Biometria: la scienza che studia caratteristiche umane misurabili

La Biometria è la scienza che studia le caratteristiche fisiologiche o comportamentali misurabili che possono essere utilizzate per identificare un individuo o per verificarne l’identità.

Il riconoscimento e l’identificazione delle persone tramite tecnologie basate sulla biometria sono generalmente finalizzati alla realizzazione di sistemi di sicurezza nei quali l’identificazione “immediata e certa” di un individuo è da considerarsi un obiettivo prioritario.

La tecnologia biometrica, basandosi su caratteristiche fisiologiche o comportamentali ben definite e di solito facilmente misurabili, garantisce in modo univoco il riconoscimento di un individuo. Per queste ragioni, questa tecnologia permette di realizzare un livello di sicurezza molto efficiente in tutti i casi in cui è essenziale ottenere un’identificazione certa, anche in condizioni ambientali poco favorevoli, ad esempio nell’implementare sistemi in cui il riconoscimento di un individuo deve essere effettuato senza coinvolgere attivamente l’individuo stesso.

Fra le principali applicazioni della biometria vi sono le seguenti:

analisi di caratteristiche tipiche di popolazioni di viventi;
studio delle associazioni genetiche fra specie
epidemiologia;
medicina;
farmacologia (dosaggio);
tassonometria;
identificazione degli individui.

Le tecniche biometriche di identificazione possono essere applicate sia al controllo dell’accesso a luoghi ed informazioni, sia all’autenticazione di informazioni. L’utilizzo delle tecniche biometriche avviene attraverso un Sistema di riconoscimento biomedico.

L’implementazione di una soluzione biometrica richiede che siano definiti i valori da assegnare alle soglie di riconoscimento. Infatti, a causa di fattori diversi (fisici, ambientali), il risultato di un processo di riconoscimento biometrico non è mai preciso.

Esso è costituito da un valore approssimato che indica quanto l’impronta biometrica utilizzata corrisponde al modello di riferimento. Valori estremi, zero o 100%, sono alquanto improbabili.

La definizione della soglia di riconoscimento stabilisce il confine tra l’accettazione o il rifiuto della richiesta. In tale modo è possibile impostare il livello di sicurezza del sistema.
Le tecnologie biometriche si basano sull’utilizzo di alcune caratteristiche individuali per permettere, in modo sicuro, il riconoscimento o l’identificazione di una persona.

Esse si suddividono in due aree:

● Le caratteristiche Fisiologiche (uniche e invarianti) – che comprendono la geometria della mano e l’impronta del palmo, l’impronta digitale, l’immagine della retina o dell’iride, le caratteristiche (geometriche) del volto.

● Le caratteristiche Comportamentali (uniche ma variabili) – che comprendono la firma, il modo di camminare, la voce, il modo con cui si scrive su una tastiera.

Esistono invero altre “impronte” biometriche, quali il DNA, la forma del padiglione auricolare, il battito cardiaco.

Le tecnologie biometriche attualmente utilizzate sono:

Impronta digitale: consiste nel confrontare una data impronta, acquisita al momento della richiesta di accesso con una di riferimento, ottenuta in modo controllato e sicuro. Il confronto avviene con tecnologie simili a quelle usate per l’elaborazione delle immagini, principalmente tramite la verifica di corrispondenza di una serie di “minutie” ricavate dalle due impronte che sono oggetto del confronto. Richiede bassi costi di implementazione ed è facilmente integrabile in diversi sistemi di sicurezza.

Geometria e impronta della mano: consiste nel confrontare alcune misure della mano (dita, forma del palmo), ricavate in 3D, con analoghe misure di riferimento acquisite in modo controllato. Gli elementi oggetto della misura sono quelli che mantengono dei rapporti geometrici costanti durante tutta la vita.

Caratteristiche della voce: consiste nel paragonare alcuni elementi identificativi della voce dell’individuo che sono caratteristici indipendentemente dalle parole pronunciate.

Scansione della retina: consiste nella lettura ottica della dimensione e del disegno formato dai vasi sanguigni che coprono la retina. La lettura avviene mediante una sorgente di luce a bassa intensità.

Scansione dell’iride: consiste nella lettura e nella successiva interpretazione delle caratteristiche dell’iride acquisite mediante una fotocamera o una videocamera tradizionale.

Verifica della firma: consiste nella “lettura” di alcuni parametri dinamici (velocità, pressione, accelerazione, etc.) rilevati mediante opportuni dispositivi durante la firma.

Geometria del volto: consiste nel confrontare alcune caratteristiche dei tratti del viso con il corrispondente modello di identificazione acquisito in modo sicuro. Il confronto avviene tramite immagini acquisite, da fermo ed in movimento, con dispositivi ottici (generalmente telecamere).

Il processo di identificazione o verifica tramite un’impronta biometria è generalmente comune a tutte le tecnologie biometriche. Esso consiste in alcuni processi basilari, quali:

● Acquisizione dell’impronta biometrica di riferimento e sua trasformazione in un template binario di riferimento

● Acquisizione di una nuova impronta al momento dell’identificazione, elaborazione del template e confronto con quello di riferimento

● Se c’e sufficiente corrispondenza tra i due template l’identificazione e valida

Questa sequenza di operazioni può presentare delle differenze in funzione del tipo di impronta biometrica utilizzata, in base alle caratteristiche dei dispositivi utilizzati, ed in base alle caratteristiche ambientali in cui viene effettuata la verifica.

Lo schema risulta essere il seguente:

Fonte: e-learning.dti.unimi.it

Si ringrazia per l’articolo Annachiara Strazza, laureata in Ingegneria Elettronica presso l’Università Politecnica delle Marche.