Biometrie - ISC Information Security and Cryptography Group · Ubersicht¨ Ubersicht¨ Einleitung...

Ubersicht

Biometrie

Bio - Leben, Metron - Maß

Jonathan Driedger

Jonathan Driedger Biometrie

Ubersicht

Einleitung

historischer Hintergrund

Biometrische Charakteristika

Eigenschaften biometrischer Charakteristikader Fingerabdruck”Biometrie vs. Passwort und Co.”

Nachteile

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Einleitung

Nachteile

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Einleitung

Nachteile

Ubersicht

Einleitung

Eigenschaften biometrischer Charakteristika

der Fingerabdruck”Biometrie vs. Passwort und Co.”

Nachteile

Ubersicht

Einleitung

Eigenschaften biometrischer Charakteristikader Fingerabdruck

”Biometrie vs. Passwort und Co.”

Nachteile

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Einleitung

Nachteile

Ubersicht

Einleitung

Nachteile

Einleitung

Part I

Einleitung

Einleitung historischer Hintergrund

Menschen erkennen sich an biometrischen Charakteristiken

Mitte des 19.Jhd.: Polizei verwendet Biometrie

Ende des 19.Jhd.: Einzigartigkeit des menschlichenFingerabdrucks

Anwendungsgebiete werden ausgeweitet

Heute: Biometrische Erkennung etabliert sich zunehmendauch im zivilen und Privaten Sektor.

Part II

Biometrische CharakteristikaEigenschaften biometrischer Charakteristikader Fingerabdruck”Biometrie vs. Passwort und Co.”

verschiedene biometrische Charakteristika

Fingerabdruck

Retina

Hand Geometrie

Gesicht

Stimme

Fingerabdruck

Retina

Hand Geometrie

Gesicht

Stimme

Fingerabdruck

Retina

Hand Geometrie

Gesicht

Stimme

Fingerabdruck

Retina

Hand Geometrie

Gesicht

Stimme

Fingerabdruck

Retina

Hand Geometrie

Gesicht

Stimme

Fingerabdruck

Retina

Hand Geometrie

Gesicht

Stimme

Fingerabdruck

Retina

Hand Geometrie

Gesicht

Stimme

DNAJonathan Driedger Biometrie

Anforderungen an biometrische Charakteristika

Universalitat

Einzigartigkeit

Dauerhaftigkeit

Kollektivierbarkeit

Leistung

Akzeptanz

Sicherheit

Universalitat

Einzigartigkeit

Dauerhaftigkeit

Kollektivierbarkeit

Leistung

Akzeptanz

Sicherheit

Universalitat

Einzigartigkeit

Dauerhaftigkeit

Kollektivierbarkeit

Leistung

Akzeptanz

Sicherheit

Universalitat

Einzigartigkeit

Dauerhaftigkeit

Kollektivierbarkeit

Leistung

Akzeptanz

Sicherheit

Universalitat

Einzigartigkeit

Dauerhaftigkeit

Kollektivierbarkeit

Leistung

Akzeptanz

Sicherheit

Universalitat

Einzigartigkeit

Dauerhaftigkeit

Kollektivierbarkeit

Leistung

Akzeptanz

Sicherheit

Universalitat

Einzigartigkeit

Dauerhaftigkeit

Kollektivierbarkeit

Leistung

Akzeptanz

Sicherheit

Verifikation/Identifikation

Wir unterscheiden zwei grundlegende Problemstellungen:

Verifikation: ”Ist diese Person wer sie vorgibt zu sein?”

Identifikation:”Wer ist diese Person?”

⇒ Mit Biometrie ist Identifikation moglich

Problem: Zwei Bilder eines Fingerabrucksbeispielsweise sind nicht 100%ig identisch.

Fehler

Ubereinstimmungszahl s

Schwellwert t.

s < t: Der Benutzer wird abgelehnt.

s ≥ t: Der Benutzer wird akzeptiert.

Fehler

Schwellwert t.

Fehler

Schwellwert t.

Fehler

Schwellwert t.

Fehler

Schwellwert t.

Fehler

Zwei Fehlerraten:

FMR(false match rate)

FNMR(false nonmatch rate)

Diese Fehlerraten gelten im Verifikationsmodus.

Fehler

Zwei Fehlerraten:

Fehler

Zwei Fehlerraten:

Fehler

Zwei Fehlerraten:

Fehler

Fehler - FMRN und FNMRN

Im Identifikationsmodus (mit N Benutzern in derSystemdatenbank):

FMRN = 1− (1− FMR)N ≈ N ∗ FMR (Approximation giltnur fur N ∗ FMR < 0, 1)

FNMRN ≈ FNMR

Fehler - Beispiel

200 000 Fluggaste taglich

100 meistgesuchten Kriminellen (Datenbankgroße = 100)

FNMR von 1% und FMR von 0.001%.

⇒ FNMRN von ungefahr 1% und FMRN von ungefahr 0.1%

⇒ ca. 200 Falsche Alarme taglich aber nur 1%ige Chanceeinen Gesuchten zu verpassen

Fehler - Beispiel

der Fingerabdruck

Fingerabdruck

der Bogen

Fingerabdruck

der Zeltbogen

Fingerabdruck

die Schleife

Fingerabdruck

der Wirbel

Fingerabdruck

die Doppelschleife

Fingerabdruck

die Komposition

Fingerabdruck

Problem: Merkmale eignen sich nicht zurDigitalisierung.

Fingerabdruck

Suche nach ”minutia-points”

Nachteile von Passwortern, Schlusselkarten etc.

leicht zu merkende Passworter

leicht zu brechen

gleiches Passwort in verschiedenen Anwendungen

sicherere Passworter sind schwer zu merken.

Schlusselkarten konnen dupliziert, verloren oder gestohlenwerden.

leicht zu brechen

Vorteile von Biometrie

Biometrische Daten konnen nicht vergessen oder verlorenwerden

Wesentlich schwieriger biometrische Daten zu kopieren

Biometrie einzige Moglichkeit fur negative Wiedererkennung

Vorteile von Biometrie - brute-force Attacken

Verifikationsmodus

FMR = 0.001%

⇒ ca. 100 000 verschiedene Auspragungen notig

Verifikationsmodus

FMR = 0.001%

Verifikationsmodus

FMR = 0.001%

Verifikationsmodus

FMR = 0.001%

Zusatzliche Sicherheit durch:

”Lebenszeichendetektoren”(z.B. Pulsmesser).

Kombination mehrerer biometrischer Charakteristika (z.B.Fingerabdruck und Gesicht)

Zusatzliche Sicherheit durch:

”Lebenszeichendetektoren”(z.B. Pulsmesser).

Kombination mehrerer biometrischer Charakteristika (z.B.Fingerabdruck und Gesicht)

Nachteile

Part III

Nachteile

verlorene biometrische Daten

Verlorene Daten fur immer verlorenBegrenztes Maß an biometrischen Daten

unbeabsichtgtes Funktionsspektrum

kurzliche Aktivitatengenetische FehlerKrankheiten

Ungewollte Identifikation

Nachteile

Verlorene Daten fur immer verloren

Begrenztes Maß an biometrischen Daten

Nachteile

kurzliche Aktivitaten

genetische FehlerKrankheiten

Nachteile

kurzliche Aktivitatengenetische Fehler

Krankheiten

Nachteile

Biometrische Daten sind keine Geheimnisse

Biometrische Daten sind nicht geheim

hinterlassen taglich hunderte Fingerabdrucke

werden oft ungewollt fotografiert

Nachteile

Im Gegensatz zu Passwortern und Schlusselkarten konnenbiometrische Daten jedem bekannt sein.

Nachteile

Quellen

Biometric Recognition: Security and Privacy Concerns (IEEE SECURITY AND PRIVACY MARCH/APRIL2003)

Biometric Authentication Systems (FIMU-RS-200-08)

http://www.ridgesandfurrows.homestead.com/fingerprint patterns.html

http://perso.orange.fr/fingerchip/biometrics/types/fingerprint.htm

http://www.ccc.de/biometrie/fingerabdruck kopieren?language=de

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