DE10221422A1 - Authentifizierung mit Biometriedaten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Authentifikationsverfahren mit biometrischen Merkmalsdaten, insbesondere mit aus Fingerabdrücken gewonnenen Merkmalsdaten. Erfindungsgemäß erfolgt eine mindestens zweimalige Aufnahme der Merkmalsdaten bei jeder Authentifizierungsanfrage, und eine Positionsänderung zwischen den aufeinanderfolgenden Aufnahmen wird ausgewertet und bewertet.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Die bei der normalen Benutzung kapazitiver Fingerprintsensoren auf der Sensoroberfläche zurückbleibenden Spuren können durch geeignete Manipulation in manchen Fällen ein Nachbild des Fingerabdruckes erzeugen. Dieses kann von so hoher Qualität sein, dass es von der Bildverarbeitung akzeptiert wird und auswertbare Merkmale liefert. Unter Umständen können diese dem zuletzt anliegenden Finger entsprechen und zu einer falschen Akzeptanz führen.
• Bei bekannten Verfahren beziehungsweise Sensoren dürfen die Merkmalslisten aufeinanderfolgend aufgenommener Fingerabdrücke ein bestimmtes Ähnlichkeitsmaß nicht überschreiten. Es wird zum Beispiel gefordert, dass sich Bilder hinsichtlich Translation und Verdrehung um einen Mindestbetrag unterscheiden müssen. Zusammen mit einer geeigneten Benutzerführung wird damit erreicht, dass der Benutzer den Finger für jeden Anfragevorgang in immer neuer Lage präsentiert. Als Speicher für die zuletzt ermittelten Merkmalslisten des Sensors dienen Hauptspeicher und lokale Peripherie einer Datenverarbeitungseinrichtung.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Latenzbildabweisung bei einem eingangs genannten Authentifikationsverfahren zu verbessern.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
• Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Dabei zeigen:
• Fig. 1 den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf, und
• Fig. 2 eine Variante zur Positionsbestimmung eines Fingerabdruckes.
• Das erfindungsgemäße Authentifizierungsverfahren basiert auf dem in Fig. 1 dargestellten Prinzip, bei dem nach erfolgter Erkennung ein und derselbe Finger wiederholt vorgelegt wird bis hinreichende Unterschiede in der relativen Orientierung bestehen.
• Beim erfindungsgemäßen Authentifizierungsverfahren besteht daher keine Notwendigkeit der Speicherung der zuletzt ermittelten Merkmale beziehungsweise Merkmalsdaten.
• In Phase P1 werden wie üblich aus dem aufgenommenen Fingerabdruckbild Merkmalsdaten extrahiert und diese je nach Szenario mit einer einzelnen Referenz, in einer Verifikation, oder einem Archiv von Referenzen, in einer Identifikation, verglichen. Zur Aufnahme des Fingerabdruckes dient beispielsweise ein kapazitiver Fingerprintsensor.
• Ist die Erkennung positiv, so wechselt das System in die Phase P2. Dabei werden die zuvor genannten Schritte zyklisch durchlaufen bis der relative Versatz (dx, dy) und/oder die Relativverdrehung dφ vorgegebene Mindestwerte überschreiten oder eine Zeitüberschreitung, das heisst ein Timeout eintritt.
• In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass Phase P2 infolge der Kenntnis der in Frage kommenden Identität immer als Verifikation ausgeführt werden kann. Die Phase P2 ist somit unabhängig von der Archivgröße. Dies ist gerade bei einer weniger leistungsfähiger Hardware, beispielsweise bei Embedded Systemen, insofern vorteilhaft, als ein echtzeitfähiges Reaktionsverhalten für die Benutzbarkeit wesentlich erscheint.
• Zur Bewertung der relativen Orientierung bestehen grundsätzlich zwei Möglichkeiten:
  
• - Eine erste Variante sieht vor, einen direkten Bezug zwischen den aufgenommenen Anfrageprints und den daraus gewonnenen Merkmalsdaten herzustellen.
• - Eine zweite Variante besteht darin, wie aus Fig. 2 ersichtlich, einen Fixpunkt am Sensor, wie beispielsweise den mit einem Richtungspfeil versehenen Sensormittelpunkt, in das Koordinatensystem der Referenz zu projizieren und die relative Orientierung im Referenzraum zu bewerten.
• Die zweite Variante ist als allgemeiner einzustufen, da sie auch bei einem größeren Versatz funktioniert während bei der ersten Variante unter Umständen kein Bezug mehr hergestellt werden kann. Jedoch kann beim Fehlen jeglichen Bezuges ein hinreichender Versatz angenommen werden.
• Je nach Benutzerpräferenz gibt es verschiedene Bewegungsabläufe um die Fingerauflage auf dem Sensor gezielt zu variieren. Ein sogenanntes "Shifted Double Clic" (SDC) ist eine leichte Abwandlung eines Bewegungsablaufes, der wohl jedem Computerbenutzer durch den Umgang mit der Computer-Maus vertraut ist. Alternativ besteht die Möglichkeit den Finger etwas zu drehen, oder bei Verringerung des Anpressdrucks den Finger direkt am Sensor zu verschieben.
• Das erfindungsgemäß Authentifikationsverfahren bietet folgende Vorteile gegenüber früheren Lösungen:
  
• - Shifted Double Click (SDC) gegenüber einem Vergleich mit einem nichtflüchtig gespeicherten Latenz-Template der zuletzt ermittelten Merkmale:
  Zum einen ist es mit SDC nicht mehr notwendig ein Latenz- Template permanent abzulegen. Dies ist insbesondere bei Client Server Anwendungen vorteilhaft, wo angesichts einer Vielzahl von gleichzeitig betriebenen Endgeräten der Aufwand zur Verwaltung der individuellen Latenz-Templates entfällt. Auch aus sicherheitstechnischen Überlegungen scheint es günstiger, möglichst keine Spuren bezüglich des letzten Erkennungsvorganges zu hinterlassen. Weiteres wird mit SDC der Bewegungsablauf zum fixen Teil des Erkennungsvorgangs und somit für den Benutzer gewohnter als sporadische Aufforderungen den Finger nochmals versetzt aufzulegen.
• - Shifted Double Click (SDC) gegenüber einem Fingerwechsel nach jeder erfolgreichen Erkennung:
  Der Vorteil ist hier darin zu sehen, dass jeder Benutzer (i. a. aus Gewohnheit) bevorzugt einen bestimmten Finger auflegt. Außerdem ist bei der nächsten Anmeldung oft nicht mehr im Gedächtnis, welcher Finger zuletzt aufgelegt wurde. Zieht man die vorübergehende Unbrauchbarkeit eines Fingers, etwa durch Verletzung, in Betracht, ist außerdem bei gleicher Ausfallssicherheit ein Finger mehr als bei SDC in das System einzulernen.
• Schließlich trägt das erfindungsgemäß Verfahren dazu bei, die Gefahr einer falschen Akzeptanz eines nicht autorisierten Benutzers zu reduzieren.
• Da eine falsche Akzeptanz oftmals nur in Verbindung mit einem bestimmten Bildausschnitt zustande kommt, wird durch Variation der Auflage und damit des betrachteten Bildausschnittes die Wahrscheinlichkeit der Falschalarmrate herabgesetzt. Ein Anstieg in der falschen Rückweisungsrate ist insofern nicht zu befürchten, da es dem Benutzer zuzumuten ist innerhalb einer angemessener Zeitspanne seinen Finger geringfügig zu bewegen.

Claims (3)

1. Authentifikationsverfahren mit biometrischen Merkmalsdaten, insbesondere mit aus Fingerabdrücken gewonnenen Merkmalsdaten, dadurch gekennzeichnet, dass
eine mindestens zweimalige Aufnahme der Merkmalsdaten bei jeder Authentifizierungsanfrage erfolgt, und
eine Positionsänderung zwischen den aufeinanderfolgenden Aufnahmen ausgewertet und bewertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der Positionsänderung durch einen direkten Vergleich der Merkmalsdaten erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswertung der Positionsänderung die Lage eines Sensorfixpunktes in die Merkmalsdaten projiziert und dessen Orientierung erfasst wird.