Elementi di Sicurezza e Privatezza Lezione 9 Autenticazione (2)

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1 Elementi di Sicurezza e Privatezza Lezione 9 Autenticazione (2) Chiara Braghin [email protected]

2 Autenticazione basata su caratteristiche

3 Autenticazione basata su caratteristiche Possesso di caratteristiche univoche fornisce prova dell identità Fisiche: impronta digitale, forma della mano, impronta della retina, dell iride o del viso, Comportamentali: firma, timbro di voce, scrittura, keystroke dynamic, Tecnica moderna e promettente 2

4 Vantaggi/Svantaggi Forma di autenticazione più forte anche se tecnicamente meno accurata Eliminate in pratica le impersonificazioni Qualcosa che si conosce può venire indovinato o rubato Qualcosa che si possiede può venire rubato Ancora poco utilizzata: costosa e intrusiva Non sempre accettata dagli utenti Gli scanner di retina sono accurati ma si temono conseguenze sulla retina Dibattiti politici e sociali per potenziale mancanza di privacy 3

5 Funzionamento (1) Biometria: settore della biologia che misura e studia statisticamente i dati rilevati sugli esseri viventi, per trarne comparativamente classificazioni e leggi Template: rappresentazione digitale delle caratteristiche univoche del dato biometrico 4

6 Funzionamento (2) 1. Fase iniziale di campionamento Esecuzione di più misurazioni sulla caratteristica d interesse Definizione di un template 2. Autenticazione: confronto fra la caratteristica appena misurata rispetto al template Acquisizione + confronto + decisione Successo se i due corrispondono a meno di una tolleranza, che va definita attentamente NB: la perfetta uguaglianza è tecnicamente impossibile! 5

7 Funzionamento (3) 6

8 Caratteristiche biometriche (1) Idealmente, la caratteristica biometrica da usare dovrebbe avere le seguenti proprietà: Universalità: tutte le persone dovrebbero possederla Unicità Stabilità: non deve cambiare nel tempo (e non può venire modificata!) Facilità di rilevamento Accettabilità Difficoltà di contraffazione 7

9 Caratteristiche biometriche (2) forma del viso impronta digitale iride forma della mano impronta mano firma voce portamento 8

10 Problema La perfetta uguaglianza tra sue campioni di uno stesso utente è tecnicamente impossibile Punto cruciale: Confrontare la caratteristica appena misurata dall utente con il template di quell utente distinguendola dal template di un altro utente! 9

11 Le metriche della biometria (1) FAR False Acceptance Rate Probabilità che il sistema accetti un impostore (che il sistema associ il campione in input con un template presente nel DB ma relativo ad un altro utente) Input non validi che vengono accettati FRR False Reject Rate Probabilità che il sistema non riconosca un utente valido (che il sistema non associ il campione in input con il template nel DB relativo ad uno stesso utente) Input validi che non vengono accettati 10

12 Le metriche della biometria (2) EER Equal Error Rate Probabilità che FAR e FRR siano uguali Serve per confrontare l accuratezza di dispositivi diversi: in generale, il dispositivo con ERR più bassa è più accurato FTE Failure To Enroll Rate Probabilità che il sistema non riesca a creare un template dal campione in input Causato da input di bassa qualità FTC - Failure To Capture Rate Probabilità che il dispositivo non riesca a rilevare la caratteristica quando presentata in modo corretto 11

13 Le metriche della biometria (3) Template Capacity Numero massimo di dati che possono venire memorizzati dal sistema 12

14 Soglia di tolleranza La soglia di tolleranza dell errore è cruciale e dipende dall applicazione Errore = differenza tra valore misurato e valore template Se la soglia è troppo alta, allora si accettano impostori (FAR alto) Se la soglia è troppo bassa, allora non si accettano utenti legittimi (FRR alto) Si devono bilanciare i 2 valori e ottenere ERR (equal error rate) 13

15 FRR vs FAR accetta rifiuta valore soglia 14

16 Impronte digitali Piccole righe che si formano su mani e piedi ancor prima della nascita Restano inalterate per tutta la vita dell individuo (a meno di incidenti) Il pattern presente sulle dita è unico per ogni individuo Il riconoscimento di impronte digitali è uno dei metodi più comuni ed affidabili per il riconoscimento di identità 15

17 Dall inchiostro Una volta si premeva il dito sull inchiostro e poi sulla carta con movimento rotatorio 16

18 ai lettori ottici Ora basta poggiare un attimo il dito sul lettore 17

19 Classificazioni di impronte Classificate in tre grandi gruppi in base allo schema predominante Arch Whorl Loop Accidental 18

20 Schema Arch Cerchi che escono da entrambi i lati Raro: caratterizza solo il 5% della popolazione 19

21 Schema Whorl Cerchi concentrici, nessuna linea esce dall immagine Caratterizza circa il 35% della popolazione 20

22 Schema Loop Schemi circolari che escono verso l esterno Caratterizza circa il 60% della popolazione 21

23 Classificazioni di impronte Arch Whorl Loop Accidental Come è l impronta del vostro indice destro? 22

24 Riconoscimento di impronte (1) Necessita di algoritmi avanzati per il riconoscimento delle immagini digitali Minuzie rappresentano la fine e il punto di biforcazione delle linee uniche per individuo standard nei sistemi di riconoscimento 23

25 Riconoscimento di impronte (2) Calcola i punti di minuzie Confronta 24

26 Vantaggi/Svantaggi Vantaggi: Non intrusivo Facile da usare Economico Di piccole dimensioni Low power Svantaggi: Ferite e/o cicatrici possono falsare il campione Esistono persone con poche minuzie 25

27 Forma della mano (1) 26

28 Forma della mano (2) 27

29 Vantaggi/Svantaggi Vantaggi Più affidabile delle impronte digitali Template piccoli 10 byte, mentre per le impronte digitali e per il riconoscimento vocale byte Svantaggi Richiede scanner molto grandi Più costoso dei dispositivi per il rilevamento delle impronte digitali Come gestire (frequenti) ferite alle mani? 28

30 Scanning di retina e irdide 29

31 Scanning della retina Digitalizza la forma della retina L utente deve guardare dentro il lettore Vantaggi: Molto accurato Svantaggi: L utente deve guardare esattamente nel lettore e per un tempo piuttosto lungo => FTE (fail to enroll) alto Esposizione alla luce (anche se bassa) Igiene 30

32 Scanning dell iride Meno intrusivo dello scanning della retina Occhiali, lenti a contatto e operazioni con il laser non modificano l iride 31

33 Riconoscimento facciale Richiede un espressione neutrale Vantaggi: Non intrusivo La rilevazione può avvenire anche ad una certa distanza Svantaggi: Non sempre accettato il fatto che venga fatta una foto Fluttuazione dei valori FRR e FAR Quale espressione? 32

34 33

35 Riconoscimento vocale Vantaggi: User friendly Svantaggi: Rumore di sottofondo Qualità del registratore Malattia o comportamento emotivo Template molto grande 34

36 Firma Vantaggi In genere accettato senza problemi Svantaggi La firma cambia a seconda di: Età Malattia emozioni Richiede hardware di qualità FRR alto siccome la firma è fortemente dinamica 35

37 36 Alcuni confronti basso basso alto medio alto basso Performance alto alto low medio medio alto Accettazione medio alto medio alto medio alto Archiviabile? basso basso basso medio Timbro voce basso basso basso basso Firma alto alto alto alto Iride medio medio medio medio Forma della mano alto alto alto medio Impronta digitale basso medio basso alto Faccia Attacchi Permanenza Unico? Universale? Caratteristica biometrica Vedere anche:

38 Attacchi 37

39 Biometria e usabilità Accettazione da parte dell utente Conoscenza della tecnologia Familiarità con le caratteristiche biometriche Esperienza con i rilevatori 38

40 Applicazioni correnti Banche Immigrazione negli USA Ambito militare Giochi olimpici in Grecia, 2004: i tedeschi avevano una smart card con impronta digitale Aeroporto di Francoforte, dal

41 Conclusioni Usata per identificazione Tecnica complementare a password e token I sistemi diventano più economici Maggiori problemi: Performance Accettazione 40

42 Quale tecnica di autenticazione? Tecnicamente la più forte è quella basata sulle caratteristiche univoche dell utente Bilancio costi-benefici: metodi più deboli possono andare bene in certi casi Le password sono il meccanismo più antico ma sono e saranno nel breve futuro quello più utilizzato 41