Grundlagen der Biometrik: Fingerabdrücke und Gesichtsbilder

Von Helmuth Stoiber

Biometrische Systeme haben bereits in vielen Bereichen unseres Alltags Einzug gehalten. Der erste Teil dieses shortcuts befasst sich mit den Grundlagen und Standards biometrischer Merkmale. Neben den Anforderungen an ein biometrisches System werden hier die Erfassung und die Weiterverarbeitung von Fingerabdrücken und Gesichtsbildern beschrieben. Daran anschließend werden die Standards für das Processing des jeweiligen biometrischen Systems konkret aufgezeigt. Im zweiten Teil werden zwei der am häufigsten eingesetzten biometrischen Technologien – Fingerabdruck und Gesichtsbild – detailliert beschrieben. Dabei stehen insbesondere die Konvertierung der Rohdaten sowie die anschließende Kodierung im Vordergrund. Weiterhin werden biometrische Standards, wie Fingerabdruck-Minuzien, Templates und Matching-Verfahren aufgezeigt. Flankierend sind anhand von frei verfügbaren Bibliotheken und Softwarepaketen die jeweiligen biometrischen Verfahren und Prozesse durch Samplecode veranschaulicht.

• Sprache: Deutsch
• Herausgeber: entwickler.press
• Erscheinungsdatum: 10. März 2016
• ISBN: 9783868025859

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1 Grundlagen und Standards

Biometrische Systeme haben bereits in vielen Bereichen unseres Alltags Einzug gehalten, wobei diese aktuell auf den biometrischen Merkmalen Fingerabdruck oder Gesichtsbild basieren. Diese biometrischen Merkmale sind bei jedem Menschen individuell verschieden ausgeprägt und können somit nach entsprechender Erfassung und adäquater Speicherung automatisiert mit geeigneten IT-Systemen verarbeitet werden. Hierbei kann es sich entweder um ein Verifikationssystem handeln, dessen Aufgabe darin besteht, die Identität einer Person zu bestätigen, oder um ein Identifikationssystem, das auf die Feststellung (Ermittlung) einer Identität ausgelegt ist.

Ein biometrisches Verifikationssystem kommt beispielsweise bei der Entsperrung eines modernen Smartphones zum Einsatz, indem der Fingerabdruck mit dem integrierten Fingerabdruckscanner live erfasst und mit der im Smartphone gespeicherten Referenz verglichen wird. Ein biometrisches Identifikationssystem ist hingegen für die Zuordnung eines vorgelegten biometrischen Merkmals zu einer gesuchten Person geeignet und kann damit bei der forensischen Analyse eingesetzt werden.

Wir befassen uns zunächst mit den Grundlagen biometrischer Merkmale. Nach einem kurzen historischen Abriss werden neben den Anforderungen an ein biometrisches System die Erfassung und die Weiterverarbeitung von Fingerabdrücken und Gesichtsbildern beschrieben. Daran anschließend werden die Standards für das Processing des jeweiligen biometrischen Systems konkret aufgezeigt. Im zweiten Kapitel werden reale Anwendungen und praktische Programmbeispiele mit frei verfügbaren Bibliotheken, wie beispielsweise der Referenzimplementierung für Fingerabdrücke, NDIS, vorgestellt.

Einführung

Jeder Mensch ist von Geburt an mit individuellen biometrischen Merkmalen ausgestattet. Diese Merkmale sind einzigartig und verändern sich im Laufe des Lebens so gut wie nicht. Natürlich ist beispielsweise die Fingerkuppe eines Säuglings kleiner als die eines Erwachsenen und somit auch der gesamte Fingerabdruck. Abgesehen von solchen altersbedingten Größenänderungen bleiben die anatomischen Strukturen im Allgemeinen ein ganzes Leben lang erhalten, es sei denn, äußere Einflüsse wie Unfälle oder sonstige Beeinträchtigungen verursachen irreversible Veränderungen.

Es ist daher naheliegend, die für jeden Menschen einzigartigen biometrischen Merkmale mit standardisierten Verfahren und geeignetem Equipment zu kodieren und auszuwerten. Hierdurch wird ermöglicht, dass unter Zuhilfenahme adäquater Hilfsmittel die Auswertung biometrischer Merkmale bewerkstelligt werden kann. Die Komplexität des eingesetzten Equipments kann sich im Fall einer Analyse eines Fingerabdrucks von einer einfachen Lupe bis hin zu einem vollautomatischen System für die Identifikation von Fingerabdrücken oder anderen biometrischen Merkmalen (ABIS) erstrecken.

Historie

Die Identifikation einer Person mithilfe von Fingerabdrücken hat die längste Tradition unter den biometrischen Technologien. Bereits im 19. Jahrhundert wurden Untersuchungen zur Qualifizierung von Fingerabdrücken angestellt, unter anderem verfolgten James Herschel und Henry Faults