terça-feira, 6 de setembro de 2011

Como funciona a Biometria?


"Seu corpo é sua senha". É desse princípio que parte a biometria.
O humano é um ser que vive em sociedade, ou seja, não nasce para ser sozinho. No dia-a-dia dependemos uns dos outros para qualquer situação. O problema é que não nascemos programados para nos limitarmos apenas às nossas funções, do mesmo modo que não nascemos para aceitar o mundo do jeito que ele é. No fundo, cada pessoa prioriza seus próprios interesses e algumas não hesitam em prejudicar os outros para alcançar seus objetivos. Logo, o humano não é confiável. Assim, há tempos que se faz necessário o uso de mecanismos para restringir o acesso a determinados lugares ou serviços, por exemplo. Como nada é 100% eficiente, a busca pela solução perfeita é contínua. Uma das idéias mais promissoras que surgiu é o uso da Biometria, conceito esse explicado a seguir.
A biometria é um grupo de tecnologias em segurança de alto nível. O elemento chave dessa excitante tecnologia é sua habilidade em estabelecer identidades e reforçar a segurança. Este é um ponto extremamente importante no nosso mundo atual. Aviões, bancos, presídios, redes de computadores, sistemas de pagamento e até mesmo o processo de votação são todos suscetíveis à brechas de segurança. A biometria é agora ativa nessas diversas áreas e está indo além dos mercados tradicionais de segurança e de forças policiais, nos quais a indústria primeiramente se fez conhecer.
Os produtos biométricos sempre alcançam os mais altos níveis de segurança. Para ilustrar esse ponto, uma definição já muitas vezes citada é utilizada pela indústria biométrica. Aqui estão três passos de segurança biométrica:

* O mais baixo nível de segurança é algo que você tem, assim como um cartão de identificação com uma foto;

* O segundo nível de segurança é algo que você sabe, como uma senha para acessar um computador ou uma Número de Identificação Pessoal (PIN) para acessar fundos em um caixa eletrônico bancário;

* O mais alto nível de segurança é uma tecnologia biométrica - algo que você faz e algo de seu próprio ser.
No desenvolvimento de sistemas de identificação biométricos, são necessárias características físicas e comportamentais para o reconhecimento, que são:

* Tão únicas quanto possível, ou seja, um traço idêntico jamais aparecerá em duas pessoas: singularidade;

* Existem em tantas pessoas quanto possível: universalidade;

* Podem ser medidas com instrumentos técnicos simples: mensurabilidade;

* São fáceis e confortáveis de serem medidas: uso amigável.

Como surgiu a BIOMETRIA?
Biometria [bio (vida) + metria (medida)] é o estudo estatístico das características físicas ou comportamentais dos seres vivos.
Recentemente este termo também foi associado à medida de características físicas ou comportamentais das pessoas como forma de identificá-las unicamente. Hoje a biometria é usada na identificação criminal, controle de acesso, etc. Os sistemas chamados biométricos podem basear o seu funcionamento em características de diversas partes do corpo humano, por exemplo: os olhos, a palma da mão, as digitais do dedo, a retina ou íris dos olhos. A premissa em que se fundamentam é a de que cada indivíduo é único e possuí características físicas e de comportamento (a voz, a maneira de andar, etc.) distintas.
Ao contrário do que se pensa, a biometria não é um conceito novo. Inédito é apenas sua aplicação em sistemas computacionais. Sabe-se, por exemplo, que os faraós do Egito usavam características físicas de pessoas para distingui-las: utilizavam como informação de identificação cicatrizes, cor dos olhos, arcada dentária, entre outros.
No entanto, somente no século XIX é que a biometria ganhou atenção científica, quando as características físicas das pessoas passaram a ser utilizadas para trabalhos de cunho judicial. No século XX, a biometria passou a ser usada em documentos de identidade, como é o caso do RG (Registro Geral) no Brasil.
De um modo não-sofisticado, a biometria já existe há séculos. Partes de nossos corpos e aspectos de nosso comportamento têm sido usados no decorrer da História como um modo de identificação. O estudo das imagens digitais data da Antiguidade da China; nós sempre lembramos e identificamos uma pessoa pelo seu rosto ou pelo som de sua voz; e uma assinatura é o método estabelecido para autenticação em bancos, para contratos legais e em muitas outras ocasiões.


Um cientista chamado Francis Galton é considerado um dos fundadores do que chamamos hoje de Biometria. A aplicação de métodos estatísticos para fenômenos biológicos. A paixão de Galton pela medição permitiu que ele abrisse o Laboratório de Antropométrica na Exibição Internacional de Saúde em 1884, onde ele coletou estatísticas de milhares de pessoas. Em 1892, Galton inventou o primeiro sistema moderno de impressão digital. Adotado pelos departamentos de polícia em todo o mundo, a impressão digital era a forma mais confiável de identificação, até o advento da tecnologia do DNA no século XX.
Os avanços comerciais na área da biometria começaram na década de setenta. Durante este período, um sistema chamado Identimat foi instalado em um número de locais secretos para controle de acesso. Ele mensurava a forma da mão e olhava principalmente para o tamanho dos dedos. A produção do Identimat acabou na década de oitenta. Seu uso foi pioneiro na aplicação da geometria da mão e pavimentou o caminho para a tecnologia biométrica como um todo.

Paralelamente ao desenvolvimento da tecnologia de mão, a biometria digital estava progredindo nas décadas de sessenta e setenta. Durante este tempo, algumas companhias estavam envolvidas com identificação automática das imagens digitais para auxiliar às forças policiais. O processo manual de comparação de imagens digitais cm registros criminais era longo e necessitava de muito trabalho manual.

Outras técnicas têm evoluído ao lado das biometrias pioneiras dos anos sessenta e setenta. O primeiro sistema a analisar o padrão único da retina foi introduzido na metade dos anos oitenta. Enquanto isso, o trabalho do Dr. John Daughman da Universidade de Cambridge pavimentou o caminho para a tecnologia de íris. A atual verificação de voz possui raízes assentadas nos empreendimentos tecnológicos dos anos setenta; enquanto biometrias como a verificação de assinaturas e o reconhecimento facial eram relativamente novatas na indústria. A migração de pesquisa e desenvolvimento rumo à comercialização continua até hoje.

COMO A BIOMETRIA FUNCIONA?
1. O Procedimento
Todos os produtos biométricos operam essencialmente de forma similar. Primeiro, o sistema captura um exemplo da característica biométrica durante um processo de cadastramento. Durante o cadastro, alguns sistemas biométricos requerem que um número de exemplos seja dado para construir-se um perfil da característica biométrica. Atributos únicos são então extraídos e convertidos pelo sistema em um código matemático. Esse exemplo é então armazenado como o template biométrico daquela pessoa. O template pode residir em um sistema biométrico ou em qualquer outra forma de memória de armazenamento, como um banco de dados do computador, um cartão inteligente ou um código de barras.

Deve ser notado que os sistemas biométricos não garantem 100% de precisão. Os seres humanos são inconsistentes e tanto as características físicas quanto as comportamentais podem mudar ligeiramente com o tempo. Por exemplo, um dedo pode ser escoriado e uma assinatura pode mudar quando uma pessoa envelhece. Além disso, o modo do ser humano interagir com uma máquina pode nunca ser tão constante como a máquina é por si só. Stress, saúde geral, trabalho, condições ambientais e pressões do tempo podem efetivamente conspirar para tornar os seres humanos instáveis. Os sistemas biométricos devem permitir essas mudanças, e para isso uma base é configurada. Ela pode ter a forma de uma pontuação precisa. Aqui, a comparação entre o template e o novo exemplo deve superar a base do sistema antes de um par ser gravado. Em outras palavras, se o exemplo biométrico é suficientemente similar ao template previamente armazenado, o sistema determinará que as duas de fato combinam. Se não, o sistema não encontrará um par e não identificará o usuário final. O uso de uma base dá à tecnologia biométrica uma vantagem significante sobre as senhas, PINs e cartões de identificação, pois garante um grande grau de flexibilidade, e se a comparação entre um novo exemplo biométrico e o template exceder a base estabelecida, a identidade será confirmada.
Todos os sistemas biométricos utilizam os quatro passos de procedimento: captura, extração, comparação e combinação. No coração do sistema biométrico reside um elemento proprietário - a máquina - a qual extrai e processa o dado biométrico. Pode utilizar um algoritmo ou uma rede neural artificial. Extrai o dado, cria um template e computa se os dados do template e do novo exemplo combinam.

2. Resumo Operacional

Resumindo, as biometrias operam utilizando os quatros estágios de procedimento que seguem:

Captura - Um exemplo físico ou comportamental é capturado pelo sistema durante o cadastramento;

Extração - Um dado único é extraído do exemplo e um template é criado;

Comparação - O template é então comparado com um novo exemplo;

Combinação/Não- Combinação - O sistema decide se o atributo extraído do novo exemplo constitui um par ou não.

3. Identificação, Reconhecimento e Verificação
Agora faz-se necessária uma distinção entre os termos identificação, reconhecimento e verificação, os quais constantemente circulam na comunidade biométrica. Identificação e Reconhecimento podem ser agrupados. Aqui, um exemplo é apresentado ao sistema biométrico durante um cadastramento. O sistema então tenta encontrar a quem esse exemplo pertence, através da comparação do exemplo com um banco de dados com o intuito de encontrar um par. A Verificação é um processo um-para-um (1:1), onde o sistema biométrico tenta verificar a identidade. Aqui um único exemplo biométrico é comparado com outro exemplo. Uma pessoa é cadastrada e um exemplo é capturado; futuramente um novo exemplo é capturado e o sistema biométrico compara o novo exemplo com aquele previamente armazenado. Se os dois combinarem, a máquina efetivamente confirmará que a pessoa é quem diz ser.

TIPOS DE BIOMETRIA
OLHO
 As biometrias que analisam o olho são geralmente pensadas para oferecer os mais altos níveis de precisão. Elas podem ser divididas em duas tecnologias específicas: biometria da íris e da retina.
2-    
 FACE
Identificar um indivíduo através da análise da face é um processo complexo que normalmente requer artifícios inteligentes sofisticados e técnicas de aprendizagem computacional. Uma quantidade de fornecedores biométricos está envolvida na venda desses sistemas, usando tanto vídeos padrões como imagens termais para capturar imagens faciais. A face é um componente chave da maneira como os seres humanos se lembrar e reconhecem uns aos outros. A inteligência artificial é necessária para simular a interpretação humana das faces. As pessoas mudam todo o tempo. Pêlos faciais, óculos e a posição da cabeça podem afetar a forma como um sistema biométrico pode comparar uma face com outra. A aprendizagem computacional é importante para a adaptação a essas mudanças e para comparar precisamente os novos exemplos com os templates previamente armazenados


IMPRESSÃO DIGITAL
As biometrias de digitais são amplamente conhecidas como um método preciso de identificação e verificação biométrica. A maior parte dos sistemas de digitais um-paramuitos (1:n) e um-para-um (1:1) analisa pequenos atributos únicos na imagem da digital, que são conhecidos como minúcias. Elas podem ser definidas como os contornos das linhas papilares ou bifurcações (ramificações das linhas papilares). Outros sistemas de impressões digitais analisam os pequenos poros no dedo que, assim como as minúcias, são posicionados de forma única para diferenciar uma pessoa de outra.


 GEOMETRIA DA MÃO
A biometria de geometria da mão tira uma imagem tridimensional da mão e mede o seu tamanho e o comprimento dos dedos e das articulações. É um dos preferidos da indústria e tem sido utilizado por muitos anos - predominantemente para aplicações de controle de acesso.


GEOMETRIA DO DEDO
Alguns fornecedores biométricos utilizam a geometria de dedo, ou a medição da forma do dedo, para determinar a identidade. Essa tecnologia têm raízes nas Forças Policiais e usa princípios similares aos da geometria de mão. A geometria de um ou dois dedos pode ser analisada, dependendo do sistema biométrico que esteja sendo usado. As medidas de atributos únicos do dedo, como a largura, comprimento, espessura e o tamanho das articulações são tomadas. Sistemas de geometria do dedo podem desempenhar a verificação um-para-um (1:1) ou a identificação um-para-muitos (1:n)). A princilpal vantagem é que esses sistemas são robustos e podem acomodar uma grande quantidade de usuários.
PALMA
      A biometria da palma pode ser estreitamente associada com a impressão digital. Os dados das linhas papilares, vales e minúcias são encontrados na palma, assim como nas imagens digitais. Essa área da indústria biométrica está particularmente focada na comunidade policial, tendo em vista que imagens latentes da palma são tão úteis em resoluções de crimes quanto as impressões digitais latentes.


ASSINATURA
A biometria de assinatura geralmente é denominada como uma Verificação Dinâmica de Assinatura (DSV) e observa a forma como assinamos nossos nomes. É a forma de assinar, mais do que a assinatura acabada, que realmente importa. O DSV pode ser diferenciado do estudo estatístico de assinaturas em papel. Algumas características podem ser extraídas e medidas pelo DSV. Por exemplo, o ângulo no qual a caneta é segurada, o tempo que se leva para assinar, a velocidade e a aceleração da assinatura, a pressão exercida quando segura-se a caneta e o número de vezes que a caneta é levantada do papel - tudo isso pode ser extraído como características comportamentais únicas. O DSV não é baseado em uma imagem estática, portanto mesmo que uma assinatura seja copiada, um impostor precisará saber a dinâmica da assinatura. Isso torna a falsificação muito difícil.

 VOZ
Essas biometrias estão focalizadas no som da voz. É importante distinguir esta tecnologia daquelas que reconhecem palavras e fazem certos comandos. O software de reconhecimento de voz pode reconhecer palavras e digitar uma letra ou automatizar instruções dadas por um telefone. Isso não é uma tecnologia biométrica. Para evitar qualquer confusão com o reconhecimento de voz, os termos reconhecimento da fala, verificação da fala e identificação da fala deverão ser usados quando se referindo à biometria. Em outras palavras, use a locução “da fala” ou “identidade da fala” no lugar de “voz”.
A biometria de identificação da fala é particularmente útil para aplicações baseadas na telefonia.


 APLICAÇÕES
As aplicações mercadológicas das tecnologias biométricas é extremamente diverso. Contudo, as aplicações biométricas podem ser simplesmente categorizadas, sendo elas para uso em forças policiais ou para uso civil, bancos, sistemas de pagamentos, sistemas para computação, imigração, identificação nacional acesso físico, presídios e delegacias, controle de ponto e monitoramento.


APARELHOS BIOMÉTRICOS
Os aparelhos biométricos funcionam por meio da captura de amostras do ser humano --íris, retina, dedo, rosto, veias da mão, voz e até odores do corpo. Essa amostra é transformada em um padrão, que poderá ser comparado para futuras identificações. A biometria se baseia na idéia de que alguns traços físicos são exclusivos de cada ser e os transforma em padrões. A técnica foca as chamadas "mensurações unívocas" do ser humano.
 
Controle de ponto, identificação criminal e regulamentação de acesso são os usos mais comuns da tecnologica. As possibilidades de utilização da biometria são proporcionais a suas implicações éticas. A introdução cada vez mais acelerada da tecnologia no dia-a-dia suscita discussões acaloradas sobre vigilância da sociedade e restrição da privacidade dos cidadãos.
APLICAÇÕES DA BIOMETRIA NO COTIDIANO
Urna eletrônica biométrica: avanço no sistema eleitoral
Processo de votação, por meio da urna eletrônica utilizada nos dias atuais, foi primeiramente implementado nas eleições municipais de 1996. Após estudos realizados por pesquisadores do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e do Centro Técnico Aeroespacial (CIA), foi criado um sistema que automatizou 100% dos pleitos eleitorais, atendendo às exigências do processo eleitoral no que se refere ao respeito da expressão do voto, manifestada pelo eleitor, e à garantia do seu sigilo.
No sistema eleitoral brasileiro, a possibilidade de reconhecimento, verificação e identificação do eleitor acontece por meio de sensores que coletam os dados e confrontam com aqueles previamente cadastrados em banco de dados da Justiça Eleitoral.
Essa tecnologia foi utilizada, inicialmente, nas eleições de 2008, em alguns municípios (Colorado do Oeste, RO, Fátima do Sul, MS e São João Batista, SC). Nas eleições gerais de 2010, no entanto, já alcançou um total de 60 cidades de 23 estados. O Tribunal Superior Eleitoral, dando prosseguimento a esse trabalho de recadastramento, espera, para as eleições de 2012, ter habilitado 10 milhões de eleitores para votar utilizando essa nova tecnologia e, para 2018, a conclusão de implementação do sistema no país.


Óculos futuristas da PM fazem reconhecimento facial

A Polícia Militar de São Paulo já realiza testes com os óculos de alto poder tecnológico que conseguem identificar suspeitos, pessoas desaparecidas e até veículos com irregularidades.
De design futurista, os óculos possuem uma pequena câmera em uma das lentes. Eles filmam o público, consultam um banco de dados da PM - que fica armazenado em um HD no próprio equipamento - e enviam informações em tempo real para o policial.
De acordo com o major Leandro Pavani Agostini, os óculos têm capacidade para guardar até 14 milhões de imagens. Como o banco de dados da PM é atualizado diariamente com novas imagens, os policiais que utilizarem os óculos deverão também, periodicamente, atualizar o software que cada óculos carrega.
Os óculos detectam 400 rostos por segundo e a resposta sobre quem é a pessoa filmada é dada ao agente instantaneamente. O iG testou os óculos com um voluntário escolhido pela PM. Ele foi cadastrado como suspeito no sistema e quando filmado pela câmera apareceu na lente com uma indicação em vermelho dizendo que havia 99,99% de chance de ele ser a pessoa procurada.


Aparelho de biometria identifica alunos do Colégio Estadual Costa e Silva em Aracaju
A partir da instalação do aparelho, os quase dois mil alunos da instituição têm, através da impressão digital, suas características biométricas reconhecidas.
 O Colégio Estadual Costa e Silva inova e inicia uma forma diferenciada de identificar seus alunos. A direção instalou um aparelho de biometria ao lado do portão que dá acesso à área interna do prédio escolar.
Com ele, os quase dois mil alunos da instituição têm, através da impressão digital, suas características biométricas reconhecidas. O aparelho foi adquirido com recursos do Programa Dinheiro Direto na Escola (PDDE), do Ministério da Educação (MEC). A novidade entrou em funcionamento no último dia 4.
Com a instalação desse equipamento, à medida que os alunos vão chegando ao colégio são identificados e têm um número reconhecido pelo aparelho biométrico. Esse número está interligado ao Sistema Integrado de Gestão Acadêmica (Siga) existente na secretaria de Estado da Educação (Seed).
Essa não é a primeira vez que a direção do Costa e Silva investe em equipamentos de segurança. Desde o ano de 2010, foram instaladas 13 câmaras pelo interior do prédio. Neste ano de 2011 esse número passará para 20. A equipe diretiva já trabalha para adquirir um novo aparelho biométrico. Dessa vez, os recursos do aparelho virão do Programa Ensino Médio Inovador, também do MEC.O secretário da escola, Petrúcio Alves, acrescentou que, com o reconhecimento da impressão digital por meio do aparelho, fica praticamente dispensável o uso da caderneta escolar. Estou sonhando com esse dia...
Vimos então como funciona a Biometria, ela hoje está em praticamente tudo que precise de segurança, pois são meios confiavéis de se guardar dados e ter mais segurança. Vou resumir tudo o que vimos em uma frase:
Chegará o dia em que você será sua senha.



Referências:



4 comentários:

  1. Muito bom, eu não sabia como funcionava isso.
    Abraço.

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  2. Olá, Fernando!

    Você fez falta no carnaval próximo passado, mas agora, com a publicação dessa postagem superinteressante e importante para os tempos atuais, se redimiu e merece parabéns gerais!

    Também concordo com a sua conclusão, quanto ser o corpo do indivíduo no futuro, uma vez que todas essas formas de identificações já começaram a serem postas em prática. Eu soube que mais uma está sendo aprimorada. É um soft que reconhecerá as pessoas pelo seu modo característico de andar.

    Tudo de bom e sucessos! Até à próxima folia!

    Um abraço!!!!!

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  3. Excelente post sobre um assunto muito interessante. Parabéns!

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