Vingerafdrukscanner: Sneller, contactloos en preciezer

februari 25, 2019

Iedereen is in zeker zin bekend met vingerafdrukscanners – je gebruikt het waarschijnlijk dagelijks op je smartphone, en zo niet, dan heb je er misschien mee te maken gehad bij de aanvraag van een visum naar het buitenland, of bij het betreden van een land. Of ergens anders, vingerafdrukken worden veel gebruikt als identificatiemiddel.

We hebben het al eerder gehad over de voor- en nadelen van het gebruik van vingerafdrukken als identificatiemiddel, het gemak, de veiligheidsrisico’s, etc. In deze post zullen we twee nieuwe methoden bespreken die vingerafdrukscanners gebruiken en die door twee bedrijven zijn gepresenteerd op het Mobile World Congress 2018.

De werking van vingerafdrukidentificatie

Er zijn veel manieren om iemands vingerafdruk te krijgen. De meest gangbare is het gebruik van een sensor. Die sensor kan bijvoorbeeld verschillende elektrische velden herkennen en daarmee een unieke weergave maken van de ribbels op de vinger. Of het gebruikt simpelweg een camera om een foto te nemen. Of het kan een ultrageluid uitzenden en waarnemen hoe de oppervlakte van de vinger deze weerkaatst, waarmee de geassocieerde software een 3D-kaart van de vinger kan maken. Zoals we zeiden, zijn er verschillende manieren om een vingerafdruk te verkrijgen.

Wanneer je wordt gevraagd om je vinger op een sensor te plaatsen om je identiteit te verifiëren, dan wordt je vingerafdruk opnieuw gemaakt en vergeleken met de afbeeldingen in de database. Als een aantal specifieke lijnen en patronen op de afbeelding in de database onder jouw naam (bijna) overeenkomt met de lijnen en patronen van de afbeelding die de scanner zojuist heeft gemaakt, dan wordt jouw identiteit bevestigd. Op die manier kun je een smartphone ontgrendelen, een land betreden, of wat dan ook waarvoor een vingerafdruk nodig is.

Contactloze vingerafdrukscan

Alle bovengenoemde methoden vereisen direct contact met de sensor voor een aantal seconden – en soms moet je zelfs je vinger schoonmaken en deze opnieuw scannen, omdat scanners nu eenmaal niet altijd werken. Een capacitieve scanner kan geen natte vingers herkennen, en de camera werkt niet als je bijvoorbeeld je vinger te snel beweegt, wat ook geldt voor de sensor met ultrageluid. Hoewel dit directe contact prima is op een smartphone, kan het onhygiënisch lijken op een plaats waar duizenden vingerafdrukken per dag worden gescand. En niet te vergeten dat deze methoden op plekken waar grote hoeveelheden mensen komen, simpelweg misschien te langzaam zijn.

Op het MWC 2018 heeft een frans bedrijf dat Idemia heet, een nieuwe methode van vingerafdruk-scanners onthuld dat geen direct contact vereist. Beweeg je hand over een scanner, zonder deze aan te raken (geen contact betekent geen bacteriën), en verschillende camera’s onder het scannersoppervlak maken video’s van jouw bewegende hand vanuit verschillende hoeken. Een algoritme op basis van machinaal leren maakt vervolgens een 3D-model van jouw vingers.

Camera’s werken alleen met specifiek licht, dus het systeem van Idemia gebruikt groen licht om je handen te belichten. Je hebt waarschijnlijk al eens ooit soortgelijke scanners gezien die camera’s en groen licht gebruiken, maar het verschil is dat die van Idemia een 3D-model bouwt, en niet alleen een 2D-afbeelding.

De Multi camera-functie en 3D-modellen geven de Idemia-scanner een voorsprong op scanners met slechts één camera die een 2D-afbeelding maakt. Ten eerste is er de combinatie van snelheid en precisie – de camera’s maken ieder meer dan een dozijn foto’s (een video is tenslotte ook een reeks foto’s) en het algoritme is snel genoeg om deze in een fractie van een seconde te verwerken. Het resultaat is een HD-foto in een razendsnel tempo – normaalgesproken duurt het scannen, verwerken en vergelijken met de vingerafdrukken tegelijkertijd, in minder dan één seconde.

Het tweede voordeel is natuurlijk dat je niets hoeft aan te raken. Om een goede foto te nemen, is het noodzakelijk dat je je vinger stilhoudt, en dat betekent dat je je vinger op de scanner moet leggen. Maar bij het maken van een video hoeft niet ieder frame van hoge kwaliteit te zijn. De analyse en combinatie van alle frames resulteert in een beter beeld. Op die manier hoef je simpelweg je hand snel over de scanner te bewegen.

Idemia gelooft dat dit soort scanners erg nuttig kunnen zijn op punten waar veel scans moeten plaatsvinden, zoals op vliegvelden. Of ze kunnen als authenticatie-methode dienen voor het betreden van een kantoorruimte, en zo hoeven werknemers niet in de rij te staan bij de deur.

Een zombievinger onderscheiden met een vingerafdrukscan

Ondanks de kwaliteit van de foto’s erkennen vertegenwoordigers van Idemia dat deze methode niet helemaal veilig is. Zo kan bijvoorbeeld een goede en gedetailleerde 3D-kopie van een hand gebruikt worden om te scanner te laten werken. Om het systeem veiliger te maken raden vertegenwoordigers van Idemia aan om meerdere authenticatiefactoren tegelijkertijd te gebruiken, zoals gezichts- of irisherkenning met vingerafdrukscan bijvoorbeeld. Uiteindelijk is het niet waarschijnlijk dat je een 3D-model van een hand meeneemt naar het vliegveld, dus een paar menselijke ogen en een scanner zou genoeg moeten zijn.

Maar er is nog een methode om dergelijke 3D-objecten, van iemands hand bijvoorbeeld, te onderscheiden (of misschien wel de hand van een dode, doe niet alsof je er niet zelf aan gedacht hebt). De methode werd door het Chinese bedrijf iDentity gepresenteerd op het MWC 2018.

De methode bestaat uit een combinatie van traditionele capacitieve sensoren en de detectie van microtranspiratie. Ieder levend persoon transpireert continue, op sommige momenten meer dan op andere, maar er is altijd iets van transpiratie. Als de scanner het juiste patroon van ribbels op de vinger herkent en tegelijkertijd microdruppels van transpiratie op de vinger, dan zal een 3D-model van een hand niet door het authenticatieproces komen. Een afgehakte vinger transpireert immers niet.

Real iDentity wil de methode voor micro-transpiratiedetectie niet onthullen. Voorgaand onderzoek van andere bedrijven stelde echter voor om Röntgenstralen, een fotosensor en een capacitieve sensor te gebruiken. Menselijk zweet bestaat niet alleen uit water en zout, maar ook andere chemische elementen, zoals kalium, dat röntgenstralen absorbeert en licht weerkaatst, waardoor water of andere chemicaliën van water onderscheiden kunnen worden. In theorie kan micro-transpiratiedetectie contactloos worden toegepast, maar in de demonstratie van Real iDentity was er direct contact nodig met de vingerafdrukscan.

Niemand heeft de methode getest op zombies, maar we denken dat zombies niet zweten, dus het gebruik van deze sensor zou geen problemen moeten opleveren bij het onderscheiden van een slimme zombie van een dom menselijk wezen.

Alomtegenwoordige vingerafdrukscans

Beide technologieën vertegenwoordigen een stap vooruit in de herkenning van vingerafdrukken. Ze zullen niet in alle vingerafdruksensoren belanden, maar ze zullen de vingerafdrukauthenticatie verspreiden naar gebieden waar het nog niet gebruikt wordt. Dit kan aan de ene kant leiden tot snellere processen of een verbetering van de veiligheid.

Aan de andere kant is er een nadeel dat blijft voortbestaan: vingerafdrukken zijn makkelijk te verkrijgen, en het is mogelijk om vingerafdrukken te vervalsen, hoewel nieuwe technologieën dit proces steeds moeilijker maken. Eenmaal gelekt kunnen je vingerafdrukken niet veranderd worden, maar wachtwoorden kunnen dat wel. Dit gezegd hebbende, het beste scenario is het gebruik van biometrie als een secundaire veiligheidsmethode, als aanvulling op bestaande methoden, zonder deze te vervangen.