Fingeravtrykkavlesning – den mest utviklede biometriske teknologien

Biometrisk teknikk har blitt utvikle t og vært tilgjengelig siden 80-tallet. Siden den tid har teknikken gjort betydelige fremskritt og bransjen har også blitt mye mer kompleks med mange underinndelinger. Generelt sett vet vi at biometriske teknologier gir oss muligheter til å foreta en unik identifi sering av et individ ved å måle visse biologiske karaktertrekk hos et individ, f.eks. ved fi ngeravtrykkavlesning eller programvare og annet utstyr for ansiktsidentifi - sering. Når det gjelder de enkelte biometriske teknologier i seg selv, er det spesielt interessant å notere at til tross for at man har samme oppgave og samme mål, er det forskjellige måter å nå de samme målene på. Eksempelvis fi nnes det innen teknikken for fi ngeravtrykkavlesning ulike oppfatninger blant produsenter og utviklere om den beste måten å nå målet. Hver og en anser at nettopp deres løsning er den beste. I dette avsnittet skal vi se på et tverrsnitt av bransjens ulike løsninger innen de samme områdene.

Digitale måleverdier
Det er naturlig å begynne med fi ngeravtrykkavlesning siden det er denne teknikken som ifølge rapportene skal både være den tekniske og kommersielt mest utviklede sektoren i den biometriske bransjen. Det fi nnes derfor mer tilgjengelig dokumentasjon på fi ngeravtrykksteknikker, noe som er et resultat av at et stadig økende antall aktører entrer scenen. Den økende konkurransen gjør at disse aktørene blir mindre hemmelighetsfulle når det gjelder tekniske maskin- eller programvareløsninger, ettersom de er i et konkurranseutsatt miljø og må forklare mer i detalj hvorfor nettopp deres teknikk er best. Fingeravtrykkavlesning er uten tvil den biometriske teknikken som er mest brukt. Globalt sett står fi ngeravtrykkavlesning for mer enn 50% av alle installerte biometriske systemer. Denne teknikken er i særlig grad blitt benyttet av rettssystemer. Drivkraften til utviklingen av teknikken begynte nemlig å spire for over 100 år siden. Det var da den brittiske regjeringen i 1893 for forste gang aksepterte det faktum at ingen fi ngeravtrykk er like. Siden det tidspunktet har selskapene jobbet med å utvikle teknikker, noe som muligens kan være årsaken til at denne teknikken er nærmere en ferdigutvikling. Dessverre er denne konklusjonen noe forhastet fordi det virker som om hvert fremskritt på dette området medfører nye dilemmaer som teknikerne må løse.

Innlesing av fi ngeravtrykk
Fra begynnelsen av tok man avtrykk ved hjelp av en enkel blekkprossess som ga et todimensjonalt avtrykk. Utviklingen tok oss deretter til neste nivå som var såkalt ”latent fi nger images” som enkelt kan beskrives som evnen til å lese deler av fi ngeravtrykk eller evnen til å ta frem meget svake rester av fi ngeravtrykk, for til slutt å komme frem til en tredimmensjonal scanningteknikk uten blekk. Av de nye teknikkene har såkalt optisk sensor scanning vært lengst benyttet. Etter hvert kom det også lesing via andre typer sensorer som trykksensorer, termiske sensorer, halvledersensorer, og ultralydsensorer. Kvaliteten og nøyaktigheten av innlest data beror på et antall faktorer: Tekniske når det gjelder utstyrets og programvarens egenskaper, biologiske når deg gjelder forholdene og orienteringen av en scannet fi nger.
Ifølge eksperter på området, tenderer ultralydsmetoden til å gi den beste kvalitetn på scanningen siden denne teknikken gir best kontrastvirkning i fi ngeravtrykkmønsteret. Med ultralydsmetoden bli fi ngeren som føres over leserfl aten utsatt for en serie svake elektroniske impulser. Avhengig av fabrikat kan man måle noen av følgende av fi ngerens spesifi kke egenskaper – avstand mellom linjer, hvor dype linjene er, endepunkter eller krysningspunkter, antall opphøyninger, daler, sløyfer, bøyninger eller øyer og muligens også plasseringen av veldig små svetteporer i høyoppløsende systemer. Samtidig måler en ytterligere sensor hastigheten av fi ngeren som fl yttes over sensoren. Forhåpentligvis muliggjør dette at programvaren kan sette sammen informasjonen til et nøyaktig bilde.

Sammenlignbare teknikker
Når avtrykket er innlest, kan man for eksempel enten manuelt eller gjennom en spesiell programvare sammenligne dette med eksisterende avtrykk som er lagret på et smart card (en mot en) eller i en database (en mot mange). Jo større database, dessto lengre blir verifi seringstiden. Mange ledende leverandører av utstyr for fi ngeravtrykkavlesning hevder imidlertid at lesertiden er på mindre enn et sekund selv om man benytter metoden en mot mange i store databaser med hundretusentalls avtrykk.
Helt siden tiden da man tok fi ngeravtrykk med blekk har det blitt utviklet en mengde metoder for å analysere fi ngeravtrykk. Dagens mest anvendte analysemetoder bygger fremdeles i stor utstrekning på digitaliserte versjoner av metoder som er utviklet for lang tid tilbake.

Klassifi sering av fi ngeravtrykk
Flere selskap i bransjen har tatt arbeidshypotesen at fi ngeravtrykk kan inndeles i et antall kategorier. Det synes å råde en viss enighet om at avtrykk kan henføres til en av fem eller muligens syv kategorier (avhengig av hvilken fi losofi man tror på). Derfor kan teoretisk sett hastigheten i verifi - seringsprossessen når man vurderer et avtrykk forbedres dramatisk ettersom 4/5 (eller 4/7) av databasen øyeblikkelig kan elimineres som ikke relevant gjennom denne klassifi sering av det aktuelle avtrykket. Dette kan synes som et spektakulært gjennombrudd, men dessverre må teknikken fremdeles justeres. Problemet är at det ikke fi nnes noen spesifi kke eller eksakte retningslinjer som er utarbeidet for hver kategori og i større tester har det vist seg at ekspertene er uenige i klassifi seringen i 17% av tilfellene. Dette bør helt klart være et uakseptabelt nivå for klassifi sering i alle typer systemer. Erfaringer fra tidligere utviklingsprosjekter antyder dog at hvis vitenskapsmennene har kommet så langt med sine teorier, vil vi formodentlig se denne metoden videreutviklet i en ikke altfor fj ern fremtid.

Minutiæ eller mønster?
De mest vanlige sammenligningsteknologiene idag er de ulike minutiæ modellene og de mønsterbaserte teknologiene. De sistnevnte kan bestå av hele fi ngerens struktur og mønster, mens minutiæ teknikken studerer visse bestemte typer av punkter, de såkalte minutiæpunkter. Man ser på visse forutbestemte punkter på avtrykket som forgrenings- eller gaff elpunkter, endepunkter, plasseringen av svetteporer eller hvor ”åser og daler” begynner og slutter. Dessa koordinatorer gjøres om i en kalkuleringsformel som gir et unikt fl ersifret ID nummer for hvert avtrykk, som deretter kan sammenlignes med matchende nummer i en vurdering en mot mange (1:N) alternativt godta eller forkastes i lesing en mot en (1:1). Toleransene i parametrene må bestemmes og passe etttersom det er fullt mulig at kalkylen ikke alltid kommer til nøyaktig det samme fl ersifrede ID-nummeret på grunn av et antall potensielle variasjoner, som endringer i fi ngerens orientering, endringer i fi ngerens tilstand, elektroniske forstyrrelser i programvaren og fi ngerens bevegelseshastighet.
Den nest mest vanlige metoden er basert på mønster eller avfotografering, hvilket innebærer at man må ta hensyn til mønsteret og legge det over en eksisterende avfotografering for å bestemme nivået av overenstemmelse. Denne metoden tar selvsagt mye lenger tid når man sammenligner en mot mange (1:N), men er velegnet for sammenligning en mot en (1:1) for verifi sering av et smart card eller en chip som bara inneholder ett trykk. Det fi nnes videre et antall andre metoder som er basert på varianter av de metoder vi har beskrevet som arbeider med algoritmiske beregninger når det gjelder avstand mellom ulike mønstertyper.

Markedets interesse for biometriske sikkerhetløsninger merkes fremfor alt på den intensive produktutivklingen av lesere for adgangskontroll.

For- og bakdeler
Som med all teknikk fi nnes det både fordeler og ulemper som taler for eller imot ulike fi ngeravtrykksteknologier. Uten å være overrasket over at dette er den mest anvendte biometriske teknikken – veier fordelene tyngre enn ulempene, ettersom den primære styrken ligger i praktisk bruk, adapteringsmulighet, enkelhet og naturligvis – kostnaden.

Fordeler
Fordelene med fi ngeravtrykkavlesning kan oppsummeres som følger:
• Gjennomprøvd teknikk – har vært brukt lenge i forhold til andre biometriske teknikker.
• Fingeravtrykksmønster endrer seg aldri.
• En kostnadseff ektiv løsning – kostnaden for fi ngeravtrykkslesere har sunket drastisk fra 100 USD for noen få år siden til omkring 10 USD i dag.
• Rimlig akseptert nøyaktighet sammenlignet med andre biometriske teknikker og i relasjon til kostnad.
• Mengder av potensielle applikasjoner.
• Enkelt å produsere i miniatyrformat for innebygging i annet utstyr – for eksempel i mobiltelefoner, bankautomater, PC-er og lap tops, smart cards.

Ulemper
Ulempene med fi ngeravtrykkavlesning kan angis som følger:
• Kan ikke brukes i skjulte applikasjoner så som overvåking – krever full medvirkning fra brukeren for å fungere.
• Det fi nnes fremdeles følelsesmessige hindre ettersom man forbinder fi ngeravtrykk med kriminalitet.
• En liten gruppe mennesker kan ikke anvende teknikke på grunn av handicap.
• Dårlig lesbarhet kan oppstå på grunn av tilfeldige forandringer i et avtrykk, f.eks. sår, blåmerker, sykdom, skitt eller slitte avtrykk.
• Dårlig lesbarhet kan oppstå som følge av størrelse og orientering av det scannede avtrykket sammenlignet med lagret originalavtrykk.

Interessen for fi ngeravtrykkavlesning er stort og omfatter mange bransjer der fi nggeravtrykksteknikken relativt lett og kostnadseffektivt skulle kunne integreres med eksisterende sikkerhets- eller adgangskontrollsystem. Dette har resultert i et voksende antall selskaper, av alle størrelser og slag, fra verdens alle hjørner, som nå er spesialiserte i design, utvikling, produsering og integrering av biometrisk fi ngeravtrykksteknologi. En del er relativt små aktører, men noen er meget store og visse har nylig blitt engasjerte på dette området, mens andre har vært i bransjen i over 30 år. Nedenfor lister vi opp noen eksempler på aktuelle aktører til informasjon:

• NEC Electronics Corp – USA.
• IDTECK Co. Ltd – Korea.
• ISL Informer Systems Ltd – UK.
• Lightuning – Taiwan.
• BMF Corporation – Japan.
• Identex – UK.
• Digital Persona – USA.
• Fingerprint Cards – Sverige.
• Idencom – Tyskland.
• Neurotechnologija Ltd – Litauen.
• SAFLINK Corp – USA.
• Technoimagia Co Ltd – Japan.
• TSSI – UK.
• Precise Biometrics – Sverige.

I del 5, som er den siste i denne serien av biometrisk sikkerhetsteknikk kommer prinsippene bak andre biometriske teknologier til å bli presentert, som f.eks. ansiktsidentifi sering, tangentbordsdynamikk, iris og retina identifi sering, stemmeavkjenning samt identifi sering av signatur for hånd eller med mus.