In der ersten Vorlesung werden die Modalitäten der Vorlesung besprochen. Hierzu zählen die Thesenpapiere und die Vorträge, die im Rahmen der Vorlesung ausgearbeitet werden müssen. Anschließend wird eine kleine Einleitung gegeben, was eigentlich biometrische Informationen sind und warum diese relevant für uns sind.
| Skript-Anfang | bio-A-introduction – Seite 1 |
|---|---|
| Skript-Ende | bio-A-introduction – Seite 64 |
Organisatorisches
Hausaufgaben
- Lesen des ausgehändigten Buches über aktuelle Forschungen
- Vertraut machen mit den Begrifflichkeiten und Normen
Wer sind die Ansprechpartner der Vorlesung?
- Christoph Busch (christoph.busch@h-da.de)
- Anika Pflug
- Andreas Nautsch
- Christian Rathgeb
- Naser Damer
Ist die komplette Vorlesung auf Englisch?
- Ja, alles ist auf Englisch
- E-Mails und die Hausarbeit dürfen auf Deutsch eingereicht werden
Wie sieht es mit der Anwesenheit aus?
- Es gibt zwei Seminartermine mit Anwesenheitspflicht
- Ein verspätetes Erscheinen oder verfrühtes Verlassen zu einem Seminar ist indiskutabel
- An den normalen Vorlesungen gilt keine Anwesenheitspflicht
Werden die Folien hochgeladen?
- Die Folien sind auf der Seite der Vorlesung (Link) zu finden
- Diese sind mit einem Passwort versehen, das beim Professor zu erfragen ist
- Wegen urheberrechtlich geschütztem Material dürfen die Inhalte nicht öffentlich hochgeladen werden
Benötigt man weitere Literatur?
- Nein, der komplette Stoff wird im Rahmen der Vorlesung gestellt
- Zusätzliche Literatur ist komplementär, aber nicht notwendig
Wie ist der Ablauf der Seminare?
- Am 20. Mai um 23:59 das Thesenpapier einreichen
- Am 1. Juni werden Reviews durchgeführt
- Am 8. und 15. Juni sind die Seminare
- Am 8. Juni ist die finale Version des Thesenpapiers einzureichen
- Man hat also circa 6 Wochen Bearbeitungszeit
Welche Rahmenbedingungen gibt es für die Präsentationen?
- Maximal zwei Personen pro Gruppe
- Insgesamt fünfzehn Minuten pro Vortrag
Was hat es mit den Reviews auf sich?
- Jede Gruppe bekommt drei Thesenpapiere zur Kontrolle zugewiesen
- Diese sollen kritisch, aber fair begutachtet werden
- Ein Review sollte circa eine halbe Seite füllen
Wie wird eine Survey im Rahmen dieser Vorlesung definiert?
- Es ist eine eigenständige wissenschaftliche Arbeit
- Sie untersucht den aktuellen Stand der Forschung in einem größeren Teilgebiet
- Eine Survey ist nicht im Sinne einer traditionellen Umfrage zu sehen
Einleitung
Was ist Biometrie?
- Die Nutzung von Informationstechnologien für einen automatisierten Prozess
- Dieser Prozess dient zur Wiedererkennung bekannter Eigenschaften
- Die Eigenschaft kann ein Verhalten (behavior) sein, wie die Handschrift, Stimme oder Silhouette
- Biologische Eigenschaften lassen sich aus Fingerabdrücken, der Iris, dem Ohr oder dem Gesicht ableiten
- Die Gesamtheit der Eigenschaften wird als Biometric modalities bezeichnet
Zugriffskontrolle (Access Control)
Zugriffskontrolle ist die Überwachung und Steuerung des Zugriffs auf bestimmte Ressourcen. Das Ziel der Zugriffskontrolle ist die Sicherstellung der Integrität, Vertraulichkeit und Verfügbarkeit von Informationen.http://de.wikipedia.org/wiki/Zugriffskontrolle
Welche grundlegenden Authentifizierungsmethoden gibt es?
- Kennen (know) entspricht Passwörtern und PINs
- Besitzen (own) entspricht Schlüsseln und Karten
- Sein (are) entspricht biometrischen Informationen
Wie gut sind Passwörter geeignet?
- Passwörter sind theoretisch das sicherste Mittel
- Je mehr Passwörter man sich merken muss, desto schwerer sind sie zu merken
- Resultat ist, dass 20% der Passwörter trivial sind und bei geringer Nutzung 56% der Passwörter vergessen werden
- Dies bezeichnet man auch als tragedy of the commons
- Es handelt sich um einen Effekt, der auftritt, wenn frei verfügbare, aber begrenzte Ressourcen nicht effizient genutzt werden
Sind Schlüssel und Karten besser geeignet?
- Nur bedingt, da auch sie mit der Zeit immer mehr werden
- Irgendwann muss man seinen Schlüsselbund aufteilen, da er voll ist
- Solche Authentifizierungsmethoden können auch einfach gestohlen werden
- Die Weitergabe des Schlüssels kann zu Problemen führen
Wie schneidet die Biometrie im Vergleich ab?
- Man kann die Informationen nicht weitergeben, vergessen oder verlieren, was sicherer ist
- Diese Informationen lassen sich jedoch stehlen
- Trotzdem ordnet man biometrischen Authentifizierungsmethoden die Nichtabstreitbarkeit (non-repudiation) zu
Warum ist die Biometrie zukunftsweisend?
- Eine hohe Entropie (Die Iris liefert 249 Bit)
- Nichtabstreiktbarkeit (non-repudiation)
Wie lässt sich die Entropie bestimmen?
\( \text{Laenge der Zeichenkette: } L = 6 \ \text{Symbole pro Zeichen: } N = 10 \ \text{Entropie: } H = ? \ \begin{align} H &= L * \log_2{N} \ &= 6 * 3,32192809489 \ &= 19.9315685693 \approx 20 \text{ Bit} \end{align} \)
Welche Prozesse gibt es bei biometrischen Systemen?
- Informationen sammeln und speichern (enrolment)
- 1:1 Personenprüfung mittels Verifizierung (verfication)
- Die Verifizierung prüft, ob eine Person diejenige ist, für die sie sich ausgibt
- 1:n Personenprüfung mittels Identifizierung (identification)
- Die Identifizierung prüft, ob die Person Teil der Datenbank ist und um wen es sich handelt
- Die größte Datenbank speichert die biometrischen Informationen von 1.2 Millarden indischen Bürgern
Welche Komponenten sind weiterhin von Interesse?
- Der berechnete comparison score sagt aus, wie stark biometrische Informationen übereinstimmen
- Anhand ihm wird bestimmt, ob es ein match oder non-match ist
- Bei der feature extraction werden markante Merkmale bestimmen und vergleichbaren Werten zugewiesen
- In der enrolment database werden die Werte und Referenzen gespeichert
Welche Kriterien werden an biometrische Systeme gestellt?
- Akkurat/präzise (accuracy)
- Einzigartig (unique)
- Einfach/schmerzfrei (convenience)
- Robust/nicht täuschbar (security)
- Gesetzeskonform (acceptable)
- Eignung (für welches System welche biometrische Information genutzt wird)
| Merkmal | Sensor | Eigenschaft |
|---|---|---|
| Fingerabdruck | Fingerabdruckscanner | + Hohe Genauigkeit+ Bewusster Akt des Beteiligten- Wird stark mit Kriminalistik verbunden- Viele Sensoren lassen sich täuschen |
| Gesicht | Kamera | + Viele Details zum Messen- Verwechslungsgefahr bei Zwillingen- Alterung (ageing) verändert Details- Sensoren lassen sich mit Bildern täuschen- Kein bewusster Akt des Beteiligten |
| Blutprobe/DNA | DNA-Sequenzierer | + Hohe Genauigkeit- Schmerzhafte Entnahme bzw. Angst vor Nadeln- Keine Analyse in Echtzeit- Datenschutzrechtliche Probleme |
| Körpergröße | Meter | + Universelle (jeder hat es in gleicher Qualität)+ Schnell und einfach messbar- Nicht Einzigartig- Verändert sich über den Tagesverlauf- Verändert sich im Alter |
Welche Ursprünge von Eigenschaften gibt es?
- Vererbt durch die Familie (epigenetic)
- Zufällig während Schwangerschaft definiert festgelegt (randotypical)
- Antrainiert und änderbar (conditioned)
Welche Merkmale gibt es beim Fingerabdruck?
Wie werden Fingerabdrücke verglichen?
- Die Abdrücke werden eingelesen
- Dann werden die Merkmale identifiziert
- Diese werden gespeichert bzw. mit vergleichbaren Werten versehen
- Diese Werte werden dann verglichen (Ermittlung der Deltas)