicherheit eine Lebenderkennungsfunktion eingesetzt.Die Arten von Fingerabdruck-Scannern
- Stillstehende- Fingerabdruck-Scanner Hier wird der Finger über eine schmale Scanner-Oberfläche gezogen. Die qualitativ ist eher minderwertiger, jedoch auch billiger in der Anschaffung. Das Bild des Fingers ist nicht so gut, da man den Finger eventuell nicht gleichmäßig über die Scann Fläche zieht
- Bewegter- Fingerabdruck-Scanner Hier wird der Finger auf die Scanner-Oberfläche gelegt und der Scanner fährt darunter durch. Diese Methode ist qualitativ besser als der stillstehende Fingerabdruck-Scanner, da er gleichmäßig über den Finger fahren kann, allerdings ist er auch teurer.
Jeder Fingerprintsensoren versuchen ein digitales Bild der Fingeroberfläche zu erzeugen. Ein solches Bild besitzt in den meisten Fällen eine Auflösung von ca. 500 dpi. Manche Geräte führen wie bereits schon erwähnt, zusätzlich auch eine Lebenderkennung durch.
Beispiele für die Lebenderkennung
- Messung des Blutsauerstoffgehalts durch Messung der Hämoglobinkonzentrations-Verhältnisse auf der Basis der unterschiedlichen Absorption von unterschiedlichen Infrarotlicht Wellenlängen
- Prüfung der Reaktion des Fingers auf Sensoraktionen
- Temperaturmessung
- Hautwiderstandsmessung
- Pulsmessung
- Blutdurchflussmessung
Einige Arten von Fingerprintsensoren
- Statisch kapazitive
- Lumineszierend kapazitive
- Optisch reflexive
- Optisch transmissive mit Lichtleiterplatte
- Optisch kontaktlos
- Akustische (Ultraschall)
- Drucksensitive
- Thermische Zeilensensoren
Statisch kapazitiver Sensor
Jedem Pixel steht eine eigene Elektrode zur Verfügung. Trifft ein Pixel auf eine Rille, also Luft, ist die Kapazität wesentlich niedriger als bei einer aufliegenden FingerlinieLumineszierend kapazitiver Sensor
Eine Elektrolumineszenz-Folie mit einer durchsichtigen Rückseiten-Elektrode benutzt auf der Vorderseite den Finger als Gegenelektrode. Dort, wo die Fingerlinien aufliegen, sind die elektrische Feldstärke und damit das Leuchten am größten.Somit entsteht auf der Rückseite ein leuchtendes Abbild der Finger-Linien, das ähnlich wie beim optischen Sensor von einem Bildsensorchip erfasst wird.
Optisch reflexiver Sensor
Der Finger liegt z. B. an einer Prismen Fläche auf. Dort, wo der Finger mit den Linien das Glas berührt, wird eine Totalreflexion von Licht innerhalb des Glases gestört. Dies liefert z. B. auf einem Kamerachip die Abbildung der Fingerlinien.Optisch transmissive Sensoren mit Lichtleiterplatte
Hier wird der Finger von einer geeigneten Lichtquelle durchleuchtet. Der Finger liegt direkt auf einer Lichtleiterplatte auf, die wiederum direkt mit einem Kamerachip verbunden ist. Die Lichtleiterplatte sorgt dafür, dass der Finger nicht den Kamerachip berührt, das Licht aber trotzdem ohne Schärfeverlust und ohne sonstige Optik den Kamerachip erreicht.Optisch kontaktloser Sensor
Der Fingerabdruck wird ohne Berührung über eine geeignete Optik, direkt von einem Kamerachip erfasst.Akustische (Ultraschall) Sensor
Hier erfolgt die Abbildung der auf Glas aufliegenden Fingeroberfläche durch einen sehr hochfrequenten Ultraschall.Drucksensitive Sensor
Drucksensoren messen pixelweise den Druck des aufliegenden Fingers. Wo weniger Druck aufliegt ist eine Rille.Thermische Zeilensensor
Bei diesem Sensor wird der Finger linear über ein zeilenförmiges Array aus Thermosensoren gezogen. Die Thermosensoren registrieren zeitliche Temperaturdifferenzänderungen, die zwischen Fingerlinien und Rillen unterschiedlich sind.Mögliche Angriffsarten auf Fingerprint Systeme
Brute-Force-Angriffe
Bei dieser Angriffsmethode wird dem biometrischen System nach und nach viele unterschiedlichen Merkmalen angeboten, in der Hoffnung, das ein in der Datenbank vorhandenes Referenzmerkmal mit einem der angebotenen Merkmale zusammenpasst.Latenzfingerabdruck-Reaktivierung
In Fingerabdrucksystemen ist, je nach Sensortyp, damit zu rechnen, dass sich auf dem Sensor verbleibende Latenzfingerabdrücke (Fingerabdrücke die man z.B. beim Authentifizieren am Gerät hinterlässt) ohne Anwesenheit des Berechtigten durch z.B. Anhauchen reaktivieren lassen.Angriffe durch einen Trojaner
Der Trojaner liest bei Betätigung des Fingerprint den Finger des Benutzers aus.Falschfinger Angriffe
Wenn das Fingerprint Gerät keine Lebenderkennung unterstützt ist es nicht sonderlich schwer ein Duplikat eines Fingerabdruckes nachzubauen.Softwarefehler
Eine oft vernachlässigte Angriffsmöglichkeit sind Software- und Systemfehler, die im System Sicherheitslücken entstehen lassen können. Dies lässt sich durch intensive Tests, geeigneter Sicherheitsexperten und Updates minimieren.Ausübung von Zwang
Eine berechtigte Person kann durch Einsatz oder Androhung körperlicher Gewalt dazu gezwungen werden, sich mit seinen eigenen Merkmalen zu Authentifiziere, um einer fremden Person einen Zugriff oder Zugang zu ermöglichen. Es kann auch der Zustand einer Bewusstlosigkeit ausgenutzt werden.Weitere Angriffe
Sämtliche Schnittstellen innerhalb des Systems sind bei Bedarf abzusichern. Es sollte möglichst gegen Manipulation geschützt sein.Unbekannte Angriffe
Es sollte nicht damit gerechnet werden, dass alle Arten von Angriffe im Voraus bekannt sind.Fälschen eines Fingerabdruckes
Da die meisten Fingerabdruckscanner Technisch noch nicht ganz ausgereift sind und oft keine Lebenderkennung unterstützen, ist es oft ein leichtes, einen Fingerabdruck(z.B. von einem Glas) zu fälschen.Es gibt viele verschieden Methoden. Eine davon sieht so aus: