Biometrisk avlesing – ikke bare fingeravtrykk og ansikt

Fremtiden for biometri avhenger i stor grad av utviklingen av nøyaktige og repeterbare metoder for å identifi sere og verifi sere mennesklige egenskaper. Mange av våre fysiske karakteristikker har blitt identifi sert som potensielle unike kjennemerker, som kan tjene som et middel for å oppnå dette, men per dags dato har hver metode sine begrensninger. For bred anvendelse og for å lykkes må disse teknikkene bli idiotsikre, ettersom det ligger i kortene at de planlagte bruksområdene innbyr til forsøk på å omgå systemet.

Ansiktsidentifi sering
Idag benyttes ofte visuell kontroll som en form for identifi sering, men er i hovedsak avhengig av mennesklig intervenering for å fastslå at f.eks et ansikt matcher det som er på et kort. I omsetningstermer er ansiktsskanning den nest største inntektskilden etter fi ngeravtrykkslesing ifølge en statistikk fra IBG i 2003.
Programvarestyrt biometrisk ansiktsidentifi sering tar sikte på å eliminere nødvendig mennesklig nærvær i verifi seringsprosessen. Denne teknikken bygger på utviklede algoritmiske målinger som tolker egenskapene og trekkene hos et presentert ansikt for å fastslå en match mot enten et foto-idkort eller mot en fotodatabase. Enkelt forklart skapes et mangesifret passord for hvert bilde. Rent teknisk gjøres dette gjennom algoritmiske beregninger i en programvare som ekstraherer og tolker informasjonen i hvert ansikt med hjelp av vitenskaplige metoder, som Feature Mapping som benytter Local Feature Extraction eller Automatic Face Processing, alternativt Eigenface eller Neutral Networks- metodene.
Data blir samlet inn med 2D eller 3D bilder fra enten statiske kameraer eller bevegelige videobilder og enten i sort/hvitt eller farger. Teknikker som er basert på varmegjengivelse benyttes også..
Ansiktsidentifi sering er trolig en av de sosialt mest aksepterte biometriske metodene, ettersom visuell gjenkjennelse og samspill er den metoden vi alle i vårt daglige liv. Teknikken er relativt enkel å integrere med andre eksisterende systemer ettersom fotoer utgjør det grunnleggende verifi seringsformatet for våre førerkort, pass og andre former for ID for adgangskontroll. Bildelagring anses generelt for å være mindre skremmende fordi vi er vant til å være i nærheten av kameraer på kontor, i kjøpesentre og andre off entlige steder. Utfordringene i å utvikle systemer for ansiktsidentifi sering er, i likhet med de fl este programvarer innen biometrien, komplekse og innvolverer såvel tekniske som mennesklige hensyn. Det menneskelige ansiktet kan forandres av mange ulike årsaker, såsom elde, hudpigmenter, religiøse klær, sykdom, bruk av glassøyne, endret skjeggvekst og ansiktsuttrykk. Alt dette kan forårsake funksjonelle forstyrrelser. Dette kan innebære behov for enten en database med et antall bilder av samme person og/eller lagrede bilder som jevnlig oppdateres. Lysforhold, bildets vinkel og grad av samarbeidsvilje har også en påvirkning på eff ektiviteten i programvaren. Ved skjult bruk av denne teknikken fi nnes det mange betenkligheter når det gjelder privatlivets fred i de tilfeller individer skal kunne bli identifi - sert uten samtykke eller kjenskap til dette. Med bakgrunn av mange potensielle problemer med å fange inn lesbare bilder, er det relativt enkelt for en som av en eller annen grunn ikke vil bli kjent igjen til å omgå systemet. I et slikt scenario vil bare et automatisk system for ansiktsidentifi sering trolig ikke være det mest eff ektive verktøyet.

Stemmeidentifi sering
Stemmen er trolig den eneste mulige biometriske teknikke for identifi sering over telefon. Dessuten er lagring og verifi seringsmetoder for dette helt klart sosialt akseptert og ikke særlig påtrengende. Man regner med at hvert individ har et unikt stemmemønster som er bestemt av kjønn, forskjeller i fysikk, så som lengden på stemmebånd, munnens form, nesens utforming etc., i tillegg til andre forskjeller som frekvens, rytme og overtoner. Et individs stemmeavtrykk blir analysert på en måte som ligner de teknikkene for ansiktsidentifi sering, og gir en unik fl ersifret digital kode eller et passord ved hjelp av en spesialutviklet programvare.
Den levende stemmen sammenlignes deretter med det lagrede stemmeavtrykket for verifi sering. Denne metoden skulle kunne være enkel å bygge inn i allerede eksisterende passordbaserte sikkerhetsløsninger eller adgangskontrollmetoder fordi både det talende passordet og stemmeavtrykket kan verifi seres samtidig. Det er derfor både positive og negative aspekter når det gjelder pålitelighet og nøyaktighet i ansiktsidentifi sering, og det samme gjelder for stemmeidentifi seringsteknikker. Til tross for at det er noen som er fl inke til å imitere andres stemmer, hevder produsentene at et stemmeidentifi seringssystem ikke kan narres av etteraping eller innspillinger. Det fi nnes allikevel fremdeles miljømessige og tekniske spørsmål som må tas i betraktning, f.eks. forstyrrelser fra bakgrunnslyder og selvfølgelig de mennesklige faktorer hvor stemmene forandres på grunn av sykdom, stress, humør og alder.

Fokus på øynene
Av mange tekniske og menneskelige sosiale grunner er ikke ansikts identifi sering og stemmeidentifi sering de ideelle løsninger i seg selv. På en annen side viser det seg at irisidentifi seringssystem, under forutsetning av at brukerne aksepterer systemet, er en av de mest pålitelige formene for biometrisk identifi sering som nå blir testet i bransjen for bruk på avstand under cirka 1 meter. Til tross for at mønsteret er lite, omkring 11 mm i diameter og iblant vanskelig å fange opp fotografi sk, påståes det at mønstervariasjonene på iris mellom ulike menesker skal være enorm fordi hvert individs iris anses å ha ca. 260 unike egenskaper i snitt. Dette faktum koblet til noen meget sofi stikerte programvarer har bidratt til at denne teknikken har oppnådd høy grad av nøyaktighet i tester. Videre har teknikken betydelige fordeler hvis man trenger å søke i spesielt store databaser uten å få falske matcher til tross for høy risiko for nettopp det.
Dessuten er iris likt plassert hos alle individer og er, til tross for sin synlige plassering, godt beskyttet fra påvirkning av miljøet og et stabilt organ med ingen eller få forandringer. Når det gjelder bildekvalitet er denna teknikken i liten grad påvirket av vinkel eller lysforhold og utfallet påvirkes heller ikke av forskjellige raserelaterte egenskaper som f.eks. meget mørke øyne eller smale øyne. Dessuten er identifi seringen like god gjennom briller eller kontaktlinser. Dessuten fungerer det i mørke miljøer med hjelp av infrarød belysning.
Selvfølgelig fi nnes det noen potensielle problemer, såsom medisinske sykdommer som grønn eller grå stær. Videre kan resultatet påvirkes av briller med speilglass og fargede kontaktlinser, men disse to problemene forutsetter en viss samarbeidssvilje fra brukernes side.
Foruten irisidentifi sering, er retinaskanning ytterligere en mulig biometrisk metode. Retinaskanning bygger på ulikheter i blodkar lengst bak i øyet. Denne teknikken har tidligere blit benyttet i spesielle høysikkerhetsapplikasjoner, og den kommer antageligvis ikke til å få noen bredere bruk enn irisskanning, ettersom den anses å være noe påtrengende pluss at den tidligere, før teknikken ble mer utviklet, ble satt spørsmål til på grunn av mistanker om at øynene kunne bli skadet i prosessen. Innlesingen kan sammenlignet med andre biometriske metoder være tidskrevende og krever full medvirkning av brukeren. Individet må titte gjennom en spesielt konstruert anordning der en lyskilde med lav intensitet rettes gjennom pupillen for å lyse opp netthinnen og gjøre en 360 graders skanning. Metoden krever en høy grad av presisjon og stabilitet på grunn av netthinnens kompleksitet og beliggenhet. Innlesingsteknikkens påtrengende natur garanterer bra fokus og vinkel, og eliminerer stort sett forsøk på manipulering av utstyret.

Irisidentifi seringssystem, under forutsetning av at brukerne aksepterer systemet, er en av de mest pålitelige formene for biometrisk identifi sering.

Hverken iris identifi sering eller skanning av netthinnen er like allment benyttet som visse andre biometriske teknikker på grunn av at leseutstyret må være meget spesielt og tilpasset og dermed kan den virke kostnadsmessig avskrekkende. Det skal allikevel nevnes at utviklingen for begge disse metodene går fremover. Men fordi irisidentifi sering er raskere og mindre påtrengende, pluss det faktum at det nå tas skritt for å muliggjøre en kombinasjon av denne teknikken og ansiktsidenti- fi sering i samme utstyr, tror man at irisidentifi sering kommer til å bli den øyeteknikken som blir mest fremgangsrik i fremtiden.

Biometri i bruk i dag
Større banker og varehus begynner nå å innføre biometriske teknikker for verifi sering ved bruk av f.eks. betalingskort. Den vanligste er dynamisk signaturverifi sering, som måler og vurderer karakteristikker i en persons skriftform, hastighet, trykk, pennvinkel og underskriftssekvens. Denne metoden retter seg mer mot verifi sering enn identifi - kasjon, og er særlig egnet når det gjelder monetære transaksjoner, signatur av dokument, patruljering og som bevis for leveringer etc. Metoden er ikke påtrengende og er sosialt akseptert fordi folk er vant til underskrifter som bekreftelse på sin identitet, men ettersom mulighet for forfalskning er til stede, er dette trolig ikke en eff ektiv metode for å benytte alene, men i kombinasjon med fl ere identifi seringsmetoder.
Håndgeometri er heller ikke en påtrengende biometrisk teknikk. Den er lett å anvende, og enkel å integrere i applikasjoner i fysisk adgangskontroll. De algoritmer som anvendes måler og analyserer håndens mål, inklusive formen og lengden på fi ngrene. Dagens utrustning anses å være ganske stor og dyr, men dette kommer til å endres i takt med at nye bruksområder øker etterspørselen etter produktene.
Ytterligere en metode som går ut fra hånden kalles tangentbordsdynamikk, og er en metode for å analysere hypotesen om at vi alle arbeider på forskjellige måter med et tastatur til en datamaskin. Det skal dog bemerkes at noen høy grad av nøyaktighet ved hjelp av denne metoden oppnås best når det gjelder brukere som hele tiden sitter ved et tastatur og har innarbeidet faste tasteregler. Denne teknikken er avhengig av konsekvent trykk på tastaturet og måler variabler som hvor lenge en tast er nedtrykt, tid mellom tasteslagene, feilfrekvenser og hvor hardt man trykker på tastene. Dette er en meget billig biometrisk mulighet og er en ideell programvareløsning for tilgang til en PC kombinert med et passord.

Nye fremtidige utviklinger
På mange måter bygger alle biometriske teknikker på ulikheter, noe som fohåpentligvis gjør dem unike og kapable til å identifi sere et individ utfra spesielle mennesklige karaktertrekk. Det fi nnes visse biometriske teknikker som fremdeles er på utviklingsstadiet. Det er meget interessant å følge med på hvilke som kommer til å bli benyttet.

Gripeidentifi kasjon
Universitetet i Twente i Nederland utvikler nå et nytt konsept i dynamisk identifi sering av grep. De har laget et nytt uttrykk, TAPpistolen, og har tatt utfordringen med å fi nne opp en ny metode for beskyttelse av politifolk. Uttrykket TAP-pistol står for ”Take-Away Protection” for politiets pistoler og går ut på at tjenestevåpen ikke kan brukes mot eieren. Tall fra 1999 viste at 17% av drepte politifolk i tjeneste ble skutt med sitt eget våpen. Det hevdes at dynamisk grepidentifi sering skulle kunne utgjøre en unikt eff ektiv løsning, som motstykke til andre forslag som mekaniske låser, berøringsfrie lesere eller fi ngeravtrykkslesere som under visse omstendigheter skulle kunne anvendes mot de individer de er tenkt til å beskytte. Dynamisk gripeidentifi sering gjør det mulig for pistolen å ”gjenkjenne” brukeren ved hjelp av en forprogrammert sensor som bygges inn i grepet på pistolen. En polititjenestemanns individuelle egenskaper, inkludert dynamisk grep, håndgeometri, trykkmåte og trykkbevegelser mates inn i sensorens minne og resultatet er at våpenet blir umulig å bruke i feil hender.

Identifi sering via måter å gå på
Ofte kan vi kjenne igjen andre mennesker ved deres måte å gå eller stå på, uten å se ansiktet. Til tross for at man befi nner seg på et tidlig utviklingsstadium, er vitenskapsmenn iferd med å bekrefte at identifi sering via måter å gå på kan tenkes å bli en mulig teknikk i fremtiden. Dette utfra positive resultater som viser at folks gangstiler er tilstrekkelig individuell. Gangstils identifi sering kan ha mange fordeler fremfor eksisterende biometriske metoder, siden personen det er snakk om ikke trenger å være klar over at man forsøker med identifi sering. Dette kan skje på avstand og uten at individet må vende seg mot analyseutstyret, noe som ellers normalt er nødvendig. Nåværende forskning konsentreres på å sette sammen en stor database spesielt rettet mot bevegelsesmønster, hvilket skal gi ytterligere muligheter til analyse av bildesekvenser når det gjelder skjelettet, kroppens øvre del og hvordan ulike klær, sko og hva vi løfter påvirker vår gangstil. Det er åpenbart en lang vei å gå og massevis av forskning gjenstår innen det kommer noe konkret frem når det gjelder identifi sering via måter å gå på. Imidlertid er det interessant å notere at nye biometriske metoder er under utvikling i takt med denne bransjens vekst.