Biometría

La biometría (del griego bios vida y metron medida) es el estudio de métodos automáticos para el reconocimiento único de humanos basados en uno o más rasgos conductuales o rasgos físicos intrínsecos.

En las tecnologías de la información (TI), la "autentificación biométrica" o "biometría informática" es la aplicación de técnicas matemáticas y estadísticas sobre los rasgos físicos o de conducta de un individuo, para su autentificación, es decir, "verificar" su identidad.

Las huellas dactilares, la retina, el iris, los patrones faciales, de venas de la mano o la geometría de la palma de la mano, representan ejemplos de características físicas (estáticas), mientras que entre los ejemplos de características del comportamiento se incluye la firma, el paso y el tecleo (dinámicas). La voz se considera una mezcla de características físicas y del comportamiento, pero todos los rasgos biométricos comparten aspectos físicos y del comportamiento.

Funcionamiento

En un sistema de Biometria típico, la persona se registra con una o más de sus características físicas, se procesan por un algoritmo numérico, y se introducen en una base de datos. Ahora el sistema está en la capacidad de "medir" estas características para identificar automáticamente a esta persona. Las tecnologías actuales tienen tasas de acierto que varían ampliamente (desde valores bajos como el 60%, hasta altos como el 99,9%).

El rendimiento de una medida biométrica se define generalmente en términos de tasa de falso positivo (False Acceptance Rate o FAR), la tasa de falso negativo (False NonMatch Rate o FNMR, también False Rejection Rate o FRR), y la tasa de fallo de alistamiento (Failure-to-enroll Rate, FTR o FER).

Beneficios de la biometría

Uno de los beneficios que otorga la tecnología biométrica es que hace que no sea necesario llevar una tarjeta o llave para acceder a un edificio. Las infraestructuras de grandes redes empresariales, las identificaciones en el gobierno, las transacciones bancarias seguras, y los servicios sociales y de salud, entre otros ámbitos, ya se benefician del uso de este tipo de verificaciones.

Asociada a otras tecnologías de restricción de accesos, la biometría garantiza uno de los niveles de autenticación menos franqueables en la actualidad. Además, los inconvenientes de tener que recordar una password ó un número de PIN de acceso serán pronto superados gracias al uso de los métodos biométricos, debido a que estos últimos presentan notables ventajas: están relacionados de forma directa con el usuario, son exactos y permiten hacer un rastreo de auditorías.

La utilización de un dispositivo biométrico permite que los costos de administración sean más pequeños, ya que sólo se debe realizar el mantenimiento del lector, y que una persona se encargue de mantener la base de datos actualizada. Otro beneficio: las características biométricas de una persona son intransferibles a otra.

Comparativa de Sistemas Biométricos

La siguiente tabla recoge las diferentes características de los sistemas biométricos:

Ojo (Iris) Huellas dactilares Voz Cara 2D Cara 3D
Fiabilidad Muy alta Muy Alta Alta Media Alta
Facilidad de uso Media Alta Alta Alta Alta
Prevención de ataques Muy alta Alta Muy Alta Media Alta
Aceptación Media Alta Alta Muy alta Muy alta
Estabilidad Alta Alta Media Media Alta

Autentificación e Identificación biométrica

En el proceso de autentificación (o verificación) los rasgos biométricos se comparan solamente con los de un patrón ya guardado, este proceso se conoce también como uno-a-uno ( 1:1 ). Este proceso implica conocer presuntamente la identidad del individuo a autentificar, por lo tanto, dicho individuo ha presentado algún tipo de credencial, que después del proceso de autentificación biométrica será validada o no.

En el proceso de identificación los rasgos biométricos se comparan con los de un conjunto de patrones ya guardados, este proceso se conoce también como uno-a-muchos ( 1:N ). Este proceso implica no conocer la identidad presunta del individuo, la nueva muestra de datos biométricos es tomada del usuario y comparada una a una con los patrones ya existentes en el banco de datos registrados. El resultado de este proceso es la identidad del individuo, mientras que en el proceso de autentificación es un valor verdadero o falso.

El proceso de autentificación o verificación biométrica es más rápido que el de identificación biométrica, sobre todo cuando el número de usuarios (N) es elevado. Esto es debido a que la necesidad de procesamiento y comparaciones es más reducido en el proceso de autentificación. Por esta razón, es habitual usar autentificación cuando se quiere validar la identidad de un individuo desde un sistema con capacidad de procesamiento limitada o se quiere un proceso muy rápido.

Huellas dactilares

Las huellas digitales humanas son únicas para cada persona y pueden ser consideradas como una especie de firma que identifica la identidad de la persona. Como no existen dos huellas exactamente iguales, el proceso de identificación dactilar involucra comparar las líneas (crestas capilares) e impresiones entre una huella y otra.

Esto requiere capturar la impresión dactilar, bien sea a través del uso de un escáner de huellas (que toma una imagen digital de una huella viva), escanear un documento que contenga impresiones dactilares tomadas con tinta o tomando lo que se conoce como una huella latente de una escena del crimen o un lugar de investigación, a partir de lo cual se obtiene una imagen digital.

Una vez que la imagen de huella es capturada, el proceso de identificación implica el uso de complejos algoritmos (ecuaciones matemáticas) para comparar las características específicas de esa huella contra las características de una o más imágenes que hayan sido previamente almacenadas en una base de datos.

Tecnología de reconocimiento dactilar

La aplicación más común o famosa del uso de tecnologías de reconocimiento dactilar es en criminología. Sin embargo, hoy en día, la comparación automática de huellas dactilares está incrementando su popularidad en sistemas de control de acceso a ubicaciones físicas (puertas), acceso a equipos de computación y redes, recursos o cuentas bancarias, o sistemas que registran la hora de asistencia de empleados en una empresa.

La comparación simple del patrón dactilar contra patrones conocidos no es suficiente debido a la alta presencia de errores durante la captura de las huellas (Ej. dedos callosos, áreas dañadas de la huella o la forma en que se coloca el dedo en diferentes áreas de la mica del escáner que provocan orientación errónea o deformación de la huella durante el proceso de captura). Una solución más avanzada a este problema es extraer las características dactilares (llamadas minucias) que son puntos donde las delgadas líneas capilares o crestas de una huella se bifurcan o ramifican y donde terminan), y luego comparar entre esos conjuntos de características específicas de la huella.

La extracción y comparación de minucias requiere algoritmos sofisticados para procesar de manera confiable la imagen de huella, lo que incluye eliminar ruido visual de la imagen, extraer las minucias y determinar la rotación y traslación de la huella. Al mismo tiempo, el algoritmo debe ser tan rápido como sea posible para un uso cómodo en aplicaciones con un alto número de usuarios.

Muchas de esas aplicaciones pueden ejecutarse en un PC, sin embargo algunas aplicaciones requieren ser implementadas en sistemas de bajo costo, dispositivos compactos, móviles y/o integrados como puertas electrónicas, computadoras de mano, celulares, etc.). Para los desarrolladores que pretenden implementar el algoritmo de reconocimiento dactilar en un microchip, lo compacto del algoritmo y el tamaño de la memoria requerida son elementos muy importantes.

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Rostros

Actualmente existen muchos métodos de identificación biométrica: huellas dactilares, iris ocular, retina, voz, rostros, etc. Cada uno de esos métodos posee ciertas ventajas y desventajas que deben ser consideradas en el desarrollo de sistemas biométricos, como confiabilidad, precio, flexibilidad, necesidad de contacto físico con el dispositivo de captura y muchas otras. Seleccionar un determinado método de identificación biométrica o utilizar un sistema multibiométrico puede ayudar a atender esos requerimientos que resultan frecuentemente discrepantes.

El reconocimiento facial puede ser una alternativa importante para seleccionar y desarrollar un óptimo sistema biométrico. Su ventaja es que no requiere de contacto físico con un dispositivo de captura de imágenes (cámara). Un sistema de identificación de rostros no requiere equipos especializados porque puede ser usado con dispositivos comunes disponibles en el mercado (Webcams, cámaras de seguridad, etc.).

Además, el reconocimiento facial debe ser considerado como una alternativa seria al momento de desarrollar sistemas biométricos o multibiométricos.

Tecnología de reconocimiento facial

Tal como la biometría dactilar, la tecnología de reconocimiento facial es ampliamente usada en diversos sistemas, incluyendo control de acceso y seguridad de sistemas computarizados.

Usualmente estos sistemas extraen ciertos rasgos a partir de imágenes faciales y luego ejecutan la comparación utilizándolos como patrón de búsqueda. Un rostro no posee tantas características únicas y mesurables como las huellas dactilares o el iris ocular, de manera que la confiabilidad del reconocimiento facial es ligeramente más baja que estos otros métodos de reconocimiento biométrico. Sin embargo, sigue siendo apropiado para muchas aplicaciones, especialmente cuando se toma en cuanta la conveniencia o comodidad del usuario. El reconocimiento facial puede ser utilizado en combinación con el dactilar o cualquier otro método biométrico para el desarrollo de aplicaciones donde la seguridad es crítica.

El alcance de la multi-biometría es particularmente importante para los sistemas de identificación (1-a muchos). En líneas generales, los sistemas de identificación son muy convenientes de usar porque no requieren información adicional (tarjetas, contraseñas, códigos etc.). Sin embargo, las rutinas de comparación 1-a muchos que emplean un solo método biométrico, puede resultar en una alta probabilidad de falso reconocimiento, que sería inaceptable en aplicaciones con grandes bases de datos. Utilizar la identificación de rostros como un método biométrico adicional puede disminuir dramáticamente este efecto.

Este alcance multi-biométrico es también útil en situaciones donde determinada característica biométrica no es óptima para cierto grupo de usuarios. Por ejemplo, personas que realizan labores pesadas con sus manos pueden tener huellas desgastadas, lo que incrementaría la tasa de falso rechazo si se utiliza solamente el reconocimiento dactilar.

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Iris

El reconocimiento del iris es un método de autentificación biométrica que utiliza técnicas de reconocimiento de patrones (los cuales, han sido almacenados anteriormente en una base de datos) en imágenes de alta resolución del iris del ojo de un individuo. El sistema biométrico por reconocimiento de iris es una de las ciencias más fiables del mercado

No ha de ser confundido con otro, menos frecuente, basado en el escaneo de la retina. El reconocimiento del iris utiliza la tecnología de las cámaras: con una fina iluminación infrarroja se reduce el reflejo que se haya podido producir en la convexa córnea y poder crear detalladas imágenes de las complejas estructuras del iris. Una vez convertidas en plantillas digitales, estas imágenes proporcionan una representación matemática del iris, las cuales coinciden con una identificación positiva e inequívoca de un individuo.

La eficacia del reconocimiento del iris es raramente obstaculizada por gafas o lentes de contacto. La tecnología basada en el iris tiene el valor atípico más pequeño (es decir, hay un número de personas reducido que no lo pueden usar) de todas las tecnologías biométricas. Debido a su velocidad de comparación, el reconocimiento del iris es la tecnología biométrica más adecuada para la identificación de un grupo numeroso de personas. Una ventaja clave del reconocimiento del iris es su estabilidad, (el patrón o la plantilla pueden durar muchos años), ya que, salvo un traumatismo, esta matrícula individual puede durar toda la vida.

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Voz

El reconocimiento por voz o parlante, es una modalidad biométrica que utiliza la voz de un individuo con fines de reconocimiento. (Difiere de la tecnología del "reconocimiento de discurso", que reconoce las palabras a medida que van siendo articuladas, este no es un dispositivo biométrico). El proceso de reconocimiento de voz depende de las características de la estructura física del tracto vocal de un individuo así como también de sus características de comportamiento.

El reconocimiento por voz es una elección popular de reconocimiento biométrico remoto, dada la disponibilidad de dispositivos para tomar las muestras de voz (por ejemplo: la red telefónica y los micrófonos de las computadoras) y su facilidad de integración. El reconocimiento del orador, es una tecnología biométrica distinta de otras en las que la muestra de discurso es tomada dinámicamente o en el lapso de un periodo de tiempo determinado, como pueden ser algunos segundos. El análisis ocurre en un modelo en el que los cambios a lo largo del tiempo son monitoreados, lo que es similar a otros dispositivos biométricos que contemplan el comportamiento, como pueden ser: la firma dinámica, el reconocimiento de la forma de andar, y el reconocimiento por el ritmo de las pulsaciones en un teclado.

La biometría de voz es cada vez más útil para diversas compañías e instituciones que necesitan una verificación segura de identidad a través del teléfono, como es el caso de los centros de atención de llamadas en los bancos, pero dicha tecnología demuestra asimismo su utilidad en otras aplicaciones.

Esto ocurre en lugares en que no es posible aplicar modalidades biométricas tradicionales, como la de huellas digitales. Por ejemplo: en el caso de la minería, las huellas tendrían demasiada suciedad para un sistema así y sin embargo la voz resulta perfectamente legible.

Este mismo razonamiento conduce a que otras industrias hayan seleccionado la tecnología de voz para los lugares en que se requiere un sistema seguro y factible para el control lógico de acceso, seguridad de sitios web y prestaciones de quioscos.

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