Sistemas biométricos

Sistemas biométricosCarlos Fernando Acosta Londoño

2011/03/31

Contenido

● Introducción.● Funciones básicas.● Usos.● Procesos.● Tecnologías biométricas.● Componentes de una solución.● Parámetros y características.● Conclusiones. Fuente: www.fullissue.com

Introducción

● Desde los principios de la seguridad, se define 3 factores para autenticar a una persona por: Lo que sabe (Ej: Contraseña). Lo que tiene (Ej: Una tarjeta). Lo que es (Biometría).

● El objetivo es explorar el tercer factor.

¿ Que funciones provee la biometría?

● Identificar a una persona (¿Quién es?).● Autenticar a una persona (¿Si es quien

dice ser?). Para esto se puede usar como:

Único factor. Segundo factor.

¿Para qué la puedo usar?

● Control de acceso en sistemas informáticos.

● Control de acceso físico.

Fuentes: www.hp.com, cacm.acm.org, www.hitachi.com, www.articlesbase.com, www.stargroup-sd.com

¿Para qué la puedo usar?

● Identificación de personas (Justicia y otras aplicaciones).

● Control de horas laborales.● Cumplimiento de regulaciones.

Fuente: www.securenation.org

Macro procesos

● Los sistemas biométricos permiten tres procesos:● Enrolamiento: Se almacena el template con el que

se compararan las futuras mediciones.● Identificación: Relación de uno a muchos.● Autenticación: Relación de uno a uno.

Fuente: ANSI X9.84-2010

Enrolamiento

1.Capturar datos biográficos.

2.Capturar datos biométricos.

3.Evaluar la calidad de los datos biométricos capturados y recapturarlos de ser necesario.

4.Verificar la identidad de la persona de ser posible (es muy importante).

5.Almacenar el template para su uso como referente.

Fuente: ANSI X9.84-2010

Proceso de identificación

1.Capturar los datos biométricos.

2.Evaluar la calidad de los datos biométricos capturados y recapturarlos de ser necesario.

3.Procesar los datos capturados.

4.Hacer la relación entre la muestra tomada y la muestra almacenada previamente durante el enrolamiento.

5.Identificar al usuario enviando los datos biográficos a la aplicación.

Fuente: ANSI X9.84-2010

Proceso de autenticación

1.Capturar los datos biográficos.

2.Capturar los datos biométricos.

3.Evaluar la calidad de los datos biométricos capturados y recapturarlos de ser necesario.

4.Procesar los datos capturados.

5.Hacer la relación entre la muestra tomada y la muestra almacenada previamente durante el enrolamiento.

6.Enviar a la aplicación la respuesta de la autenticación, que solo debe ser un valor booleano (es o no es).

Fuente: ANSI X9.84-2010

Punto clave del proceso

● El punto clave del proceso es el enrolamiento. Allí se debe verificar que la persona enrolada sí sea quien dice ser.

● Cuáles son los mecanismos para lograr esto: La persona que enrola debe tener la autorización. Expertos en control documental. Búsqueda de duplicados en la base de datos local. Comparación con la cédula. Identificación con una base de datos centralizada.

La Registraduría

● Los dos últimos ítems de la diapositiva anterior tienen “solución” en Colombia, y es la Registraduria.

Fuente: www.capitalcolombia.com

Tecnologías biométricas

● Medición de huella digital.

Fuentes: www.computer.kluego.com, www.kimaldi.com

Tecnologías biométricas

● Geometría de la mano.

Fuentes: www.directindustry.es/prod/zalix-biometrie/, www.sysadd.com/

Tecnologías biométricas

● Distribución venosa (Vascular Patterns) de las manos.

Fuentes: www.computer.kluego.com, www.howstuffworks.com, www.hoytecnologia.com, www.wordpress.com

Tecnologías biométricas

● Distribución venosa del dedo.

Fuentes: www.hitachi.com, www.sony.com, www.engadget.com,

Tecnologías biométricas

● Retina.

● Iris.

● Reconocimiento facial.

Fuentes: www.questbiometrics.com, www.homepagedaily.com, news.bbc.co.uk

Tecnologías biométricas

● Reconocimiento de voz.

● Mecanografía.● Lectura de firma.

Comparación de tecnologías

Fuente: Hitachi America

Procesamiento de las muestras

● Las muestras biométricas son procesadas extrayendo lo que se conoce como minucias o características. Dependiendo de la muestra se tiene un número de características y se considera que mientras más se tenga mejor.

● Los sistemas biométricos pueden obtener varias muestras en el enrolamiento y sumar las características de estas para crear un template mejor.

● Algunos sistemas detectan cuando un template nuevo es de mejor calidad que el almacenado y lo reemplazan.

● El formato estándar para el almacenamiento de templates es el ISO 19794-2.

Fuentes: www.graycelltech.com,

Realidad para Colombia

● Como se vio anteriormente, la Registraduría usó como muestra biométrica la huella. Por esta razón, si se quiere hacer uso de su servicio, las muestras biométricas deben ser compatibles, es decir, huellas.

Enrolamiento en Colombia

En Colombia, lo ideal es almacenar:● Una foto de la persona con buena resolución, para

ser usada en el futuro en la extracción de un template de reconocimiento facial.

● Imagen de la huella en caso de que se requiera reconstruir el template (Compresión en WSQ ).

● Imágenes de la cédula, el anverso y el reverso, que contienen el código bidimensional, una imagen binarizada de la huella y los datos biográficos. Esta información puede ser usada posteriormente.

Diagrama general de componentes

D i s p o s i t i v o B i o m é t r i c o

P CS e r v i d o r d e a p l i c a c i ó n

B a s e d e d a t o s

V a l i d a c i ó n e x t e r n a

Diagrama general de componentes funcionales

To m a d e m u e s t r a

E x t r a c c i ó n d e c a r a c t e r í s t i c a s

C o m p a r a c i ó n A l m a c e n a m i e n t o

To m a d e m u e s t r a

E x t r a c c i ó n d e c a r a c t e r í s t i c a s

V e r i f i c a c i ó n d e i d e n t i d a d

A u t e n t i c a c i ó n e i d e n t i f i c a c i ó n

E n r o l a m i e n t o

A p l i c a c i ó n o b j e t i v o

Dispositivo biométrico

● El dispositivo biométrico se encarga de tomar la muestra biométrica que luego se procesa para extraer las características.

● El dispositivo se encuentra conectado a otro sistema encargado de hacer la conexión con el resto de la solución y que normalmente es un computador.

● El dispositivo debe tener un ID que lo identifique en el sistema, y que al ser validado evita el uso de dispositivos no autorizados.Fuentes: www.gizmos.esFuentes: www.graycelltech.com,

Dispositivo biométrico

● El dispositivo puede contar con un sistema que evite el synthetic attack. En el caso de la huella se le llama detección de dedo vivo.

● El dispositivo debe firmar las muestras o templates, para garantizar el no repudio y la integridad de los datos.

● El dispositivo debe cifrar los datos transferidos para evitar la captura de la información.

● Se puede añadir una marca de tiempo a los templates que evita ataques tipo Replay.

Dispositivo biométrico

● Los dispositivos deben incluir idealmente mecanismos anti-tampering que incluyen:● Envío de alarma de intrusión al ser manipulado.● Borrado de datos.● Evidencia de modificación (etiquetas y tintas

especiales).

Escenarios en el uso de los dispositivos

● Proceso desatendido:

En este caso se requiere tomar todas las precauciones posibles, y por lo tanto se debe tratar de tener los controles mencionados anteriormente.

● Proceso con acompañamiento:

En este proceso un atacante tiene menor probabilidad de realizar un ataque y pueden no tenerse en cuenta tantos controles, sin embargo es necesario evaluar los riesgos.

Administración de dispositivos

El sistema debe tener un módulo administrativo centralizado que permita matricular dispositivos biométricos y debe evitar el uso del sistema con dispositivos que no estén matriculados.

Puntaje de comparación y umbral

● El puntaje de comparación es la representación numérica del grado de similitud entre dos templates. La forma en que se calcula es definida por el fabricante.

● El umbral es el valor o grado de similitud que determina si hay una comparación exitosa. Idealmente el umbral debe poder ser configurado de forma centralizada, e inclusive mediante perfiles dependientes de la población y del tipo de dispositivo.

Puntaje de comparación y umbral

● El puntaje de comparación no debe ser expuesto, debido a que se puede realizar un Hillclimbing Attack, que consiste en ir modificando de forma controlada las características de una muestra hasta obtener el puntaje necesario.

Proceso de almacenamiento

● El almacenamiento de los templates se lleva acabo en una base de datos, que idealmente debe cumplir con una línea base de seguridad.

● Se debe proveer controles que eviten la modificación no autorizada de los templates en la base de datos.

● Los templates pueden ser almacenados cifrados y firmados para garantizar la integridad.

Logs de auditoria

● El sistema debe proveer logs que permitan visualizar cuando se presentan los eventos, desde donde se realizaron, por quién fueron realizados, y demás datos que permitan realizar una trazabilidad.

● Idealmente estos logs deben ser alimentados por todos los componentes de la solución.

Decision Policy

● El umbral de comparación (threshold).

● El número de intentos permitidos por evento.

● Número de templates por persona.

● Número de muestras biométricas por cliente.

● Número de diferentes muestras biométricas obtenidas de diferentes tecnologías.

● Uso de controles internos definidos en el proceso de comparación.

● Modelos uso de continuo, en paralelo o por fusión del sistema biométrico cuando se tienen múltiples templates (Ej: Múltiples dispositivos biométricos).

Fuente: ANSI X9.84-2010

Características de un sistema biométrico

● False Match Rate (FMR): Probabilidad de que un usurpador sea reconocido como un usuario.

● Se puede traducir a probabilidad de fraude

● False Aceptance Rate (FAR): Es un término histórico equivalente al FMR.

● False Non-Matching Rate (FNMR): Probabilidad de que se rechace un usuario.

● Se puede traducir a quejas por parte de los usuarios (Mal servicio)

● False Rejection Rate (FRR): Es un término histórico equivalente al FNMR.

● Equal Error Rate (ERR): Se da cuando el FMR es igual al FNMR. Es una característica no parametrizable pero si muy representativa de un sistema biométrico.

Fuente: ANSI X9.84-2010

Gráfico de las características

F A R

F R R

S e n s i b i l i d a d

P r o b a b i l i d a d

U m b r a l

P u n t o d e o p e r a c i ó nE E R

F R RF A R

Posibles ataques

T o m a d e m u e s t r a

E x t r a c c i ó n d e c a r a c t e r í s t i c a s

C o m p a r a c i ó n A l m a c e n a m i e n t o

A p l i c a c i ó n o b j e t i v o

B i o m e t r í a f a l s aH u e l l a l a t e n t e

A t a q u e t i p o R e p l a y ei n t r o d u c c i ó n d e d a t o s f a l s o s

M o d i f i c a c i ó n d e l t e m p l a t e

M o d i f i c a c i ó n d e l a i n fo r m a c i ó n a a l m a c e n a r

I n t e r fe r e n c i a d e l a d e c i s i ó ny f a l s a a c e p t a c i ó n

M o d i f i c a c i ó n d e l p r o c e s o d e v e r i f i c a c i ó n

R e u t i l i z a c i ó n d e r e s i d u o se i n t e r fe r e n c i a e n e l p r o c e s o d e e x t r a c c i ó n

C a r a c t e r í s t i c a b i o m é t r i c a s i n t e t i z a d a

Fuente: www.nobosti.com/spip.php?article114

Posibles ataques

● Biometría falsa: Se usa algún mecanismo para burlar el dispositivo biométrico.

● Huella latente: Se hace uso de la última huella usada en el dispositivo.

● Ataque Replay: Se captura una muestra y se inyecta después para lograr una autenticación.

● Inserción de datos falsos durante el enrolamiento.● Uso de residuos: Se hace uso de residuos que

quedan en la memoria del dispositivo.

Fuente: www.nobosti.com/spip.php?article114

Posibles ataques

● Interferencia en el proceso de extracción: Se modifica las características a conveniencia.

● Modificación en el proceso de verificación: Cambios en el umbral para lograr una falsa aceptación, entre otros.

● Modificación de información a almacenar: Se puede comprometer desde un template hasta la integridad de la base de datos.

Fuente: www.nobosti.com/spip.php?article114

Posibles ataques

● Modificación del template en la base de datos: Se pueden añadir, modificar o reemplazar templates a conveniencia del atacante.

● Interferencia en la decisión: Se puede inducir una respuesta positiva al servicio objetivo anulando el sistema biométrico y logrando así una falsa aceptación.

Fuente: www.nobosti.com/spip.php?article114

Pros y contras de un sistema biométrico

● Pros:

La medida biométrica es única por persona, siempre y cuando el sistema biométrico adquiera suficientes características para garantizar unicidad en la población.

Se evita en ocasiones el cargar con otros dispositivos de identificación o tokens (Carnets, Tarjetas, etc).

Los usuarios no pueden prestar sus credenciales, como se hace con los tokens y las contraseñas.

Pros y contras de un sistema biométrico

● Contras:

La medida biométrica puede cambiar con el tiempo y puede afectar servicios pensados a muy largo tiempo (ej: La cédula Colombiana).

No puede ser cambiada a voluntad del usuario (hay soluciones a esto, pero son particulares a cada sujeto y a la tecnología biométrica usada).

Hay personas que no pueden hacer uso de los sistemas biométricos debido a discapacidades, enfermedades, actividades laborales, entre otros.

Conclusiones

● Los sistemas biométricos son una realidad.● Se puede usar sistemas biométricos para

múltiples aplicaciones.● Se presenta algunos de los factores decisivos

en la selección de un sistema biométrico.● Se presenta los puntos a considerar desde el

punto de vista de seguridad para una solución biométrica.

¿Preguntas?

Muchas gracias a todos por su

atención y asistencia

Fabio León Henao González

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Móvil: +57 313 660 1911

Carlos Fernando Acosta Londoño

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