Biometrie

Die Biometrie (auch Biometrik; gr. Bio = Leben und Metron = Maß) beschäftigt sich mit der Vermessung quantitativer Merkmale von Lebewesen. Hierzu werden statistische Verfahren angewendet. Oft sind zur Bearbeitung große Datenmengen erforderlich, die erst mit speziellen Techniken der Informationstechnologie beherrschbar werden.

Die "klassische Biometrie" beschäftigt sich mit der Anwendung statistischer Methoden in Human- und Veterinärmedizin, in Land- und Forstwirtschaft, in der Biologie, sowie in verwandten Wissenschaftsgebieten. Der Begriff Biometrie wird daher oft als Synonym für Biostatistik verwendet.

Die "neuere Biometrie" beschäftigt sich insbesondere mit Merkmalen von Menschen. Aus einzelnen oder einer Kombination von biometrischen Daten wird auf eine Person geschlossen. Diese kann sich authentifizieren (aus einem definierten Personenkreis), etwa gegenüber Zugangsbeschränkungen, oder sie wird identifiziert (aus einem undefinierten Personenkreis). In der Biometrie spricht man auch vom Vergleich one-to-one (Verifizierung), bzw. vom Vergleich one-to-many (Identifizierung).

In der Einlernphase, dem User-Enrollment werden die biometrischen Merkmale als Referenzmuster in digitaler Form verschlüsselt abgespeichert. Beim nächsten Kontakt mit dem biometrischen System wird ein aktuelles Probemuster aufgenommen und mit dem Referenzmuster verglichen. Das System entscheidet dann, ob die Ähnlichkeit der beiden Muster hinreichend hoch ist und damit beispielsweise ein Zutritt erfolgt oder nicht. Hierzu wird bei den biometrischen Verfahren die Sicherheit der Identifikation bzw. Verifikation hauptsächlich nach zwei Kriterien beurteilt: nach der Zulassungsrate Unberechtigter und nach der Abweisungsrate Berechtigter:

Falschakzeptanzrate (FAR) = Zulassungsrate, Unberechtigter
Falschrückweisungsrate (FRR) = Abweisungsrate, Berechtigter

Bei biometrischen Systemen spielt aber auch die Erkennungszeit eine große Rolle. Neben der Sicherheit und Zuverlässigkeit sind die Benutzerakzeptanz und die Usability bei der Beurteilung eines biometrischen Systems entscheidende Kriterien.

Biometrische Methoden haben in den letzten Jahren einen enormen Aufschwung erlebt. Auf der einen Seite ist der technologische Fortschritt zu nennen, der rasche Messungen von biologischen Merkmalen und deren Auswertung mit vertretbarem Aufwand und hoher Qualität erlaubt. Auf der anderen Seite steht das ungelöste Problem aller Sicherheitskonzepte: Wie verbindet man Identitäten und die dazugehörigen Rechte mit den richtigen physischen Personen, die der Identität entsprechen? In der globalisierten Informationsgesellschaft ist die Lösung dieses Problems von zentraler Wichtigkeit. Der Einsatz von Biometrie ist dabei ein vielversprechender Ansatz.

Biometrische Merkmale in der neueren Biometrie

Biometrische Merkmale werden häufig unterschieden in aktiv und passiv bzw. verhaltens- und physiologiebasiert. Zu den verhaltensbasierten Merkmalen zählen etwa die Stimme, die Hand- oder Unterschrift, das Tippverhalten und die Gangdynamik. Physiologische Merkmale sind beispielsweise der Fingerabdruck, die Iris oder die Handgeometrie. Diese Unterscheidung ist zwar weitgehend akzeptiert, es existeren aber Grenzbereiche. So sind die meisten verhaltensbasierten biometrischen Merkmale beeinflusst durch die Physiologie, etwa die Stimme durch den Sprachapparat des Menschen.

Als biometrisches Datum werden u.a verwendet:

Iris- oder Retina-Merkmale (Regenbogenhaut, Augenhintergrund)
Fingerabdruck (Fingerlinienbild)
Gesichtserkennung
Handgefäßstruktur / Venenerkennung
Handgeometrie, Handlinienstruktur
die Stimme und das Sprachverhalten
die Handschrift
das Tippverhalten auf Tastaturen (engl. keystroke dynamics)
Lippen, Stimmprofil
Verhalten des Menschen, Füße (Gang, engl. automatic gait recognition)
der Geruch
DNA (mobiler DNA-Test, entwickelt von Mitsubishi, genetischer Fingerabdruck)

Die Unterschrift eines Menschen ist ein biometrisches Merkmal. Schriftsachverständige können damit einen Menschen identifizieren. Mit dem Unterschreiben mittels eines drucksensitiven Stiftes gibt man ein persönliches Geheimnis preis. Man könnte durch diese Daten eine Unterschrift herstellen, die dann von einem Sachverständigen nicht mehr von einer eigenhändigen unterscheidbar sind. Um diesem Problem zu begegnen wird die elektronische Unterschrift bei der Übernahme eines Paketes nur mittels einer mathematischen Einwegfunktion elektronisch gespeichert, mit der nicht die Unterschrift reproduziert werden kann.

Biometrische Systeme und Verfahren stehen in mehreren Bereichen vor der Anwendung, um die Identifikation von Personen zu erleichtern. Sie ermöglichen es jedoch auch, den Einzelnen heimlich zu überwachen. Ab 1. November 2005 werden in Deutschland nur noch Pässe mit biometrischen Merkmalen ausgegeben. Die Biometrie hält aber häufig nicht, was man sich von ihr verspricht. Wissenschaftliche Untersuchungen und Anwendungstests zeigen, dass sie oft nicht so zuverlässig funktioniert, wie es für ihren flächendeckenden Einsatz erforderlich wäre.

Die Konferenz der deutschen Datenschutzbeauftragten des Bundes und der Länder hat in einer Entschließung vom 1. Juni 2005 eine objektive Bewertung von biometrischen Verfahren gefordert. Sie trat dafür ein, die Ergebnisse entsprechender Untersuchungen und Pilotprojekte zu veröffentlichen und die Erkenntnisse mit der Wissenschaft und der breiten Öffentlichkeit zu diskutieren. Mit der Ausgabe von elektronisch lesbaren, biometrischen Ausweisdokumenten dürfe erst begonnen werden, wenn der Datenschutz durch rechtliche, organisatorische und technische Maßnahmen gewährleistet sei.

Für die Einführung biometrischer Merkmale in Reisepässen hat der Bundesbeauftragte für den Datenschutz Peter Schaar im Frühjahr 2005 ein Moratorium angeregt, da die entsprechenden Vorgaben der EU-Verordnung über die obligatorische Einführung der Gesichtsbiometrie in die EU-Pässe erst Mitte 2006 und nicht etwa in diesem Jahr umgesetzt werden müssen.

Auch Österreichische Parlamentarier stehen neuen biometrische Verfahren ohne Skepsis gegenüber. Das Parlament wurde mit einem Funknetz WLAN ausgestattet und die Abgeordneten bekamen Laptops mit einem Fingerabdruckscanner. An einem Seiteneingang wurde eine biometrische Gesichtserkennung installiert. Seit Januar 2005 wird der Zutritt zum Bundesministerium für auswärtige Angelegenheiten durch Venenerkennung kontrolliert.

Die Erfassung von allgemeinen Körpermerkmalen hat Tradition (im Pass die Augenfarbe oder Körpergröße), aber ihre datenbankmäßige Erfassung bringt neue (datenschutzrechtliche) Probleme. Körpermerkmale werden heute vielfach präventiv erfasst und werden zum öffentlichen Gut.

Seit Oktober 2003 wird bei der Beantragung eines Visums ein Fingerabdruck verlangt, um in die USA als Ausländer einreisen zu dürfen. Ab 26. Oktober 2006 dürfen Personen aus allen Teilnehmerländern am visafreien Einreiseprogramm in die USA (visa-waiver) nur noch einreisen, wenn sie maschinenlesbare Ausweise vorweisen. Biometrische Daten (ein digitales Foto) werden hingegen nur verlangt, wenn der Pass ab besagtem 26. Oktober 2006 ausgestellt wurde. Da die Vorbereitungen zur Ausgabe von Pässen mit biometrischen Merkmalen derzeit noch nicht abgeschlossen sind, wird eine Verschiebung dieser Frist um ein bis zwei Jahre erwogen. Bei visapflichtigen Personen werden bei Einreise in die USA seit Anfang 2004 im Rahmen des US-VISIT-Programms Fingerabdrücke sowie Foto in einer Datenbank gespeichert. Dieses Programm ist seit 30. September 2004 auch auf visafrei Einreisende erstreckt.

Bei Smart Cards bleiben biometrische Daten in den Händen der Besitzer ohne zentrale Datenbank. Die zivile Luftfahrtorganisation ICAO erarbeitet derzeit konkrete Umsetzungsmöglichkeiten zur Einbringung biometrischer Merkmale in RFID-Chips in Reisedokumente. Das Gesicht ist dabei Mindeststandard, weitere Merkmale wie Finger oder Iris sind optional.

Sicherheitsaspekte biometrischer Verfahren

Werden biometrische Verfahren als Ersatz für herkömmliche (z.B. pinbasierte) Authentifizierungsmechanismen verwendet sind die besonderen Eigenschaften dieser Technologie wichtig.

So arbeiten biometrische Verfahren nicht deterministisch sondern basieren in aller Regel auf Algorithmen, die Wahrscheinlichkeitsaussagen treffen. Die mit dieser Technologie zusammenhängenden Fehlerraten können nicht wie in deterministischen Verfahren theoretisch berechnet werden sondern müssen in sehr aufwändigen statistischen Untersuchungen ermittelt werden.

Siehe auch: Anthropometrie, Daktyloskopie, Daten des menschlichen Körpers, Gesichtserkennung, Iris-Erkennung, Lifescan