Le tecniche biometriche di identificazione Il sistema Bertillon
Le tecniche biometriche di identificazione Il sistema Bertillon
Le tecniche biometriche di identificazione Il sistema Bertillon
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Corso <strong>di</strong> Sicurezza su Reti<br />
<strong>tecniche</strong> <strong>biometriche</strong> <strong>di</strong><br />
<strong>Le</strong><br />
<strong>identificazione</strong><br />
Svolto da Rosa Franzese<br />
Sistema <strong>Bertillon</strong>:strumenti<br />
Caliper Compass<br />
Sli<strong>di</strong>ng Compass<br />
Small Sli<strong>di</strong>ng Compass<br />
Vertical measure<br />
Horizontal Measure<br />
<strong>Il</strong> <strong>sistema</strong> <strong>Bertillon</strong><br />
<strong>Bertillon</strong> (1853-1914) creò un nuovo <strong>sistema</strong> per<br />
identificare i criminali<br />
- antropometria: lunghezza braccio e <strong>di</strong>ta,<br />
altezza e larghezza testa, lunghezza pie<strong>di</strong>,..<br />
- l’ossatura umana non si mo<strong>di</strong>fica più a<br />
partire dal ventesimo anno<br />
- ogni scheletro è <strong>di</strong>verso<br />
Caliper Compass<br />
Sli<strong>di</strong>ng Compass Small Sli<strong>di</strong>ng Compass<br />
1
Corso <strong>di</strong> Sicurezza su Reti<br />
Vertical Measure e<br />
Horizontal Measure<br />
Sistema <strong>Bertillon</strong>:proce<strong>di</strong>mento<br />
Identificazione delle parti della mano<br />
Misura delle caratteristiche fisiche della testa<br />
Misura delle caratteristiche fisiche degli arti<br />
Misura delle caratteristiche fisiche del busto<br />
Dettagli della faccia<br />
Descrizione del corpo in generale<br />
delle parti della<br />
Identificazione<br />
Misure fisiche della testa<br />
mano<br />
Misure fisiche degli arti<br />
Misure fisiche del busto<br />
2
Corso <strong>di</strong> Sicurezza su Reti<br />
Dettagli della faccia<br />
La scheda <strong>di</strong> <strong>identificazione</strong><br />
Tecniche <strong>biometriche</strong>: sistemi<br />
Impronta<br />
<strong>di</strong>gitale<br />
Scansione<br />
retina<br />
Geometria<br />
della mano<br />
Sistemi<br />
biometrici<br />
Dinamica<br />
della firma<br />
Riconoscimento<br />
del volto<br />
Riconoscimento<br />
della voce<br />
Descrizione del corpo<br />
Sistema <strong>Bertillon</strong>: fallimento<br />
Nel 1903 nel carcere <strong>di</strong> <strong>Le</strong>avenworth<br />
furono registrati due detenuti Will<br />
West e William West con identiche<br />
misure<br />
Impronte <strong>di</strong>gitali:un po’ <strong>di</strong> storia<br />
Nel 2° secolo in Cina su documenti importanti veniva<br />
impressa l’impronta <strong>di</strong>gitale sul sigillo <strong>di</strong> cera<br />
Nel 17° secolo, Marcello Malpighi, scoprì che ogni<br />
impronta <strong>di</strong>gitale è formata da creste, spirali e curve<br />
Nel 19° secolo Sir Edward Richard Henry introdusse lo<br />
schema <strong>di</strong> impronte<br />
<strong>di</strong>gitali me<strong>di</strong>ante inchiostratura e<br />
rollatura delle <strong>di</strong>ta<br />
Nel 1986 il primo paese ad adottare lo schema <strong>di</strong><br />
impronte <strong>di</strong>gitali computerizzata fu l’ Australia<br />
3
Corso <strong>di</strong> Sicurezza su Reti<br />
Impronte <strong>di</strong>gitali: caratteristiche<br />
configurazione e dettagli<br />
Immutabilità:<br />
permanenti<br />
sono<br />
la probabilità <strong>di</strong> trovare due<br />
Unicità:<br />
<strong>di</strong>gitali coincidenti, anche tra<br />
impronte<br />
gemelli omozigoti, è minore <strong>di</strong> 10 -20<br />
configurazioni e dettagli<br />
Variazioni:<br />
solo a causa <strong>di</strong> scottature,<br />
cambiano<br />
incidenti o cause innaturali<br />
Minuzie: classificazione<br />
Ridge En<strong>di</strong>ng: è dove una cresta comincia e finisce<br />
improvvisamente<br />
è dove una cresta è <strong>di</strong>visa o è inforcata in due o<br />
Bifurcation:<br />
creste parallele<br />
più<br />
Divergence: è la crescita <strong>di</strong> due creste separate che corrono<br />
parallele<br />
è la congiunzione <strong>di</strong> due biforcazioni dove una forma<br />
Lake:<br />
lato sinistro e l’altra forma il lato destro<br />
il<br />
Impronta <strong>di</strong>gitale: dettagli <strong>di</strong> Galton<br />
Impronte <strong>di</strong>gitali: anatomia<br />
da insieme <strong>di</strong> linee dette<br />
Formate<br />
(ridge lines)<br />
creste<br />
punti in cui le creste<br />
Minuzie:<br />
o si biforcano<br />
terminano<br />
introdotte da Francis<br />
-Furono<br />
(1882-1916)<br />
Galton<br />
-Classificazione<br />
Minuzie: classificazione<br />
Ridge: è una cresta piccola che è<br />
In<strong>di</strong>pendent<br />
dalla cresta da ambo i lati<br />
separata<br />
è una combinazione <strong>di</strong> due creste in<strong>di</strong>pendenti<br />
Spur:<br />
una biforcazione<br />
e<br />
è una cresta in<strong>di</strong>pendente che attraversa<br />
Crossower:<br />
creste parallele<br />
due<br />
Impronta <strong>di</strong>gitale<br />
In un impronta <strong>di</strong>gitale vi sono 30, 40<br />
minuzie<br />
Due in<strong>di</strong>vidui possono avere<br />
in comune solo 8 minuzie<br />
4
Corso <strong>di</strong> Sicurezza su Reti<br />
lines: classificazione<br />
Ridge<br />
è un modello <strong>di</strong> creste convesse con un<br />
Arch:<br />
picco nel me<strong>di</strong>o<br />
le creste verso il centro formano una<br />
Loop:<br />
a forma <strong>di</strong> U e dopo svoltano in<strong>di</strong>etro<br />
curva<br />
senza torsione<br />
ha almeno due delta (il punto più<br />
Whoorl:<br />
al centro <strong>di</strong> <strong>di</strong>vergenza) e creste<br />
vicino<br />
almeno una cresta fa un cerchio<br />
convesse,<br />
completo<br />
Metodo Ottico: <strong>tecniche</strong><br />
polpastrello viene appoggiato su un<br />
<strong>Il</strong><br />
<strong>di</strong> vetro, poi una fonte leggera<br />
prisma<br />
luce interna all’apparecchiatura<br />
<strong>di</strong><br />
proiettata sopra il polpastrello<br />
viene<br />
è catturata da una<br />
Immagine<br />
charge-coupled (CCD)<br />
apparecchiatura<br />
Metodo Capacitive: <strong>tecniche</strong><br />
Rivela il campo elettrico<br />
dell’impronta <strong>di</strong>gitale utilizzando<br />
un sensor chip e un array <strong>di</strong><br />
circuiti<br />
<strong>di</strong>gitali:meto<strong>di</strong> <strong>di</strong><br />
Impronte<br />
acquisizione<br />
Metodo Ottico:<br />
-<strong>tecniche</strong><br />
-problemi<br />
Metodo Capacitive:<br />
-<strong>tecniche</strong><br />
-vantaggi<br />
Metodo Ottico: problemi<br />
Pulizia del trasduttore<br />
L’accuratezza <strong>di</strong>pende dal <strong>di</strong>to da identificare<br />
Sono associate all’<strong>identificazione</strong> dei<br />
criminali<br />
Metodo Capacitive: vantaggi<br />
Più affidabile<br />
Più compatto<br />
Più costoso<br />
5
Corso <strong>di</strong> Sicurezza su Reti<br />
Impronta <strong>di</strong>gitale<br />
template viene memorizzato in un<br />
<strong>Il</strong><br />
e verrà utilizzato per<br />
database<br />
l’impronta <strong>di</strong>gitale del<br />
confrontare<br />
in tempi successivi e varia<br />
soggetto<br />
dai 100 bytes ai 1000 bytes<br />
Impronta <strong>di</strong>gitale: prodotti<br />
EyeD Mouse II<br />
- Verifica 1 minuto<br />
- Metodo ottico<br />
- Ciclo <strong>di</strong> utilizzo: 3.000.000 cicli<br />
- Velocità <strong>di</strong> cattura 300mm/sec<br />
Scansione della retina: un po’ <strong>di</strong> storia<br />
Simon e Goldstein nel 1935 mostrarono che la forma<br />
delle vene nella retina sono uniche per ogni in<strong>di</strong>viduo<br />
<strong>Il</strong> primo <strong>sistema</strong>, EyeDentify 7.5 è apparso nel 1985<br />
Dott. Jhon Daugman nel 1994 ha creato le formule<br />
matematiche che misurano le <strong>di</strong>fferenti caratteristiche<br />
della retina<br />
Impronte <strong>di</strong>gitali: dove?<br />
Mastercard e Visa<br />
Charles Schwab e Company<br />
Walt Disney World ad Orlando<br />
Purdue Employees Federal Cre<strong>di</strong>t Union<br />
(PEFCU)<br />
Impronte <strong>di</strong>gitali: prodotti<br />
EyeDKeyboard<br />
- Verifica 1 minuto<br />
- Metodo ottico<br />
- Ciclo <strong>di</strong> utilizzo:<br />
20 milioni <strong>di</strong> cicli<br />
Scansione della retina:caratteristiche<br />
Immutabilità: configurazione e dettagli sono<br />
permanenti<br />
Classificazione: scia, contrazione, striatura, cavità,<br />
fibre collaginose, filamenti, cripte (aree scure<br />
dell’iride), vasculature serpentine, anelli e lentiggini<br />
Ci sono 400 caratteristiche che possono<br />
essere quantificate e usate per identificare<br />
un in<strong>di</strong>viduo<br />
non ci sono due iride simili, anche fra gemelli<br />
Unicità:<br />
omozigoti<br />
6
Corso <strong>di</strong> Sicurezza su Reti<br />
Scansione della retina: meto<strong>di</strong><br />
il <strong>sistema</strong> richiede che l’utente si muova<br />
Attivo:<br />
e in<strong>di</strong>etro in modo che la macchina<br />
avanti<br />
fotografica può acquistare e concentrarsi sull’iride<br />
dell’utente, il quale si può spostare dai 13 ai 39 cm<br />
dalla camera<br />
il <strong>sistema</strong> contiene una serie <strong>di</strong> macchine<br />
Passivo:<br />
che localizzano e si concentrano<br />
fotografiche<br />
sull’iride dell’utente, il quale si può spostare dalle<br />
camere dai 30 cm ai 91cm<br />
Scansione retina<br />
Scansione dell’occhio con raggi infrarossi<br />
La luce infrarossa è riflessa in<strong>di</strong>etro ad una<br />
video camera<br />
template in sistemi commerciali <strong>di</strong> 35 byte<br />
Retina: svantaggi<br />
Oscurata da ciglia, lenti, riflessioni<br />
Obiettivo piccolo<br />
Non visibile se non illuminata<br />
Localizzata <strong>di</strong>etro una superficie curva e<br />
riflettente<br />
Scansione della retina: proce<strong>di</strong>mento<br />
L’utente sta in pie<strong>di</strong> <strong>di</strong> fronte al <strong>sistema</strong> <strong>di</strong> <strong>identificazione</strong><br />
<br />
e la macchina fotografica calcola la posizione<br />
dell’iride<br />
dell’occhio<br />
La macchina fotografica effettua un secondo zoom e ne cattura<br />
<br />
immagine<br />
un<br />
<strong>Il</strong> <strong>sistema</strong> ha l’iride in fuoco e pone l’immagine in una griglia<br />
<br />
dove identifica le aree <strong>di</strong> luce e quelle oscure<br />
circolare<br />
L’immagine catturata viene confrontata con il template<br />
<br />
nel database<br />
memorizzato<br />
<strong>Il</strong> tempo richiesto per identificare l’iride è approssimativamente<br />
<br />
secon<strong>di</strong> 2<br />
Retina: vantaggi<br />
Possiede un alto grado <strong>di</strong> casualità<br />
Interna all’occhio quin<strong>di</strong> estremamente<br />
protetta<br />
Visibile esternamente<br />
Stabile per tutta la vita<br />
Scansione retina: dove?<br />
Citibank<br />
Banche inglesi<br />
Central Intelligence Agency (CIA)<br />
Federal Bureau Investigation (FBI)<br />
7
Corso <strong>di</strong> Sicurezza su Reti<br />
Scansione retina: prodotti<br />
Secure Cam C2<br />
-Tempo <strong>di</strong> cattura
Corso <strong>di</strong> Sicurezza su Reti<br />
Gemetria della mano: vantaggi<br />
Velocità <strong>di</strong> operazione: 1 secondo<br />
Affidabilità<br />
Accuratezza<br />
Template piccolo: sotto i 10 byte<br />
Geometria della mano: prodotti<br />
Hand Key II<br />
<strong>di</strong> verifica: 1<br />
-Tempo<br />
secondo<br />
-Memoria: 5 anni<br />
-Template 9 bytes<br />
-Capacità utente: 512<br />
utenti standard<br />
Dinamica della firma: problema<br />
Cercare <strong>di</strong> ridurre la <strong>di</strong>ffrenza tra le parti<br />
delle firme che sono abituali e costanti e<br />
quelle che vengono alterate in base allo<br />
stato d’animo<br />
Geometria della mano: dove?<br />
I giochi olimpici nel 1996<br />
Aeroporto internazionale <strong>di</strong> San Francisco<br />
L’università <strong>di</strong> Georgia<br />
della firma<br />
Dinamica<br />
velocità, pressione della penna,<br />
Caratteristiche:<br />
<strong>di</strong>rezione, lunghezza del tratto e il tempo in cui la<br />
penna viene sollevata dalla carta<br />
Analizza due <strong>di</strong>fferenti aree:<br />
-caratteristiche specifiche della firma<br />
specifiche del processo<br />
-caratteristiche<br />
firma della<br />
Semplice confronto della firma<br />
-facile da falsificare<br />
Per maggiore sicurezza cambiare ogni volta la frase da<br />
scrivere<br />
Dinamica della firma: dove?<br />
Prigione <strong>di</strong> Pentonville in Inghilterra<br />
Intenational Revenue Service (IRS)<br />
Banca <strong>di</strong> Manhattan<br />
9
Corso <strong>di</strong> Sicurezza su Reti<br />
Riconoscimento del volto: meto<strong>di</strong><br />
Scoperta: il volto umano è catturato<br />
dall’obiettivo della macchina fotografica e<br />
viene isolato dagli oggetti catturati con esso,<br />
poi il software pone l’immagine in un frame<br />
rettangolare chiamato binary mask<br />
Riconoscimento: il volto viene confrontato con<br />
gli altri volti memorizzati in un database<br />
Thermal imaging: me<strong>di</strong>ante una macchina<br />
fotografica a raggi infrarossi vengono catturate<br />
i vasi sanguigni del volto<br />
-può essere anche usato in oscurità completa<br />
Riconoscimento della voce<br />
Texas Instruments nel 1960<br />
creò il primo prodotto<br />
Riconoscimento della voce<br />
viene costruito<br />
Template<br />
ripetutamente una frase<br />
pronunciando<br />
fissa<br />
Parametri: tono, <strong>di</strong>namica, waveform<br />
Ricoscimento del volto: dove?<br />
Agenzie dei veicoli statali (DMU)<br />
Reparto immigrazione e naturalizzazione<br />
(SENTRI) in Mexico<br />
Riconoscimento della voce: tecnologia<br />
Speaker dependent: il <strong>sistema</strong> viene addestrato a<br />
<br />
un dato utente e contiene un vocabolario tra<br />
riconoscere<br />
e 120.000 parole<br />
30.000<br />
Speaker independent: il <strong>sistema</strong> non viene addestrato e può<br />
<br />
utilizzato da chiunque. Contiene un vocabolario più<br />
essere<br />
piccolo<br />
Discrete speech input: l’utente che parla deve effettuare<br />
<br />
pause<br />
piccole<br />
Continuos speech input: l’utente può parlare<br />
<br />
ma il <strong>sistema</strong> riconosce solo un numero<br />
continuamente<br />
<strong>di</strong> parole e frasi<br />
limitato<br />
Natural speech input: l’utente parla liberamente e il<br />
<br />
<strong>sistema</strong> esegue al volo i coman<strong>di</strong><br />
Riconoscimento della voce:<br />
Affidabilità<br />
Flessibilità<br />
vantaggi<br />
Tecnologia biometrica naturale<br />
Occhi e mani sono liberi per l’operazione<br />
10
Corso <strong>di</strong> Sicurezza su Reti<br />
della voce:<br />
Riconoscimento<br />
svantaggi<br />
Training lungo<br />
L’efficienza <strong>di</strong>pende dal rumore<br />
La voce cambia con il tempo e le malattie<br />
Computazione complicata (trasformata <strong>di</strong> Fourier)<br />
A molti non piace parlare a un computer<br />
Attacchi <strong>di</strong> replay<br />
ogni volta<br />
-Cambiare<br />
frase da leggere<br />
la<br />
Altre <strong>tecniche</strong> <strong>biometriche</strong><br />
Segno delle labbra<br />
Segno della pianta del piede<br />
Forma delle vene nella mano e nel polso<br />
Salinità del corpo<br />
Cattivo odore<br />
Risposta dello scheletro ad uno stimolo<br />
fisico<br />
caratteristiche fisiologiche e<br />
<strong>Le</strong><br />
compotamentali<br />
Universalità: ogni persona possiede le caratteristiche<br />
due persone non hanno le stesse<br />
Unicità:<br />
caratteristiche<br />
le caratteristiche non variano nel<br />
Permanenza:<br />
tempo<br />
le caratteristiche possono essere<br />
Collectability:<br />
quantitativamente<br />
misurate<br />
il raggiungimento preciso<br />
Esecuzione:<br />
dell’<strong>identificazione</strong><br />
il grado con cui le persone sono<br />
Accettabilità:<br />
ad accettare un <strong>sistema</strong> biometrico<br />
<strong>di</strong>sposte<br />
Insi<strong>di</strong>a: il grado <strong>di</strong> faciltà <strong>di</strong> ingannare il <strong>sistema</strong><br />
Riconoscimento della voce: dove?<br />
General motors<br />
L’ospedale <strong>di</strong> Chicago<br />
Charles Schwab e Company<br />
Tecniche <strong>biometriche</strong>: definizione<br />
che utilizzano le caratteristiche<br />
Sistemi<br />
o comportamentali <strong>di</strong> un in<strong>di</strong>viduo<br />
fisiologiche<br />
Fisiologica: caratteristica fisica e stabile<br />
impronta <strong>di</strong>gitale, scansione della retina,<br />
-<br />
della mano, riconoscimento del volto<br />
geometria<br />
Comportamentale: caratteristica influenzata dalla<br />
dell’in<strong>di</strong>viduo<br />
personalità<br />
riconoscimento della voce, della firma e battitura della<br />
-<br />
tastiera e del mouse<br />
Esempio sulle caratteristiche<br />
universalità unicità permanenza collectability esecuzione accettabilità insi<strong>di</strong>a<br />
Impronta me<strong>di</strong>a alto alto me<strong>di</strong>o alto me<strong>di</strong>o alto<br />
Retina alto alto me<strong>di</strong>o basso alto basso alto<br />
Volto alto basso me<strong>di</strong>o alto basso alto basso<br />
Mano me<strong>di</strong>o me<strong>di</strong>o me<strong>di</strong>o alto me<strong>di</strong>o me<strong>di</strong>o me<strong>di</strong>o<br />
Firma basso basso basso alto basso alto basso<br />
Voce me<strong>di</strong>o basso basso me<strong>di</strong>o basso alto basso<br />
11
Corso <strong>di</strong> Sicurezza su Reti<br />
Sistemi biometrici: <strong>identificazione</strong><br />
positiva: verificare che<br />
Identificazione<br />
che si presenta al <strong>sistema</strong> sia<br />
l’in<strong>di</strong>viduo<br />
l’autorizzato me<strong>di</strong>ante un confronto tra<br />
quest’ultimo e un template memorizzato nel<br />
<strong>sistema</strong><br />
negativa: verificare che<br />
Identificazione<br />
che si presenta al <strong>sistema</strong> non sia<br />
l’in<strong>di</strong>viduo<br />
l’autorizzato<br />
della classificazione<br />
Esempio<br />
Sistema biometrico utilizzato per prevenire l’emissione <strong>di</strong><br />
<br />
licenze multiple per le auto<br />
- non-cooperativo: non identifica quelle persone<br />
che hanno già una licenza<br />
- evidente: dare una misura biometrica come con<strong>di</strong>zione <strong>di</strong><br />
ottenere la licenza<br />
- frequentato e ambiente standard: la raccolta<br />
delle caratteristiche <strong>biometriche</strong> avviene alla<br />
cassa della motorizzazione<br />
- non abituato: le licenze vengono rilasciate<br />
ogni 4 o 5 anni<br />
- pubblico: usato dai clienti della motorizzazione<br />
- chiuso: non scambiano informazioni<br />
Esempio <strong>di</strong> compressione dell’impronta<br />
<strong>di</strong>gitale<br />
Sistemi biometrici:classificazione<br />
Cooperativo/non cooperativo<br />
Evidente/velato<br />
Abituato/non abituato<br />
Frequentato/non frequentato<br />
Ambiente standard<br />
Pubblico/privato<br />
Aperto/chiuso<br />
Sistema biometrico: generico<br />
compressione<br />
Raccolta dati<br />
Biometrico<br />
Presentazione<br />
Sensor<br />
trasmissione<br />
trasmissione<br />
Lavorazione<br />
segnale<br />
Modello<br />
combinato<br />
Controllo<br />
qualità<br />
Estrazione<br />
caratteristiche<br />
espansione<br />
deposito<br />
decisione<br />
decisione<br />
Immagine<br />
deposito<br />
database<br />
dei sistemi biometrici<br />
Accuratezza<br />
falso: un Rifiuto<br />
biometrico non<br />
<strong>sistema</strong><br />
in<strong>di</strong>viduo<br />
identifica<br />
onesto<br />
FRR in<strong>di</strong>ca la<br />
-<br />
<strong>di</strong> tale<br />
probabilità<br />
evento<br />
Accettazione falsa:<br />
<strong>sistema</strong> biometrico<br />
un<br />
un in<strong>di</strong>viduo<br />
identifica<br />
<strong>di</strong>sonesto<br />
FAR in<strong>di</strong>ca la<br />
-<br />
<strong>di</strong> tale caso<br />
probabilità<br />
12
Corso <strong>di</strong> Sicurezza su Reti<br />
Tecniche <strong>biometriche</strong>: conclusioni<br />
tecnica errore<br />
voce 2%<br />
firma 2%<br />
retina 0,40%<br />
mano 0,10%<br />
impronta 9% falso rigetto<br />
nessuna falsa accettazione<br />
•Stu<strong>di</strong>o San<strong>di</strong>a National Labs, su sistemi commerciali<br />
•Alta percentuale <strong>di</strong> errore<br />
•Bene usarle insieme alle password!<br />
caratteristica migliore peggiore<br />
accettabilita mano voce<br />
falso rigetto mano impronta<br />
falsa accettazione mano, retina, impronte voce<br />
throughput mano, retina, impronte voce, firma<br />
<strong>di</strong>fficolta <strong>di</strong> imitazione retina voce, firma<br />
grandezza template retina voce<br />
costo voce retina<br />
il <strong>sistema</strong> controlla ciò che l’utente è + quello che sa<br />
13
Cambia lingua