Pin-Code ist passé: Künftig reicht es aus, Gesicht zu zeigen, um sich als Besitzer seiner Chipkarte auszuweisen. Möglich macht dies ein neues Verfahren der biometrischen Authentifizierung, das jetzt österreichische Forscher entwickelt haben. Dabei wird ein auf dem Chip gespeichertes Personenfoto mit einem jeweils aktuellen Kamerabild abgeglichen. Am großflächigen Einsatz dieser Technologie wird bereits gearbeitet.
Über 20 Milliarden Chipkarten sind heute weltweit als Bankkarten, e-cards oder SIM-Karten im Einsatz. Passwort und PIN braucht sich zukünftig aber niemand mehr zu merken. Dank der Forschungsleistung der FH St. Pölten sind diese Methoden der Authentifizierung Technologien von gestern. Steckt man in Zukunft seine Chipkarte etwa in den Bankomat, reicht ein Lächeln, um Geld zu beheben. Denn die Authentifizierung der Nutzer erfolgt dann über die Erkennung des Gesichts. Andere Ansätze, wie beispielsweise die Erkennung über den Fingerabdruck, sind in der Gesellschaft im alltäglichen Einsatz wenig akzeptiert und die Implementierung der Systeme kostenintensiv. Aus diesem Grunde haben sich die Forscher des Instituts für IT Sicherheitsforschung der Fachhochschule St. Pölten der Herausforderung gestellt, hier neue Maßstäbe zu setzen.
Chip mit Gesicht
„Die Authentifizierung mittels Gesichtserkennung über die Chipkarte genießt eine hohe Akzeptanz bei den Benutzern“, erklärt Projektleiter Ernst Piller. „Schließlich sind wir daran gewöhnt, uns über unser Gesicht auszuweisen. Auf jedem Ausweis befindet sich ein Foto. Und das ist beim Chipkartensystem ähnlich. Nur wird hier ein auf dem Chip gespeichertes Foto mit einem aktuellen Kamerabild abgeglichen.“ Der biometrische Mustervergleich erfolgt somit direkt am Chip der eigenen Karte, da die Nutzer nicht identifiziert, sondern nur authentifiziert werden sollen. Dafür müssen die persönlichen Daten nicht zentral in einer Datenbank gespeichert werden. Dieses so genannte Matching-on-Chip-Verfahren – kurz: MOC – bietet so erhöhten Schutz vor Datenmissbrauch und maximale Sicherheit für die Benutzer.
Verarbeitung enormer Datenmengen nötig
Um jedoch ein Verfahren der Gesichtserkennung entwickeln zu können, das für gängige Chipkarten tauglich – und damit praktikabel – ist, war eine zweijährige Forschungstätigkeit nötig. Die größte Herausforderung, der sich das Team stellen musste, war der enorme Umfang der Datenmengen, die durch die biometrische Verarbeitung des menschlichen Gesichts gewonnen werden. „Im Gegensatz zu einem Fingerabdruck bietet ein Gesicht aufgrund der großen Flächen reduzierte und weniger aussagekräftige Informationen über eine Person. Zum Beispiel haben sehr viele Personen den gleichen Augenabstand, sehen aber völlig unterschiedlich aus. Deshalb müssen auch viel mehr Daten verarbeitet werden. Diese stellen aber für die herkömmliche Chipkarte eine große Hürde dar, da sie nur über sehr begrenzte Speicher- und Rechnungsleistungen verfügt“, erklärt Piller.
Algorithmen erfassen Gesichtszüge
Aus diesem Grund wurden im ersten Projektabschnitt bestehende Verfahren der Gesichtserkennung analysiert und evaluiert. Sie basieren auf Algorithmen, die ein Gesicht auf unterschiedliche Art analysieren. Allen gemeinsam ist, dass sie ein Gesicht als eine Anzahl von Punkten wahrnehmen. Wie diese dann ausgewertet werden, variiert. Es zeigte sich, dass die verschiedenen verwendeten Algorithmen jeweils Stärken und Schwächen aufweisen.
Schnelle und einfache Implementierung
Auf diesen Erkenntnissen aufbauend, wurde im zweiten Teil des Projekts ein neues Vorgehen erforscht und entwickelt, so dass ein schnellstmögliches und kompaktes Verfahren entstand. Dies wird nun auch den begrenzten Möglichkeiten einer Chipkarte gerecht. In der Realität kann der Abgleich zwischen Foto und Kamerabild auf einer Chipkarte in nur einer Sekunde erfolgen. Aber nicht nur die schnelle Analyse und die breite Akzeptanz stellen Vorteile des MOC-Verfahrens dar. Entscheidend für die Praxisanwendung ist ebenso die Implementierung des Systems: diese kommt ganz ohne Spezialtechnologien aus. Während auf die Chipkarte nur ein Personenfoto geladen werden muss,
braucht beispielsweise in den Bankomat lediglich eine handelsübliche Kamera eingebaut werden, die ein Bild der Nutzer aufnimmt.
(PR&D / FH St. Pölten, 24.03.2011 – NPO)
