2014 -

2015

Santamara Eiranova,

Damin

Mendoza Rodrguez, Evelyn

Franquiz Cabrera, Patricia

Franquiz Cabrera, Patricia

Escuela de Ingeniera de

Telecomunicacin y Electrnica

06/11/2014

BIOMETRA

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Resumen El concepto biometra proviene de las palabras bio (vida) y metra (medida), por lo tanto,

la definicin clsica de biometra se aplica de forma general a la ciencia que estudia las

caractersticas cuantitativas de los seres vivos. Pero en la actualidad se utiliza tambin

para referirse a los mtodos automticos que analizan las caractersticas humanas con

el fin de identificar y autentificar a las personas.

A lo largo de la historia se han desarrollado diferentes sistemas de seguridad, que

podramos distinguir en tres bloques: algo que el usuario sabe, como un PIN o una

contrasea; algo que el usuario tiene, como tarjetas de bandas magnticas; y algo que

el usuario es/hace, los datos biomtricos. As pues, se diferencian dos grandes tipos de

biometra: esttica (conjunto de rasgos fsicos) y dinmica (conjunto de caractersticas

conductuales).

De esta manera, los sistemas biomtricos se han perfeccionado de manera pasmosa con

el transcurso del tiempo. Se ha evolucionado desde la firma (quizs primer rasgo

biomtrico empleado para la seguridad) hasta sistemas como un detector facial que nos

permite desbloquear la pantalla de nuestro Smartphone. Esto nos lleva a las aplicaciones

de la biometra, ya que inicialmente su uso era en el mbito cientfico o forense, pero

debido a la mejora de su calidad y rendimiento actualmente es demandada tanto por

sectores pblicos como privados en el mbito de la seguridad avanzada, esto es sntoma

de la gran efectividad que tiene esta tecnologa.

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ndice

Tabla de contenido

Resumen ........................................................................................................................... 1

Introduccin ..................................................................................................................... 2

Biometra .......................................................................................................................... 2

Registros biomtricos...2-5

Sistemas biomtricos...5-6

Evaluacin del rendimiento..6

Las aplicaciones de los sistemas biomtricos..6-8

Conclusiones ................................................................................................................... 8

Conclusin objetiva ............................................................................................ 8

Opinin personal..8

Bibliografa..9

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Introduccin En este informe se definir biometra, qu tipos de rasgos biomtricos se pueden

estudiar, de esta modo se explicar de manera breve y concisa en que consiste cada uno

de ellos. Adems se explicar de manera superficial como funciona un sistema

biomtrico, es decir sus etapas o bloques en el progreso de identificacin y verificacin

de usuario, que explicaremos con detalle. Tambin se representar la manera en la que

se evala el rendimiento de estos sistemas y finalmente comentaremos las numerosas

aplicaciones que desempea esta tecnologa.

Biometra La biometra es el conjunto de mtodos automatizados que analizan determinadas

caractersticas humanas para identificar o autentificar personas.

La biometra es una tecnologa de seguridad basada en el reconocimiento de una

caracterstica de seguridad y en el reconocimiento de una caracterstica fsica e

intransferible de las personas.

Para que un rasgo biomtrico pueda ser utilizado como base de un sistema de

reconocimiento, debe cumplir siete requisitos bsicos:

Universalidad: est presente en todas las personas.

Unicidad: es diferente para cada individuo, es decir, tiene una capacidad discriminatoria

entre personas.

Permanencia: permanecer invariante a lo largo del tiempo.

Mensurabilidad: puede ser capturado y medido fcilmente mediante un proceso de

adquisicin que no resulte invasivo a los usuarios.

Rendimiento: puede dar lugar a un sistema de reconocimiento con baja tasa e error, alta

velocidad y mnimo consumo de recursos.

Aceptabilidad: cuenta con un alto grado de aceptacin social.

Evitabilidad: es difcilmente eludible mediante algn procedimiento fraudulento por lo

que da lugar a sistemas suficientemente seguros.

Sin embargo, no existe ningn rasgo biomtrico conocido que cumpla completamente

todos estos requisitos, por lo que la eleccin del mismo se basar en las caractersticas

de propias de la aplicacin en la que vaya a ser utilizado.

Registros Biomtricos En la biometra se distinguen dos grupos de registros biomtricos los fisiolgicos o

morfolgicos y los conductuales:

Biometra morfolgica: Los biomtricos morfolgicos o fisiolgicos son aquellos que se

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soportan sobre caractersticas fsicas inalterables y presentes en la mayora de los seres

humanos tales como: huella dactilar, geometra de la mano, caractersticas del iris,

patrones vasculares de la retina, mano, etc.

Los biomtricos conductuales son aquellos que se soportan sobre caractersticas de la

conducta del ser humano tales como: pulsaciones del teclado, discurso, dinmica de la

firma, etc.

Existen nmeros tipos de rasgos o registros biomtricos, algunos se muestran a

continuacin:

Fisiolgicos

Cara: es el rasgo biomtrico que un ser humano utiliza de forma natural para reconocer

a otra persona. Debido a este motivo, cuenta con una fuerte aceptacin social. Adems,

su adquisicin no resulta intrusiva, puede hacerse a distancia y sin cooperacin por parte

del usuario. Los sistemas de reconocimiento facial generan peor rendimiento que otros

sistemas de reconocimiento de rasgos biomtricos fisiolgicos ya que requieren de

condiciones de iluminacin estables, un fondo uniforme, una posicin del rostro fija

respecto a la cmara y una expresin en la cara que no vare significativamente entre

distintas realizaciones. Su variabilidad con el paso del tiempo es otro de sus

inconvenientes.

Geometra de la mano. La adquisicin de una imagen de la mano puede realizarse por

medio de un sencillo escner. Una vez obtenido el contorno de la mano, se extraen una

serie de medidas distintivas (como la longitud y grosor de los dedos, el tamao de la

palma, el permetro, etc.). Los sistemas basados en este rasgo proporcionan buenos

resultados en poblaciones de pequeo/mediano tamao y requieren de muy poca

cantidad de almacena- miento; por lo que son utilizados en aplicaciones como controles

de acceso.

Huella dactilar. Una huella dactilar est compuesta por un conjunto de valles y crestas

situado en la superficie de la punta de los dedos. Su alto grado de unicidad y su

invariancia en el tiempo (desde el momento de su formacin en el sptimo mes de

gestacin) ha posibilitado que haya sido uno de los rasgos ms estudiados y extendidos.

El reconocimiento dactilar se propuso desde finales del siglo XIX dentro del mbito

forense, y desde entonces ha avanzado enormemente en ese campo pero actualmente

tambin puede encontrarse en numerosas aplicaciones comerciales.

Iris. Situado detrs de la crnea, el iris es una membrana circular y coloreada cuya

textura permanece invariante a lo largo del tiempo y es distinta para cada individuo. Se

trata de uno de los rasgos ms distintivos, por lo que ha sido utilizado en aplicaciones

de alta seguridad. Sin embargo, la adquisicin del iris necesita sensores que resultan

demasiado costosos para determinadas aplicaciones y requiere de un alto grado de

cooperacin de los usuarios, que deben posicionarse a unos pocos metros del sensor

para su captura.

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Oreja. El reconocimiento basado en la forma de la oreja suele realizarse mediante la

seleccin de un punto de referencia en el interior de la misma y la distancia de ste a

puntos caractersticos que forman el borde de la oreja y sus estructuras cartilaginosas.

A diferencia de la cara, la oreja se mantiene invariante con el paso del tiempo, no cambia

su forma con la expresin y es menos sensible a cambios de iluminacin. Un

inconveniente es que puede estar oculta tras el pelo; donde se plantea como solucin

realizar la captura en la banda de infrarrojos.

Conductuales

Dinmica del tecleo. Debido a que cada persona interacciona con el teclado de forma

distinta, los sistemas de identificacin basados en dinmica del tecleo pueden presentar

una solucin en casos sencillos de acceso a aplicaciones online. Se trata de un rasgo

biomtrico de baja unicidad y alta variabilidad, pero cuya adquisicin no resulta

intrusiva.

Firma. La firma ha sido tradicionalmente usada como medio de autentificacin y, en este

sentido, es el sistema de reconocimiento ms aceptado. Su adquisicin no resulta

invasiva aunque requiere de la cooperacin del sujeto. La forma con la que firmamos

caracteriza a cada persona; sin embargo, la firma presenta variabilidad a corto y largo

plazo. La aparicin de dispositivos mviles con interfaz tipo puntero, dio lugar al

reconocimiento basado en firma manuscrita dinmica donde, adems de la forma de

la firma, se utiliza informacin instantnea (como la duracin de la misma, la velocidad

o la presin) logrando implementar sistemas de reconocimiento con elevada tasa de

acierto.

Forma de andar. Cada persona camina de forma diferente. Aunque este rasgo presenta

baja unicidad y consigue tasas de acierto menores que otros rasgos de comportamiento,

resulta una solucin til cuando se quiere identificar a un sujeto en una secuencia de

vdeo (por ejemplo cuando se desea identificar a un criminal en una grabacin de una

cmara de seguridad).

Voz. La seal de voz codifica mediante sonidos, llamados alfonos, el lenguaje hablado.

Las distintas configuraciones del tracto vocal producen distintos sonidos. Al ser nico el

tracto vocal de cada persona, la seal de voz presenta caractersticas fsicas invariantes

que resultan suficientemente distintivas. En este sentido, podra clasificarse como un

rasgo fisiolgico. Sin embargo, la seal de voz resultante tambin est influenciada

por otros factores de comportamiento (como el estado emocional, patologas fonatorias

o la edad) que no permanecen estables en el tiempo y dificultan la tarea de

reconocimiento. Aun as, la voz es un rasgo biomtrico ampliamente aceptado y juega

un papel importante en aplicaciones telefnicas.

Sistemas biomtricos multimodales: Si bien an es posible trabajar para reducir el

margen de error de la mayora de los sistemas biomtricos de un solo rasgo, existen

ciertas limitaciones que no pueden evitarse. La variabilidad inter-clase (diferencias entre

rasgos biomtricos entre diferentes personas), el ruido en las muestras adquiridas o los

posibles ataques a los sistemas son algunos ejemplos. En este sentido, la

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multibiometra se plantea como una buena opcin para reducir el margen de error y

aumentar la seguridad frente a ataques. Los sistemas biomtricos multimodales hacen

uso de ms de una fuente de informacin para realizar la tarea de reconocimiento;

pudiendo utilizar, segn el escenario: mltiples sensores, rasgos biomtricos, instancias

(como huellas de varios dedos de una persona), capturas (como una secuencia de

imgenes del iris) o representaciones de un mismo rasgo biomtrico (como distintos

mtodos de extraccin o comparacin de caractersticas).

Sistemas biomtricos Un sistema biomtrico permite determinar o verificar automticamente la identidad

de un individuo mediante tcnicas de reconocimiento de patrones.

Bloques y etapas de un sistema biomtrico

1. Registro: La base de datos del sistema biomtrico que contiene todos los

modelos de usuario se debe realizar con anterioridad. Es un proceso que se

denomina registro. El registro de cada usuario tiene por objeto construir un

modelo que lo caracterice, siendo necesario poseer una o varias capturas del

rasgo biomtrico del usuario.

2. Captura de datos biomtricos: el primer paso para llevar a cabo la

identificacin/verificacin del sujeto que se enfrenta al sistema biomtrico

consiste en la adquisicin de su rasgo biomtrico mediante un transductor que

digitaliza el rasgo capturado.

3. Una vez realizada la obtencin de datos, un sistema biomtrico puede operar en

los siguientes modos:

a) Verificacin: El usuario que se enfrenta al sistema de reconocimiento presenta

su rasgo biomtrico y se identifica. Posteriormente, se busca en la base de datos

el modelo de usuario correspondiente a dicha identificacin y se compara con el

creado a partir de la realizacin actual. Es lo que se denomina reconocimiento

positivo y requiere de una comparacin uno-a-uno. Con la puntuacin de

salida de la comparacin, y a partir de un umbral, el sistema toma una decisin:

se trata de un usuario genuino si es quien dice ser o bien de un usuario

impostor.

b) Identificacin: El sistema intenta determinar si el usuario, del que se ha

capturado el rasgo biomtrico, se encuentra en la base de datos, para lo cual se

realiza una comparacin contra todos los modelos de los usuarios registrados.

Se trata de una comparacin uno- a-muchos. Como resultado se genera una

lista de candidatos cuyas puntuaciones estn ordenadas de mayor a menor; a

menos que ninguna de las puntuaciones obtenidas haya alcanzado un umbral de

similitud con el que se pueda afirmar que el usuario se encuentra registrado (en

cuyo caso el sistema informar de que no ha encontrado ningn candidato para

dicho usuario). El modo de identificacin requiere de un coste computacional

mucho ms elevado que el modo de verificacin. Por ello, es habitual que su uso

se limite a aplicaciones en las que el usuario no quiera ser reconocido. En este

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caso se trata de reconocimiento negativo y nicamente puede realizarse

mediante sistemas biomtricos.

Evaluacin de rendimiento. Para implementar un sistema automtico de reconocimiento se necesitan mecanismos

que evalen la bondad y capacidad del sistema. Cuantificar el error que produce el

sistema ayudar a su desarrollador a mejorarlo y a compararlo con otros ya

implementados.

La salida de un sistema de reconocimiento es generalmente una puntuacin o score,

fruto de la comparacin de dos modelos, que cuantifica el grado de similitud entre los

mismos. A partir de estas puntuaciones, se establece un umbral con el que el sistema

decide si el usuario es genuino (si el score supera el umbral) o impostor (en caso

contrario). Esta decisin da lugar a que se puedan cometer dos tipos de errores:

El sistema detecta un usuario impostor siendo en realidad un usuario genuino. Esto

ocurre cuando dos modelos pertenecientes a un mismo usuario generan una puntuacin

por debajo del umbral de similitud. Es lo que se denomina Falso rechazo, FR.

El sistema detecta un usuario genuino siendo en realidad un usuario impostor. Es decir,

dos modelos pertenecientes a distintos usuarios generan una puntuacin por encima

del umbral de similitud. Es lo que se denomina Falsa aceptacin, FA.

Para la evaluacin del rendimiento se utiliza la Tasa de Falsa Aceptacin (FAR, False

Acceptance Rate) y la Tasa de Falso Rechazo (FRR, False Rejection Rate). Se trata de la

frecuencia con la que aparecen los errores descritos anteriormente. La tasa de falsa

aceptacin siempre decrece frente a la puntuacin puesto que a medida que disminuye

el umbral, ms probabilidad hay de que el sistema acepte a un usuario impostor. Por el

contrario, la tasa de falso rechazo ser creciente con el umbral ya que a mayor umbral,

mayor posibilidad existe de rechazar a un usuario vlido.

El punto donde las curvas de las tasas se igualan, FAR=FRR, se conoce como EER (Equal

Error Rate) y puede utilizarse como referencia para comparar distintos sistemas. Sin

embargo, es poco habitual que el punto de trabajo coincida con el EER, ya que el umbral

se escoge en funcin del tipo de aplicacin para la que se desarrolle el sistema.

Las aplicaciones de los sistemas biomtricos Las tecnologas biomtricas han pasado de ser una tecnologa utilizada

fundamentalmente en el mbito forense y en el campo cientfico y tecnolgico, a una

tecnologa prcticamente indispensable en los sectores pblicos y privados que estn

expandiendo sus races en reas que demandan una seguridad avanzada.

Este cambio se debe a que las tecnologas biomtricas han madurado, y ofrecen un

altsimo grado de seguridad y confiabilidad para dar respuesta a las necesidades de

identificacin y verificacin de la identidad de las personas.

Gobiernos y sector pblico, principal consumidor de sistemas biomtricos.

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En la actualidad existen tres mbitos principales de aplicacin de las tecnologas y

sistemas biomtricos: forense, gubernamental y comercial.

Forense: en esta rea, su uso data prcticamente desde el surgimiento de las tcnicas

biomtricas. Aqu se emplea fundamentalmente en la identificacin de criminales, la

seguridad en prisiones, entre otras actuaciones policiales, investigacin criminalstica e

informes periciales.

En el gubernamental y sector pblico en general: existe una gran presencia de la

biometra, siendo los gobiernos y las administraciones pblicas de muchos pases, el

motor impulsor en el desarrollo de las tecnologas biomtricas desde hace algunos aos.

En el sector pblico donde se pueden encontrar las mayores inversiones, en gran medida

destinadas a proyectos de defensa y a la seguridad nacional.

Comercial o privado: en este mbito tambin se desarrollan proyectos de gran

importancia, especialmente en sectores como el de atencin de la salud y el financiero,

los cuales estn emergiendo y son los primeros en adoptar las innovaciones y adelantos

tcnicos en los sistemas biomtricos.

En cuanto a las aplicaciones de seguridad de las tcnicas biomtricas destacan:

Seguridad en la movilidad y accesos Aeropuertos, fronteras, centrales elctricas, centros

de control de suministro, instalaciones industriales, instituciones pblicas, control

hospitalario de neonatos:

Cajeros automticos, verificacin de uso de tarjetas de crdito en comercios, pago por

internet.

Seguridad en el acceso y firma de documentos electrnicos:

Sector sanitario, industrial, administracin pblica, comercio, actas notariales.

Validacin de firma digital, sistemas de voto electrnico y voto por internet.

Seguridad en el acceso a equipos industriales:

Maquinaria que slo deba ser utilizada por personal especficamente formado.

Aplicaciones comerciales:

Las tecnologas tradicionales de las que disponemos utilizan sistemas basados en el

conocimiento y en muestras.

Reforzar la seguridad de las infraestructuras PKI:

De esta manera puede ofrecerse una proteccin ms eficaz a los certificados y firmas

digitales que se utilizan en este tipo de estructuras.

Aplicaciones gubernamentales y forenses:

Conseguir la misma autenticidad en un sistema de identificacin que un sistema de

verificacin es mucho ms difcil debido al gran nmero de comparaciones que han de

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realizarse. Las herramientas tradicionales de reconocimiento del personal como pueden

ser las contraseas o los PINs no son tiles para el reconocimiento negativo de las

aplicaciones.

Biometra porttil en la polica:

En algunos pases la polica lleva lectores biomtricos (iris / huella digital), para la

identificacin de sospechosos criminales y reportes de datos. Los usuarios autorizados

pueden identificar biomtricamente a sospechosos criminales y sacar informacin de las

bases de datos nacionales e internacionales.

Biometra para encender los vehculos:

Este moderno sistema puede evitar los robos de su vehculo, permite inmovilizarlo por

completo tanto de fuerza elctrica y a nivel de inyeccin de combustible, est equipado

con sistemas anti-robo, alarmas y varias funcionalidades ms.

A nivel corporativo:

Los BlackBerry, Celulares Inteligentes, Computadores, cajas fuertes, Armas y cualquier

equipo electrnico que requiera ser personalizado, muy pronto traern incorporados

lectores biomtricos como sistema de seguridad para proteger la privacidad y la

informacin.

Conclusiones

Conclusin Objetiva

En conclusin, la biometra es una tecnologa que gracias a la evaluacin del rendimiento

est mejorando constantemente, y como consecuencia est ampliando sus aplicaciones,

desde niveles de seguridad muy baja, como por ejemplo en el acceso de tu Smartphone

va huella dactilar, hasta niveles de seguridad avanzada, como deteccin de

comportamientos terroristas con un sistema multi-biomtrico, mediante la captacin

por cmaras de rasgos conductuales sospechosos.

Opinin personal Lo que est claro es que la biometra acabar por desbancar al resto de tecnologas de

seguridad. Si comparamos la biometra con una identificacin por contrasea,

encontramos ms ventajas que desventajas: quizs la desventaja principal y podramos

decir relevante, es el coste de la implantacin del sistema biomtrico; pero en lo que a

ventajas se refiere, una contrasea se puede robar mientras que un iris o una mano no,

bueno, algunos de los ms macabros, dirn que una mano se puede robar pero si se

implanta un sensor de calor en el sistema biomtrico la mano no ser detectada.

Lo que queremos decir con esta comparacin es que la biometra es el futuro de la

seguridad, gracias a su fiabilidad y a su cada vez menor tasa de error.

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Bibliografa http://www.homini.com/new_page_5.htm

http://www.umanick.info/2013/07/aplicaciones-y-usos-de-las-tecnologias.html

http://www.umanick.com/aplicaciones-de-biometria/

http://alfa-redi.org/sites/default/files/articles/files/leon.pdf

http://seguridadseat.com/articulos-seguridad/aplicaciones-de-la-

biometria.html#.VHm17dWG-VU

http://www.itu.int/net/itunews/issues/2010/01/05-es.aspx

http://www.biometricos.cl/equipos_biometria/que_es_la_biometria_por_huella_digit

al.php

http://es.wikipedia.org/wiki/Biometr%C3%ADa

http://www.criptored.upm.es/descarga/TASSI2012_CarmenSanchez.pdf

http://arantxa.ii.uam.es/~jms/pfcsteleco/lectura s/20120309MariaMeridaAguilera.pdf