VINGERAFDRUKLEZER INDEX Inleiding Vingerafdruk Sensors Scanning Kwaliteit FAR/FTE Kopiëren Sabotage Beveiliging Toepassingen Producten Inleiding s worden steeds vaker toegepast nu de prijzen dalen en de kwaliteit steeds verder toeneemt. Er worden verschillende sensor en scanning technieken toegepast, elk met hun eigen toepassing en kwaliteit. De False Acceptance Rate (FAR) en Fale To Enroll rate (FTE) zijn de belangrijkste gegevens om de kwaliteit van de vingerafdruk lezer weer te geven. Het risico van kopiëren van de vingerafdruk of sabotage is laag, maar afhankelijk van de toepassing. Naarmate het resultaat voor de inbreker hoger is, loont het meer de moeite voor de inbreker om veel tijd en geld te steken in het saboteren van de vingerafdruklezer. Dit is een universele regel die voor elke beveiliging geldt. Een vingerafdruklezer heeft in ieder geval een beveiliging dan een kaartlezer, omdat en vinger niet gestolen of verloren kan worden. De toepassingen en producten van vingerafdruklezers is uitgebreid en groeit nog steeds. 1
Vingerafdruk Bij een vingerafdruklezer wordt het reliëf op de vingertop gescand door een sensor. Van dat reliëf kunnen de volgende zaken gescand worden: - De loop van de lijnen van de vingerafdruk - De Minutia, dit is waar de lijnen elkaar raken of kruisen - De structuur van de poriën Als de loop van de lijnen wordt gebruikt is een grote database nodig. De positie van de Minutia is uniek en wordt door bijna alle vingerafdruklezers gebruikt. De structuur van de poriën wordt zelden gebruikt, door grote verschillen in de kwaliteit van de scanning procedures. Minutia Minutia zijn de einden en vertakkingen van de vinger lijnen. Dit patroon is nooit hetzelfde. Een vingerafdruk is nooit iedere keer hetzelfde door verschil in positie, hoek, druk en vuil als de vinger op de sensor wordt gehouden. Tijdens het opslaan van de vingerafdruk krijgt het resultaat van de meting een score, hoe hoger de score des te meer lijken de afdrukken op elkaar. Tijdens het vergelijkingsproces bij op minutia gebaseerde systemen, probeert men het effect van positie, hoek en formaat van de vinger te minimaliseren. De afbeelding wordt aangepast en gedraaid ten opzicht van de opgeslagen afbeelding tot de afstand tussen de minutia minimaal is. Het resultaat van de vergelijkingscore is afhankelijk van: - Het aantal minutia dat gelijk is. - Nauwkeurigheid van de positie van gelijkwaardige minutia. - Graad van gelijkheid van richting van minutia. - Type van minutia gelijkheid (lijn eind en vertakkingen). - Waarde van de beeldkwaliteit bij een minutia. Dit betekend dat een paar minutia met een grote gelijkheid een zelfde score kunnen krijgen als veel minutia met een kleine gelijkheid. Sensors Er worden verschillende leestechnieken gebruikt door de sensoren: - Capacitief - Optisch - Ultrasoon - Drukgevoelig - Thermisch Ook een combinatie van bovenstaande technieken is mogelijk. De optische sensor, waarbij de vingertop op de sensor wordt gelegd is de meest toegepaste techniek. De sensoren slaan een digitaal plaatje op met een pixel resolutie van 500 dpi, dit kan echter per type sensor verschillen. 2
Capacitief Bij de capacitieve techniek wordt de capaciteit gemeten tussen twee elektrode. Elke pixel heeft een elektrode. De capaciteit kan gemeten worden tussen twee naast elkaar liggende elektroden of een elektrode en een massa (ground) elektrode. De capaciteit verschilt als de elektrode op de plaats van een richel (water) of groef (lucht) zit. Voor het meten van de capaciteit kan zo wel gelijkspanning (DC) als wisselspanning (AC) gebruikt worden. Tenslotte is er nog een methode waarbij er een elektro lichtgevende folie wordt gebruikt, waar de vinger op gelegd wordt. Daar waar de richel op de folie drukt, licht de folie aan de andere zijde op. De lichtgevende afbeelding wordt daarna door een beeldsensor opgenomen. Optisch Bij reflectieve optische sensoren wordt de vinger op een prisma oppervlak gelegd. Waar de richels het oppervlak raken, wordt de reflectie van het licht verstoord. Dit resulteert in een afbeelding van de vingerlijnen die door een beeldsensor worden opgenomen. Bij een andere methode straalt er licht door de vinger. De vinger rust op een lichtgevoelige plaat die is aangesloten op een beeldsensor. Tenslotte is er nog de mogelijkheid om de vinger direct op een beeldsensor te leggen. Ultrasoon Ultrasoon sensoren maken een afbeelding van de vinger met behulp van hoog frequent geluid (bijvoorbeeld 50MHz). Drukgevoelig Door de druk per pixel te meten wordt een afbeelding van vinger gemaakt. Thermisch Hier wordt de temperatuur per pixel gemeten, door de vinger over een lijn met temperatuursensoren te bewegen. Scanning Voor een goede scanning is het belangrijk om de vinger elke keer op dezelfde manier vlak op de sensor te drukken. Daarnaast moet de vinger schoon zijn en afhankelijk van het type sensor niet te droog of te vochtig (blaas op de vinger). 3
Kwaliteit Welke sensor het beste is, is sterk afhankelijk van de toepassing van sensor. Elke sensor heeft zijn specifieke voordelen en nadelen. Belangrijk voor de keuze van de sensor is: - Prijs - Stabiliteit - Binnen/buiten gebruik - Publiek/privé gebruik - Normale/bijzondere vingers - Droge/vochtige vingers - Formaat - Vandaalbestendig - Temperatuurbestendig - ESD gevoeligheid - Sabotage gevoeligheid - Imitatie gevoeligheid Een reflectieve optische sensor is een hoogwaardige sensor met hoge beeldkwaliteit en goed bestand tegen ESD. Iedereen heeft vingerafdrukken, maar iedere vinger kan definitief beschadigd raken door bijvoorbeeld een huidziekte of tijdelijk door vuil of slijtage door schaafwonden. Dit kan het inlezen of controleren van een vingerafdruk bemoeilijken of zelfs onmogelijk maken. Ook etnische afkomst kan van invloed zijn op de kwaliteit van de vingerafdruk. Zo werd ontdekt dat, bij toepassing in een gevangenis, Hindoestaanse vrouwen een minder duidelijke vingerafdruk hebben dan anderen. Met goede sensoren en analyse software kunnen van alle gebruikers ongeveer 5% ingelezen worden. Wordt alleen naar kantoorwerkers gekeken, dan kan ongeveer 1% ingelezen worden. Er worden echter ook percentages van 0,1% gehaald. De FAR en FTE zijn omgekeerd evenredig. Als de instelling voor het inlezen (enrollment) verlaagd wordt de FTE lager, maar de FAR hoger. In de ideale situatie is de FTE gelijk aan de FAR. Tot nu toe zijn er nog geen twee gelijke vingers gevonden, dit geldt zelfs voor tweelingen, linker en rechter vinger. Als een wondje niet te diep is, herstelt de vingerlijn zich. Bij een diepe snee ontstaat een lijnvormig lidteken, wat echter als dusdanig herkend wordt door goede software. Daarnaast zullen de meeste systemen meerdere vingers inlezen (enrollment). 4
FAR/FTE/FFR/FTA/FIR FAR = False Acceptance Rate Valse goedkeuring percentage De FAR geeft het percentage gelezen vingerafdrukken dat ten onrechte is goedgekeurd. FTE = Fale To Enroll rate (FER) Mislukt inlees percentage De FTE geeft het percentage vingerafdrukken dat niet ingelezen kan worden in de database van het systeem. FFR = False Rejection Rate Valse afkeur percentage De FFR geeft het percentage gelezen vingerafdrukken dat ten onrechte is afgekeurd. FTA = Fail to Acquire Mislukt uitlees percentage De vinger wordt geweigerd voor toegang verlening, omdat de vingerafdruk beschadigd is of in verband zit. FIR = False Indentification Rate Vals indentificatie percentage Hier wordt de vingerafdruk terecht goedgekeurd, maar aan de verkeerde vingerafdruk (persoon) in de database gekoppeld. In principe zijn alle vingers geschikt voor een vingerafdruklezer maar er zijn verschillen tussen de 10 vingers: - Kwaliteit door gebruik, vochtigheid en vuil. - Ergonomie. - Afmeting. Het beste resultaat wordt bereikt met de wijsvinger. Als het formaat van de vingerafdruk kleiner wordt, wordt de sensor kleiner en de opgeslagen data minder, waardoor de lezer goedkoper en sneller wordt. De kwaliteit van de vingerafdruklezer neemt echter ook af. Kopiëren Zoals met alle biometrische lezers is het bijna altijd mogelijk om een vingerafdruk te kopiëren. Maar naarmate een systeem beter werkt, moet er meer moeite gedaan worden, om een vingerafdruk te kopiëren. Kopiëren is o.a. mogelijk met data sets, printouts, wasmodellen enz. Het is bijvoorbeeld mogelijk om vingerafdrukken die op een bierglas achter blijven te kopiëren. Het is redelijk makkelijk en goedkoop om een kopie van de eigen vingerafdruk te maken. Dit is vergelijkbaar met het maken van een kopie van een sleutel. Dit kan bijvoorbeeld rubber stempel te laten maken, door een digitale afbeelding van je vingerafdruk naar de fabrikant te sturen. Kopie van een illegale vingerafdruk is een stuk moeilijker. Hiervoor is een vingerafdruk nodig die is achter gebleven en dat heeft de volgende nadelen: - de afdruk is moeilijk te vinden - de kwaliteit is te slecht voor een vingerafdruklezer - de afdruk behoort tot de verkeerde vinger - de afdruk is van het verkeerde gebied van de vinger - er ontstaan sporen (grafiet) bij het winnen van de afdruk 5
Bij veiligheidsoverwegingen wordt er vaak (ten onrechte) vanuit gegaan dat de vingerafdruk vrijwillig door iemand wordt afgestaan. Sabotage Een sabotage methode is het stelen van de dataset van een vinger. Dit is echter geen probleem als de vingerafdruk altijd gelezen moet worden door een sensor. Het gebruik van mechanische vingerafdrukken (stempel) of dataset kan voorkomen worden door de sensor te laten controleren of het een levende vingerafdruk is. Een andere mogelijkheid is de combinatie van een kaartlezer met een vingerafdruklezer. Bij gebruik van Mifare-kaartlezers is het zelfs mogelijk om de vingerafdruk in de kaart op te slaan. Andere vormen van sabotage zijn: - Vernieling van de vingerafdruklezer. - Omzeilen van de sensor. - Aftappen van de data tussen vingerafdruklezer en apparatuur. Beveiliging Ook al is het vaak mogelijk om kopieën te maken, de nadelen zijn vaak hoge kosten, het kost veel tijd en er zijn diverse controle mogelijkheden. Maar als er veel te halen is kan het de moeite lonen voor de dief. Voor deze hoge risico situaties zijn er de volgende oplossingen: - Extra biometrische eigenschappen gebruiken, zoals temperatuur - zuurstof gehalte in bloed met IR-licht - vinger reactie op sensor stimulatie - temperatuur meting - huid weerstand meting - puls meting - bloed stroming - Het meetgebied verklein tot een bepaald deel van de vinger. De vinger moet bij rechtmatig lezen dan elke keer wel nauwkeurig op de sensor gelegd worden en het aantal leespogingen beperkt wordt. - Een vingerafdruklezer combineren met een kaartlezer, waarbij allebei wordt aangeboden. De eigenschap van de vingerafdruk kunnen dan in de lezer opgeslagen worden of in de (mifare)kaart. Het is in de meeste gevallen niet nodig om vervalsing te detecteren. Als een inbreker een computer steelt met vingerafdrukslot dan heeft hij niet de tijd om een kopie te maken van een vingerafdruk. Als de computer wordt meegenomen heeft de dief zoveel tijd nodig, dat de eigenaar passende maatregelen kan nemen door bijvoorbeeld het internet beveiliging aan te passen. 6
Vervalsingen kunnen ook geweerd worden door de afdruk te weigeren als deze te veel lijkt op de opgeslagen of de laatste ingelezen vingerafdruk. Toepassingen s kunnen gebruikt worden bij: - PC en netwerk toegang. - Toegang tot gebouwen, afdelingen en ruimten. - Gebruik van wapens, GSM telefoon en memoriestick. - Starten van auto en lift - Enz, enz. Producten Leverancier: Lobeco Artikelnummer: 4000001 Fabrikaat: Sagem Type: MA120 Informatie : www.lobeco.nl Leverancier: Lobeco Artikelnummer: 4000002 Fabrikaat: Sagem Type: MA520 Informatie : www.lobeco.nl ELECTRO-FICTION Website. Auteur: Wim Klein. Update: 28-10-2007 7