Biometria

BIOMETRIA

A cura di Aldo Leonardi

Nel settore della sicurezza, una disciplina è chiamata "biometria", e si basa sul fatto che ogni persona è un individuo unico e quindi riconoscibile. La biometria è la disciplina che studia la misurazione delle caratteristiche fisiche o comportamentali tipiche degli esseri umani.

Esempi di tratti biometrici fisici sono le impronte digitali, la geometria della mano, le caratteristiche dell’iride, della retina o del volto. Le peculiarità della firma e della camminata possono essere considerate come tratti biometrici comportamentali.

I sistemi di riconoscimento biometrico si stanno rapidamente diffondendo a livello globale in quanto sono in grado di offrire maggiore sicurezza rispetto ai sistemi di autenticazione tradizionali. Un dato biometrico è più difficilmente falsificabile rispetto ad una password o ad una chiave. Inoltre, i tratti biometrici sono caratteristiche peculiari di ogni individuo e non possono essere dimenticati o usati da altre persone.

Queste caratteristiche permettono l’uso dei sistemi biometrici di autenticazione in ambiti che richiedono garanzie elevate. Tradizionalmente, infatti, gli utenti ripongono una fiducia limitata nel binomio “login/password”, in quanto tali dati possono essere sottratti oppure letti da una terza persona. L’impiego dei sistemi di riconoscimento biometrico negli ambiti come quelli che prevedono la memorizzazione o la trasmissione di dati personali, anche online, può rappresentare una interessante soluzione per la protezione della privacy.

Per esempio, applicazioni quali il commercio elettronico o l’e-banking possono avvalersi di sistemi di identificazione biometrica per portare la sicurezza ad un livello maggiore e soprattutto per aumentare la confidenza degli utenti verso tali sistemi. Più in generale, l’uso di sistemi biometrici potrebbe rappresentare una nuova spinta verso l’utilizzo sempre più massiccio e integrato di applicazioni distribuite.

I sistemi biometrici possono effettuare il riconoscimento degli individui in due principali differenti modalità:

  • in Autenticazione, il sistema conferma o nega che l’utente sia chi ha dichiarato di essere (confronto 1 a 1);
  • in Identificazione, il sistema riconosce un individuo all’interno di un insieme di N identità (confronto 1 a N).

Il processo di riconoscimento biometrico può inoltre essere suddiviso in due fasi distinte successive: la fase di enrollment crea e memorizza un dato digitale riassuntivo delle caratteristiche biometriche dell’utente chiamato template; la fase di riconoscimento verifica l’identità dell’utente confrontando il dato biometrico acquisito con uno o più template memorizzati.

In un sistema biometrico, si possono distinguere cinque moduli principali: sensore, modulo di estrazione delle caratteristiche, modulo di confronto delle identità, decisore, base di dati. In Figura 1 viene mostrato lo schema generale di funzionamento di un sistema biometrico.


Figura 1. Schema di un sistema di riconoscimento biometrico.

Principali tratti biometrici

Tra i principali tratti biometrici attualmente utilizzati, è possibile annoverare le impronte digitali, le caratteristiche del volto, la geometria della mano, le caratteristiche dell’iride e della retina.

I sistemi biometrici basati sulle impronte digitali sono quelli maggiormente diffusi, oltre ad essere stati i primi ad essere impiegati su larga scala.

L’impronta digitale è rappresentata da un pattern di creste e valli presente sulle dita, che si sviluppa da una configurazione causale già presente dall’embrione.

Il riconoscimento biometrico è effettuato confrontando caratteristiche come la tipologia globale dell’impronta, la posizione e la tipologia di alcuni punti distintivi, l’orientamento e frequenza delle creste, la posizione ed il tipo delle minuzie (terminazioni, biforcazioni delle creste) .

Il riconoscimento del volto rappresenta uno dei sistemi biometrici più apprezzati dagli utenti. Ciò è dovuto alla scarsa invasività del processo di acquisizione del tratto biometrico ed all’abitudine umana di riconoscere un individuo in base all’osservazione del suo viso. I sistemi biometrici basati sul volto possono utilizzare caratteristiche globali o misurazioni locali.

Esempi di caratteristiche globali sono le autofacce, ottenute come le differenze tra l’immagine del volto acquisita ed il volto medio di una base di dati biometrica.

Caratteristiche locali sono invece le informazioni geometriche, ottenute misurando le distanze relative tra punti distintivi come occhi, bocca e naso.

L’iride è considerato il tratto biometrico più accurato. L’iride umana è infatti caratterizzata da un pattern casuale, stabile per l’intera durata della vita di un individuo e dotato di numerose caratteristiche distintive. Oltre ad un’elevata accuratezza, il processo di riconoscimento dell’iride è molto veloce.

Ciò ha consentito una rapida diffusione dei sistemi di riconoscimento basati su questo tratto biometrico in contesti applicativi caratterizzati da un elevato numero di utenti, come frontiere o aeroporti. Un limite alla diffusione di questa tecnologia consiste nel fatto che il processo di acquisizione delle immagini iridee viene considerato invasivo e pericoloso per la vista da parte di numerosi utenti. I sistemi biometrici basati sull’iride sono inoltre relativamente costosi.

La maggior parte di questi sistemi biometrici è basata sul calcolo di una stringa binaria che ne incorpora le caratteristiche distintive, chiamata Iriscode.

I sistemi biometrici basati sulla geometria della mano, pur fornendo un’accuratezza inferiore a quella dei sistemi basati su impronte digitali o iride, sono apprezzati dagli utenti e ritenuti poco invasivi.

Il metodo più diffuso per il riconoscimento biometrico è basato sull’acquisizione di una fotografia della mano mentre essa è posizionata su un supporto (eventualmente con l’ausilio di pioli per aiutare il corretto posizionamento). Successivamente, sono effettuate misurazioni delle dimensioni della mano, come, ad esempio, la lunghezza e larghezza delle dita e del palmo .

I sistemi basati sulla retina sfruttano l’unicità dei pattern delle vene presenti sulla zona posteriore del bulbo oculare per effettuare il riconoscimento biometrico. La distribuzione dei vasi sanguinei sulla retina è infatti principalmente casuale ed univoca per ogni individuo. Tra i principali vantaggi, è da annoverare che questo tratto biometrico è difficilmente falsificabile, in quanto la parte esaminata si trova all’interno dell’occhio.

Per lo stesso motivo, però, la scansione della retina viene vista come intrusiva e potenzialmente dannosa. Altri sistemi biometrici di discreta diffusione sono basati sulle caratteristiche di voce, firma e camminata.
Esistono inoltre sistemi biometrici in grado di sfruttare contemporaneamente informazioni inerenti a differenti tratti.

Questa tipologia di sistemi biometrici consente di ottenere una maggiore accuratezza nel riconoscimento e risulta maggiormente robusta a tentativi di frode rispetto ai sistemi basati su un unico tratto biometrico.

Figura 2. Esempio di tratti biometrici: impronta digitale, volto, palmo della mano, iride, retina.

Gli impieghi della biometria.

La difficile situazione internazionale ha indotto un sensibile rafforzamento dei controlli atti a garantire la sicurezza dei cittadini e, negli ultimi anni i governi di tutto il mondo hanno promosso il potenziamento delle azioni di controllo del territorio e delle frontiere nell’ambito delle quali sono spesso emerse difficoltà legate alla identificazione certa degli individui.

In questo contesto l’interesse verso le tecnologie biometriche è rapidamente cresciuto grazie alla possibilità di basare il riconoscimento degli individui su dati certi quali caratteristiche fisiche e comportamentali, ragionevolmente uniche e non riproducibili.

L’impiego della biometria a rafforzamento della sicurezza è testimoniato da iniziative internazionali, quali il nuovo passaporto europeo ed il permesso di soggiorno elettronico e, per ciò che attiene all’Italia, dalla nuova Carta d’Identità Elettronica (CIE), che avranno come denominatore comune l’uso di identificatori biometrici a sostegno dell’autenticità.

Ulteriori investimenti sono inoltre previsti per il potenziamento dei sistemi AFIS (Automated Fingerprint Identification Systems) ,basati sull’utilizzo di impronte digitali e da anni impiegati dagli organi investigativi internazionali per l’identificazione degli individui.

L’uso delle tecnologie biometriche non si limita comunque agli ambienti investigativi o di controllo delle frontiere, ma registra una rapida diffusione anche in altri importanti settori privati e pubblici.

Con riferimento alla Pubblica Amministrazione, la diffusione della biometria si intreccia strettamente con un processo di informatizzazione e di centralizzazione della figura del cittadino nei processi amministrativi che il Governo ha da anni avviato con impegno.

Il massiccio ricorso a canali innovativi, quali ad esempio Internet, nell’attuazione dell’e-government, sta rendendo sempre più evidente la necessità di soluzioni ottimali per l’autenticazione e la sicurezza nell’accesso ai dati ed ai servizi on-line quali importanti presupposti del nuovo rapporto cittadino-istituzioni.

Come è noto i metodi basati sull’uso di password, attualmente i più diffusi, non sempre sono in grado assicurare una adeguata garanzia; per queste ragioni molte amministrazioni stanno decisamente procedendo verso l’uso di tecniche di tipo biometrico.

L’interesse diffuso intorno alle tecnologie biometriche e la necessità di guidare le Pubbliche Amministrazioni in un mercato in rapida evoluzione ha portato alcuni governi, fra i quali quelli statunitense, britannico e tedesco, alla costituzione di gruppi di lavoro con l’obiettivo di fornire indicazioni e chiarimenti.

Inoltre un considerevole numero di forum internazionali analizza la biometria sia per gli aspetti più propriamente tecnici che per quelli sociali, etici ed inerenti il delicato tema della privacy.

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