Biometria y Patrones para la Identificacion Humana

Biometría
y Patrones para la
Identificación Humana
Esteban Saavedra López, Ph.D
CEO Opentelematics
Internacional Bolivia
email: estebansaavedra@yahoo.com
http://jesaavedra.opentelematics.org

Introducción
• Muy poco después del origen del
hombre, éste trato de encontrar
alguna particularidad que sirva para
diferenciarlo de los demás
• Las particularidades se resumían, en
sus características físicas
(apariencia), comportamiento,
destrezas, carácter, habitad, etc.

Necesidad de cuantificar y
mensurar
• Al pasar el tiempo, surgió la
necesidad de cuantificar y/o
mensurar las características y/o
particularidades de cada ser humano.

Que es la biométria
• Es el estudio mensurativo o
estadístico de los fenómenos o
procesos biológicos.
• La biometría aprovecha que hay
ciertas características biológicas o
conductuales singulares e
inalterables, por lo que pueden ser
analizados y medidos para crear una
huella biométrica.

Definición
• El término “Biometría” proviene del
griego “bio” (vida) y “metron”
(medida) y se refiere a todas
aquellas técnicas que permiten
identificar y autenticar a las
personas a través de sus
características fisiológicas y de
comportamiento.

Técnicamente
• Es el conjunto de métodos
automatizados que analizan
determinadas características
humanas para identificar o
autentificar personas.
• Consiste en identificar o verificar
automáticamente la identidad de las
personas, basándose en sus
características físicas o sus pautas de
comportamiento.

Objetivo
• La Biometría tiene como principal
objetivo identificar y permitir
reconocer a alguna persona en una
determinada aplicación

Pilares
y
Características

Pilares de la biometría
• Universalidad: Es común encontrar este
biométrico en los individuos.
• Singularidad - Unicidad: Es único o
diferenciable entre uno y otro individuo.
• Permanencia: Es perdurable en el tiempo de
manera inalterable.
• Recolectable: Que tan fácil es la adquisición,
medición y almacenamiento.
• Calidad: Que tan preciso, veloz y robusto es.
• Aceptabilidad: Que tanta aprobación tiene la
tecnología entre el público.
• Fiabilidad: Que tan fiable y seguro es.

Características generales
• Difíciles de perder, transferir u
olvidar y son perdurables en el
tiempo.

Características de un sistema
biométrico
• Funcionamiento: Efectividad y
velocidad del sistema.
• Aceptabilidad: Grado al que está la
gente dispuesta a aceptar el uso de
una característica biométrica en su
vida diaria. Debe resultar inofensivo.
• Seguridad: Dificultad para engañar al
sistema usando de métodos
fraudulentos, Robustez.

Métodos de reconocimiento
• Colaborativos
• No colaborativos

Colaborativos
• El usuario está informado de la
presencia de un sistema biométrico.
• Es necesario que esté familiarizado
con él.
• Debe decidir utilizarlo o no.

No colaborativos
• El usuario no realiza ninguna acción
• El sistema puede no ser detectado
por el usuario.
• Resulta mucho más cómodo para el
usuario
• El sistema puede extraer las
características biométricas del
usuario a distancia
independientemente de su posición
en el entorno

Reconocimiento no colaborativos

Aplicaciones: reconocimiento no
colaborativo

Proceso
• Captura de la información (Sensores
biométricos)
• Extracción de elementos
discriminantes(Visión artificial -
Procesamiento de señales)
• Modelado de las clases a
discriminar(Maquinas de Aprendizaje)
y posterior almacenado

Enrolado
• Adquisición de muestra biométrica
mediante un sensor
• Procesamiento para obtener las
características invariantes patrón.

Identificación
• Adquisición de nueva muestra
biométrica
• Procesamiento y comparación con el
patrón.

Reconocimiento
• Proceso que no implica por defecto
una verificación o identificación de
un individuo. es el proceso de
reconocer de nuevo las
características biométricas que
fueron ingresadas previamente al
sistema.

Identificación
• Proceso para determinar la identidad
de un individuo. El dato biométrico es
tomado y comparado contra las
plantillas en la base de datos, la
identificación puede ser cerrada o
abierta.

Verificación
• Proceso busca confirmar la identidad
de un individuo que la reclama
comparando una muestra biométrica
con la plantilla biométrica
previamente ingresada al sistema.

Verificación e identificación

SI
Entrada
Proceso de
Verificación
e
identificación
Base de Datos
NO

Identificación cerrada
• En el proceso de comparación 1:N, el
usuario presenta su(s) dato(s)
biométrico(s) y el dato biométrico se
compara contra la base de datos,
donde se sabe que existe, buscando
la identidad más probable del
usuario.

Identificación abierta
• Es un proceso hibrido entre la
verificación y la identificación
cerrada, donde la persona no
reclama una identidad específica,
entonces se compara contra toda la
base de datos para verificar si existe
en la base de datos, una vez se
verifica que posiblemente existe,
dentro de las coincidencias más
probables, determina quién es el
usuario.

Biométricos morfológicos
• Los biométricos morfológicos o
fisiológicos son aquellos que se
soportan sobre características físicas
inalterables y presentes en la
mayoría de los seres humanos tales
como:
Huella dactilar
>
Geometría de la mano
>
Características del iris
>
Patrones vasculares de la retina y mano,
>
etc.

Biométricos conductuales
• Los biométricos conductuales son
aquellos que se soportan sobre
características de la conducta del ser
humano tales como:
> Pulsaciones del teclado
> Discurso, reconocimiento de voz
> Dinámica de la firma, etc.

Reconocimiento Huella dactilar
• Se basa en la extracción de
características de la huella.
> Minutas(datos numéricos de la huella)
> Orientación de las líneas
• Ventajas:
> Pequeña variabilidad en el tiempo
> Buena precisión
• Inconvenientes:
> Se asocia a temas penales
> No aporta información adicional

Reconocimiento huella dactilar

Reconocimiento Facial
• Extracción de características de la cara
> Geométricas
> Información de textura y forma
• Ventajas:
> Puede ser no colaborativo
> Aporta información adicional de
expresión, estado de ánimo.
> Es comprobable por un operador
humano
• Inconvenientes:
> Muy dependiente de iluminación
> Puede ser variable con el tiempo

Análisis de la geometría de la mano
• Extracción de características de la
palma
> Geométricas
> Información de textura y forma
• Ventajas:
> Poco intrusivo
> Procesamiento muy rápido
• Inconvenientes:
> Dispositivos de lectura de tamaño medio

Reconocimiento geometría de la
mano

Reconocimiento del iris
• Extracción de características de la textura
del iris
> Localización del ojo
> Extracción de características basadas en
textura.
• Ventajas:
> Muy preciso
> Podría llegar a dar información adicional
(Iridología).
> Podría llegar a ser no colaborativo
• Inconvenientes:
> Intrusivo

Reconocimiento patrón de retina
• Extracción de características de las venas
del fondo del ojo
> Iluminación del fondo del ojo a través de
la pupila mediante luz infrarroja
> Información de la forma de las venas en
el fondo del ojo
• Ventajas:
> Primer sistema comercial
> Alta seguridad
• Inconvenientes:
> Muy intrusivo
> Lectura interna del fondo del ojo

Patrones vasculares de la mano
• Este proceso biométrico consiste en
realizar un reconocimiento de la
estructura vascular de la mano.
• Los recolectores de datos están
basados en la emisión de rayos de
luz que permiten una visibilidad a
detalle de la estructura vascular.
• En la actualidad se esta tratando de
realizar modificaciones de la
estructura venosa y vascular por
medio de la cirugía (Exoflebectomía)

Patrones vasculares de la mano

Reconocimiento termográfico
• La termografía es una técnica que
permite medir temperaturas exactas
a distáncia y sin necesidad de
contacto físico con el objecto a
estudiar. Mediante la captación de la
radiación infrarroja del espectro
electromagnético, utilizando cámaras
termográficas o de termovisión, se
puede convertir la energía radiada en
información sobre temperarura.

Análisis por geometría de la oreja
• Proceso que incluye el análisis de la
geometría de la oreja, donde se
considera aspectos como:
Forma
>
Tamaño
>
Pliegues y distorsiones
>
Posición referente al rostro
>
Elongaciones y pronunciamiento
>

Análisis por geometría de la oreja

Reconocimiento de voz
• Captura de audio (cualquier medio,
teléfono, tarjeta sonido)
> Análisis frecuencial, correlación
• Ventajas:
> Poco intrusivo.
• Inconvenientes:
> Influido afecciones voz

Reconocimiento de forma de firmar
• Captura de la “traza” del movimiento
(posición y presión)
> Comparación de las trayectorias,
velocidades y aceleraciones.
> Se analiza el “ritmo”, la “armonía” de la
firma en vez de las posiciones exactas.
• Ventajas:
> Basada en la grafología
> Permite identificar algunos rasgos
adicionales
• Inconvenientes:
> No aplicable a personas con alguna
discapacidad física

Grafología
• La grafología es un conjunto de
conocimientos de interpretación de la
escritura.
• La grafología estudia todo
movimiento escrito de expresión que
nace de nuestros sentimientos. Cada
persona escribe con características
individuales propias, de acuerdo a su
personalidad, que incluye el carácter
y su temperamento, influidas por
factores emocionales, físicos y
psíquicos.

Pulsaciones del teclado
• Este proceso consiste en determinar
aspectos como:
Rapidez
>
Destreza
>
Efectividad
>
Grado de dificultad
>
• Los resultados son comparados con
métricas, que determinan
particularidades personales de cada
individuo

Otros tipos
de
reconocimiento
biométrico

Test sanguíneo
• Conjunto de pruebas, evaluadas bajo
ciertos criterios y comparadas con
indicadores para denotar
características de la muestra en
estudio

Test de ADN
• Estudio del material genético de los
organismos.
• Es utilizado para determinar la
genealogía y parentesco de los seres
humanos.

Avances
tecnologícos
Biométricos

Biometría multimodal
• Las aplicaciones actuales requieren:
> Mayor robustez.
> Mayor precisión.
• Combinación de dispositivos:
> Token.
> Contraseñas.
> Otros dispositivos biométricos.

Biometría simultánea
• Extraer diferentes características
biométricas en una única medición.
> Se mantiene la filosofía de
multimodalidad.
> Se mantiene invariable la simplicidad de
captura de los métodos unimodales.

Match-on-Card
• Se conoce como Match-on-Card al
proceso de almacenar huellas
dactilares sobre una tarjeta
inteligente para comprobar la
presencia de un individuo. Como la
información de la huella digital esta
contenida en la tarjeta, por lo que no
hay necesidad de una base de datos
y la identidad del titular de la tarjeta
se conserva.

Ataques a sistemas biométricos (1)
• Fotografías, plantillas, lentillas,
falsificación de la firma,...

Ataques a sistemas biométricos (2)
• Imitación de la característica
biométrica

Captura de la característica
biométrica
• Entre el sensor y la extracción de
características
• Inyección mediante troyano.
• Simulación de sensor.

Robo del template
• Generación de característica
biométrica compatible (Técnicas de
optimización)
• Inyección mediante troyano

Conclusiones
• La biometría se caracteriza por:
> Tener numerosas aplicaciones.
> Ser robusta.
> Ofrecer gran fiabilidad.
> Posee diversas técnicas.
• Seguridad:
> Riesgo de falsificación.
> Dependencia de otras técnicas (manejo de
excepciones).
• Desarrollo
> Desarrollo de aplicaciones.
> Entornos inteligentes.

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