biometria para identificacion personas

La biometra parala identificacinde las personas

Francesc Serratosa

PID_00195448

CC-BY-NC-ND PID_00195448 La biometra para la identificacin de las personas

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CC-BY-NC-ND PID_00195448 La biometra para la identificacin de las personas

ndice

Introduccin............................................................................................... 5

Objetivos....................................................................................................... 6

1. Los inicios de la biometra.............................................................. 7

2. El reconocimiento biomtrico........................................................ 14

3. Los sistemas biomtricos.................................................................. 17

4. Los rasgos biomtricos...................................................................... 224.1. Rasgos biomtricos de la cabeza ................................................. 234.2. Rasgos biomtricos de la mano y los dedos ............................... 254.3. Rasgos biomtricos de todo el cuerpo ........................................ 264.4. Rasgos biomtricos de comportamiento ..................................... 274.5. Conclusiones ............................................................................... 29

5. Aplicaciones de los sistemas biomtricos.................................... 315.1. Contexto de las aplicaciones ...................................................... 315.2. Categoras de las aplicaciones ..................................................... 32

6. Historia de la biometra.................................................................. 35

7. Biometra, cine y arte....................................................................... 387.1. El cine de la biometra ................................................................ 387.2. Biometra y arte .......................................................................... 41

8. Reflexiones sobre una sociedad biomtrica................................ 43

Resumen....................................................................................................... 45

Actividades.................................................................................................. 47

Abreviaturas............................................................................................... 49

Bibliografa................................................................................................. 50

CC-BY-NC-ND PID_00195448 5 La biometra para la identificacin de las personas

Introduccin

La biometra es una ciencia que analiza las distancias y posiciones entre laspartes del cuerpo para poder identificar o clasificar a las personas.

Hay varios rasgos biomtricos que hoy en da se usan para tal fin, como lashuellas dactilares, la cara, el iris, la mano, la retina o la firma. La biometra, yms en concreto las huellas dactilares, ya se estudiaban a finales del siglo XIXen aplicaciones forenses, es decir, para tratar de identificar a criminales o laidentidad de las personas. En la actualidad, no solo se usa en estas aplicacionessino en otras, como el control en los aeropuertos, en los accesos a centralesnucleares o a instalaciones militares o incluso, simplemente, para acceder a lasoficinas o a la piscina municipal. Este es el motivo por el que la biometra estentrando en nuestras vidas cotidianas y es necesario que los informticos oingenieros en general tengan unos mnimos conocimientos sobre la materia.

Con el objetivo de aumentar la fiabilidad de los sistemas biomtricos, en al-gunas aplicaciones se fusionan varios rasgos biomtricos.

Fusin de rasgos biomtricos

Se est trabajando en la fusin del reconocimiento de la oreja con el reconocimiento dela forma de andar. Esto se debe a que las dos tcnicas se pueden aplicar en situacionesparecidas. Cmaras de vdeo grabando lateralmente a personas que caminan y sin cola-boracin por parte del usuario.

Esta fusin de mtodos no siempre es trivial. Se ha publicado un libro que sededica en exclusiva a este tema.

El objetivo final de incorporar un sistema biomtrico dentro de otro sistema esaumentar la seguridad de este segundo sistema. Por este motivo, es importanteestudiar que el sistema biomtrico en s no tenga grietas por donde se puedavulnerar la seguridad de todo el sistema en general.

Reflexin

A pesar de su importancia, novamos a comentar los mto-dos de fusin de sistemas bio-mtricos por falta de tiempo.


Objetivos

Este mdulo es el primero de la asignatura Biometra. Los objetivos son explicarlos fundamentos bsicos de la biometra para la identificacin de las personas,as como introducir los conceptos y la terminologa utilizada en los mdulosposteriores para que el estudiante sea capaz de:

1. Conocer la eficacia y necesidad de la biometra en la sociedad actual.

2. Conocer las caractersticas que debe tener un rasgo biomtrico para quese pueda usar en aplicaciones concretas.

3. Clasificar los rasgos biomtricos que sirven para identificar y verificar alas personas.

4. Conocer las etapas o procesos internos de los tres sistemas bsicos biom-tricos: identificacin, verificacin y matriculacin.

5. Clasificar los errores que pueden aparecer en un sistema biomtrico y de-tectar las condiciones en las que aparecen estos errores.

6. Evaluar una aplicacin biomtrica para saber su bondad. Conocer las m-tricas para evaluar y comparar la bondad de los sistemas biomtricos.

7. Clasificar las diferentes aplicaciones donde se pueden aplicar tcnicas bio-mtricas para asegurar o ampliar su seguridad.

8. Conocer la breve historia de la biometra para identificar o verificar a laspersonas.

9. Comentar cmo el mundo del cine y del arte se ha hecho eco de la bio-metra.

10. Razonar sobre la posible vulneracin de la identidad de las personas ycomentar problemas de tica.


1. Los inicios de la biometra

En 1882, el polica francs AlphonseBertillon (1853-1914) present el primersistema de identificacin de las personas basado en las caractersticas fsicas, esdecir en los rasgos biomtricos, y lo denomin antropometra. Se considera elprimer sistema cientfico usado por la polica para identificar a criminales. Ini-cialmente, se dedic a clasificar la forma de la nariz, de la cara o del cuerpo delas personas. La figura 1 muestra una ilustracin publicada en el Pearsons Ma-gazine que muestra diferentes clases de narices definidas en la antropometra.

Figura 1. Ilustracin publicada en el Pearsons Magazine (vol. XI, enero de 1901)

En un inicio, el cuerpo de polica no quiso apoyar su investigacin pero, mstarde, se dio cuenta de su enorme eficacia, puesto que en 1884 se identific a241 infractores reincidentes. Adems de su trabajo como inspector de polica,tambin imparti muchas clases en las que explicaba sus mtodos. La figura2 muestra dos fotografas de estos cursos.

Figura 2. Fotografas de las clases de Bertillon (1911)

Bertillon dise un sistema para identificar a las personas que se basaba enguardar la informacin de once medidas de la cabeza y del cuerpo:

1) altura


2) anchura de los brazos extendidos

3) altura sentado

4) largura de la cabeza

5) anchura de la cabeza

6) largura de la oreja derecha

7) anchura de la oreja derecha

8) largura del pie izquierdo

9) largura del dedo corazn izquierdo

10) largura del dedo meique izquierdo

11) largura del antebrazo izquierdo

Para conocer la similitud entre dos personas, podemos calcular la distanciaeucldea entre los vectores formados por los once componentes. Si A y B sondos vectores de las once medidas de Bertillon y queremos saber si pertenecena la misma persona, entonces calculamos:

(1)

Consideramos que pertenecen a la misma persona si:

(2)

La figura 3 muestra nueve dibujos hechos por el propio Bertillon donde enseacmo se tienen que tomar las medidas. En honor a su creador, este mtodose denomina bertillonaje.


Figura 3. Imagen extrada del libro de Bertillon (1893)

La imagen muestra las once medidas que formaban la ficha de los infractores

La figura 4 muestra una ficha de la polica de Nueva York donde se puedenver las medidas de Bertillon.

Figura 3

Los dibujos 1 a 5 representanlas medidas 1 a 5. El dibujo 6representa las medidas 6 y 7.El dibujo 7 representa la medi-da 8. El dibujo 8 representa lasmedidas 9 y 10. El dibujo 9 re-presenta la medida 11.

Figura 4. Ficha policial de la ciudad de Nueva YorkFigura 4

Se pueden ver en ella las me-didas de Bertillon y la fechadel arresto, 2 de diciembre de1908.


Las medidas de Bertillon pueden cambiar con el tiempo y, adems, ser poconicas, por eso la ciencia criminal tendi a investigar las huellas dactilares,ya que vean esta tcnica con base ms cientfica. Aunque se us el mtodoBertillon durante aos, fue gravemente desprestigiado por el caso de Will Westy William West en 1903.

El caso de Will West y William West

En 1901, William West fue condenado y encarcelado en Kansas (Estados Unidos).Como criminal, se le tomaron las medidas de Bertillon. Dos aos ms tarde, en 1903,Will West fue arrestado y se le tomaron las medidas de Bertillon. Usando este mto-do, dedujeron que Will West se haba cambiado el nombre y que antes se haca lla-mar William West, es decir, que era la misma persona que William y que haba sidopreviamente condenado. Ms tarde, se dieron cuenta de que William West todavaestaba en prisin y, por lo tanto, deba ser otra persona.

La tabla 2 presenta las medidas de Bertillon de Will West y William West. Se puedeapreciar en dicha tabla una similitud impresionante en los once valores as como enla foto de las caras de la figura 5.

Tabla 2. Medidas de Bertillon en el caso de Will West y William West

Will West William West

178,5 177,5

187,0 188,0

91,2 91,3

19,7 19,8

15,8 15,9

14,8 14,8

6,6 6,5

28,2 27,5

12,3 12,2

9,7 9,6

50,2 50,3


Figura 5.

Fotografas de Will West y William West tomadas en su encarcelamiento, donde se puedeobservar la increble similitud entre estas dos personas

Ms de un siglo ha pasado desde que el jefe de la polica de Buenos Aires denombre Juan Vucetich (1858-1925) (figura 6a) descubri que Francisca Rojashaba matado a sus dos hijos en 1892 gracias a una sanguinolenta huella dac-tilar (figura 6b) dejada en el buzn de su casa. Inicialmente, el criado, de nom-bre Velzquez, haba sido condenado por error. Este trgico acontecimientofue el percusor de la biometraaplicadaalasociedad.

Figura 6.

a. Fotografa de Juan Vucetich; b. la huella dactilar que Francisca Rojas dej impresa

Un ao ms tarde, en 1893, el Ministerio del Interior del Reino Unido aceptoficialmente que dos personas no podan tener exactamente las mismas hue-llas dactilares. Y as, muchos departamentos de polica vieron las huellas comouna manera de identificar a infractores o criminales que cambiaban a menudode nombre para evitar que se les condenara a penas superiores por el hecho de


ser reincidentes. Las comisaras de polica empezaron a crear archivos de cri-minales con sus huellas dactilares y estos archivos se creaban o se ampliabancuando haba nuevas detenciones.

Es importante destacar que la ciencia de la biometra basada en la huella dacti-lar encontr una buena aplicacin en los forenses y este hecho provoc gran-des avances cientficos. Las autoridades podan comparar las huellas dejadasen las escenas de los crmenes con las huellas introducidas en las comisaraspor los criminales que haban sido arrestados previamente y as determinar oidentificar a criminales reincidentes.

El enorme incremento de peticiones de comparacin de huellas fue rpida-mente insostenible. Por eso, apareci la necesidad de clasificar las huellas dac-tilares en pocas clases (de cuatro a ocho clases). Cuando se tena que haceruna busca nueva en el archivo, las nuevas huellas solo se comparaban con losdedos que pertenecan a la misma clase. El primer mtodo para clasificar lashuellas fue ideado por FrancisGalton (1822-1911) (figura 7a) y unos aos mstarde, en el ao 1900, el inspector general de la polica de Bengala (la India),de nombre EdwardHenry (1850-1931) (figura 7b), puso en funcionamientoen Scotland Yard un mtodo basado en esta clasificacin.

Figura 7.

a. Fotografa de Francis Galton; b. fotografa de Sir Edward Henry

El aprendizaje de los mtodos de clasificacin y comparacin biomtricos(huella dactilar, cara, iris, mano, forma de andar) es lento. Adems, las exigen-cias impuestas por el hecho de que se necesite ser muy meticuloso en la buscade la similitud entre huellas, caras o iris o la clase a la que pertenecen, as comola necesidad de visualizar las huellas en tamaos diferentes (para captar la in-formacin global y tambin los detalles locales), ha provocado la necesidad deinvestigar en la adquisicin y comparacin automtica de las huellas a travsde sistemas electrnicos. Los primeros esfuerzos generaron el desarrollo de los

(1)Acrnimo del ingls automaticfingerprint identification system.


sistemasautomticosdeidentificacindehuellasdactilares(AFIS1) en lasltimas cuatro dcadas. Ms tarde, surgieron otros mtodos automticos paralas caras o los iris. La polica cientfica fue la primera en adoptar estos mtodos.

Ms recientemente, las inquietudes en seguridad y en el fraude de la identidadhan creado la necesidad de desplegar los mtodos biomtricos en otras apli-caciones sociales no forenses. Cada vez nos encontraremos ms sistemas bio-mtricos en la vida cotidiana, por eso es importante que los nuevos tcnicostengan nociones de estas tecnologas.


2. El reconocimiento biomtrico

Nuestra sociedad est conectada electrnicamente y es cada vez ms mvil. Lasrepresentaciones de nuestra identidad como cdigos secretos (frecuentes enaccesos electrnicos) y tarjetas (usadas por entidades bancarias o aplicacionesgubernamentales, como la tarjeta sanitaria) no son fiables para establecer laidentidad de las personas. Los cdigos secretos se pueden adivinar en muchosde los casos (sobre todo si se conoce a la persona) y las tarjetas se pueden perdero robar. Adems, las tarjetas y los cdigos secretos se comparten habitualmenteentre amistades y compaeros de trabajo. Debido a todos estos hechos, loscdigos secretos y las tarjetas no garantizan la identidad de sus usuarios.

El reconocimientobiomtrico2 se refiere al uso de diferentes caracte-rsticas anatmicas (como huellas dactilares, cara o iris) y de compor-tamiento (como habla, firma o teclear). Estas caractersticas se denomi-nan identificadoresbiomtricos o rasgosbiomtricos y sirven parareconocer automticamente a los individuos.

La biometra se est convirtiendo en un factor esencial para la identificacineficaz de las personas. Esto se debe a que los rasgos biomtricos no se puedencompartir o extraviar y representan intrnsecamente las formas corporales delindividuo que identifica. Reconocer a una persona por su cuerpo y despus en-lazar este cuerpo con una identidad establecida externamente forma una he-rramienta muy poderosa para la gestin de la identidad con unas consecuen-cias potenciales enormes, tanto positivas como negativas. En consecuencia,la biometra no es solo un problema fascinante en el campo de la investiga-cin dedicado al reconocimiento de patrones, sino una tecnologa que, usadacorrectamente, puede permitir una sociedad ms segura, reducir el fraude yproveer interfaces persona-mquina fciles de usar.

(2)En ingls, biometrics o biometricrecogniton.

La palabra biometra deriva del griego bios (que quiere decir vida) y metria (quequiere decir medida). Los rasgos biomtricos son medidas extradas del cuerpohumano vivo. Y, adems, todos los rasgos biomtricos son una combinacinde anatoma y de comportamiento. Es importante mencionar que a menudolos rasgos biomtricos son ms similares en parientes prximos.

Todos los das nos planteamos muchas preguntas relacionadas con la identi-dad de las personas. Esta persona est autorizada a entrar en este edificio? Aesta persona se le puede dar esta informacin? Esta persona est buscada porun crimen? Esta persona ya ha recibido algunos beneficios sociales? Empresasprivadas y gobiernos necesitan respuestas fehacientes a estas preguntas. Debi-

Anatoma ycomportamiento

Por ejemplo, las huellas dacti-lares son anatmicas por natu-raleza, pero el uso del sensorde entrada (es decir, cmo elusuario presenta el dedo en elsensor) depende del compor-tamiento del individuo.


do a que los rasgos biomtricos son difcilmente reemplazables, olvidados ocompartidos, se consideran ms seguros para reconocer a las personas que losclsicos cdigos secretos o carns de identidad.

El objetivo de las aplicaciones biomtricas es tener sistemas ms cmodos (ex-traer dinero de los cajeros automticos sin tarjetas), ms seguros (solo las per-sonas autorizadas pueden tener acceso a ellos) y ms rpidos (reduccin delmantenimiento de los cdigos secretos y tarjetas). El uso cada vez ms exten-dido de las tecnologas biomtricas ha hecho que los precios de los sistemashayan bajado, que los componentes se hayan miniaturizado y que sean msfiables. Y todos estos hechos provocan que se use todava ms esta tecnologa.

Figura 8. Porcentaje de los ingresos generados por los diferentes mtodos biomtricos

La figura 8 muestra el reparto de los rasgos biomtricos respecto a los ingresosque generan. La huella dactilar es el rasgo biomtrico ms antiguo y siguesiendo el que genera ms ingresos econmicos. El siguiente rasgo biomtricoes la cara, que ya est a mucha distancia porcentual.

Figura 9. Ingresos generados por los sistemas biomtricos desde el ao 2007 hasta el ao2010. Prediccin de ingresos desde el ao 2011 hasta el 2015

Middleware

El middleware es un trminoinformtico que se emplea pa-ra designar a todo el conjun-to de aplicaciones o rutinas desoftware que hacen de capasintermedias entre los disposi-tivos de lectura de rasgos bio-mtricos y las aplicaciones dealto nivel que usa el usuario.


La figura 9 muestra los ingresos de aos pasados y la prediccin de aos fu-turos del sector de la biometra en millones de dlares segn Acuity Market

Intelligence.

Para acabar este apartado, nos gustara hacer un comentario sobre la realidadde las tcnicas biomtricas y su despliegue en sistemas aplicados reales. El usoimaginativo y adulador de la biometra en las pelculas y series de televisinha provocado una percepcin generalizada de la biometra como una cienciacompletamente descubierta y una tecnologa a prueba de fallos. Eso no es cier-to. Hay gran cantidad de aspectos que son motivo de investigacin, ya quese deben mejorar. El reconocimiento biomtrico funciona bastante bien, hayaplicaciones biomtricas funcionando con millones de usuarios, pero la inves-tigacin en este campo todava tiene camino por recorrer.


3. Los sistemas biomtricos

En funcin del contexto de la aplicacin biomtrica, podemos diferenciar dostipos de sistemas, los sistemas de verificacin y los sistemas de identificacin.

Los sistemasdeverificacin (tambin llamados deautentificacin)autentifican la identificacin de la persona mediante la comparacindel rasgo biomtrico acabado de capturar con el rasgo biomtrico queel sistema ha capturado antes en el proceso de inscripcin al sistema.

El usuario tiene que presentar su identificacin mediante un carn o clave se-creta. El sistema realiza una nica comparacin entre el rasgo biomtrico queel usuario acaba de presentar con el rasgo biomtrico que hay en la base dedatos con la misma identificacin presentada. La salida de un sistema de veri-ficacin es normalmente binaria: es la misma persona si los rasgos biomtricoscoinciden (son muy similares) o son dos personas diferentes en otro caso. Enalgunos casos, los rasgos biomtricos y la identificacin de la base de datosestn en la propia tarjeta del usuario en forma encriptada. En este caso, se diceque disponemos de una basededatosdistribuida entre todas las tarjetas delos usuarios.

Los sistemasdeidentificacin reconocen a la persona a travs de labusca del rasgo biomtrico que ms se asemeja al usado para identifi-carlo en toda una base de datos.

El usuario no aporta ninguna informacin de su identificacin, como era elcaso del sistema de verificacin. El sistema lleva a cabo una comparacin unoa muchos. Esto quiere decir que el rasgo biomtrico del usuario desconocidose compara con muchos rasgos biomtricos de una base de datos. Hay variassalidas a este sistema. La ms sencilla es devolver el nombre de la persona(identificador) cuyo rasgo biomtrico se asemeja al introducido. Otra posibi-lidad es deducir que este rasgo biomtrico no pertenece a ninguna personade la base de datos (este caso se da cuando las distancias del rasgo biomtricocon todos los rasgos biomtricos de la base de datos es superior a un umbral).Finalmente, y es el caso ms usual en las aplicaciones forenses, el sistema nodevuelve una sola persona sino una listadecandidatos. Es decir, devuelvelas personas cuya distancia de sus rasgos biomtricos con el rasgo biomtricointroducido es inferior a un umbral.


Tanto los sistemas de verificacin como de identificacin necesitan un proceso

previo llamado sistemadematriculacin3. Este proceso se encarga de recogerel rasgo biomtrico (o los rasgos biomtricos) junto con la identificacin de lapersona. Este proceso es muy importante puesto que se encarga de relacionar(de por vida!) la identificacin de la persona con el rasgo biomtrico. Normal-mente, este proceso tiene lugar ante una persona autorizada que vela por laveracidad de los datos que aporta el usuario (carn de identidad, pasaporte)y controla que realmente sea este usuario el que presenta el rasgo biomtricoal sistema. Adems, durante el proceso de matriculado, esta persona verificala calidad de los datos biomtricos obtenidos. Si considera que los datos notienen suficiente calidad, pide al usuario que vuelva a presentar el rasgo bio-mtrico (huella dactilar, cara, iris) al sistema. Es fundamental que los datosque se almacenan en la base de datos tengan la mxima calidad puesto que enlos procesos de identificacin o verificacin no siempre se puede garantizaresta calidad. Algunos sistemas piden al usuario capturar varias veces el mismorasgo biomtrico (normalmente tres veces). El sistema puede elegir la mejorimagen o fusionarlas y as reducir los errores de captura.

Los tres sistemas antes mencionados usan los procesos siguientes (ved la figura10):

(3)Enrollment, en la bibliografa in-glesa.

Captura: La representacin digital del rasgo biomtrico tiene que ser cap-turada. El sensor biomtrico es usualmente un sistema para capturar unaimagen (excepto la identificacin del hablador, que es una mquina degrabar voz). Normalmente, la informacin capturada se denomina mues-

tra4. A veces, el sistema de captura tambin incorpora otros perifricos pa-ra introducir informacin no biomtrica o mostrar informacin.

(4)En ingls, sample.

Extraccindelascaractersticas: Con el objetivo de facilitar la compara-cin, aumentar la informacin y reducir el ruido, la representacin origi-nal digital (imagen digital) se procesa normalmente con un extractor decaractersticas para generar una representacin compacta y ms identifi-

cadora llamada registro de identificacin5 o conjunto de caractersticas6.

(5)En ingls, identification register.

(6)En ingls, feature set.

Creacindelaplantilla: La plantilla7 es una forma compacta de repre-sentar un conjunto de muestras de una sola caracterstica biomtrica (porejemplo, se puede crear una plantilla de diecisis muestras diferentes dela imagen de la cara de una misma persona). El proceso de creacin dela plantilla recibe como entrada los registros de identificacin y crea unainformacin ms compacta donde se intenta extraer la informacin quepersiste en todas las muestras puesto que se consideran los rasgos caracte-rsticos. En algunos casos, esta plantilla est formada por una nica mues-tra y por lo tanto se puede representar como un registro de identificacin.

Comparacin: El proceso de comparacin recibe como entrada un registrode identificacin y una plantilla y calcula una distancia entre los dos. A ve-

(7)En ingls, template.


ces, en lugar de una distancia obtiene una probabilidad de que representenun mismo individuo. En el proceso de verificacin, hay un umbral internoal sistema que solo lo puede modificar el administrador del sistema. Si ladistancia es inferior al umbral (o la probabilidad es superior al umbral), elsistema considera que los dos datos provienen de la misma persona, de locontrario, se considera que provienen de dos personas diferentes.

Seleccinofiltrado: En los sistemas de identificacin con muchos datos(podemos hablar de 50 millones de huellas dactilares), el filtrado es unmtodo para aumentar el tiempo de respuesta del sistema. Con tcnicastpicas de las bases de datos, logran no tener que explorar la base de datosentera y as ganar tiempo.

Almacenamientodelosdatos: Es el proceso para almacenar la informa-cin del usuario. Esta informacin est compuesta por un identificadornico (por ejemplo, el nmero del DNI o del pasaporte), la plantilla bio-mtrica y otros datos (por ejemplo, la direccin o la profesin). En funcinde la aplicacin, los datos se almacenan en sistemas de almacenamientocentralizados (para poder llevar a cabo la identificacin) o en tarjetas inte-

ligentes8 (para poder llevar a cabo la verificacin). Adems, se aplican tc-nicas de encriptacin con todos los datos para que as el registro formadopor el nmero del DNI ms los rasgos biomtricos sea indivisible.

(8)En ingls, smart cards.


Figura 10.

Etapas o procesos que componen los sistemas: a. matriculacin (enrollment); b. verificacin (verification); c. identificacin (identification)

Dependiendo del dominio de la aplicacin, un sistema biomtrico puede ope-rar como un sistema en lnea o como un sistema fuera de lnea.

a) Los sistemasenlnea requieren que la comparacin se lleve a cabo rpida-mente y se requiere una respuesta inmediata, por ejemplo es el caso del per-miso para iniciar una aplicacin o la entrada fsica de una persona a unas ins-talaciones. Normalmente, son sistemas de verificacin.

b) Los sistemasfueradelnea no requieren que la respuesta sea inmediatay se tolera que haya un admisible retraso en la respuesta. Normalmente, sonsistemas de identificacin. Los sistemas en lnea suelen ser completamenteautomticos, requieren que el rasgo biomtrico sea capturado con un sensorelectrnico y no hay control humano de la calidad de los datos. Por otro lado,los sistemas fuera de lnea son usualmente semiautomticos. La captura delrasgo biomtrico puede haber sido con un sistema no electrnico (por ejem-


plo, la captura de una huella dactilar dejada en la escena de un crimen) y hayun control de la calidad de los datos por parte de un especialista. Adems, es-te especialista dispone de herramientas informticas para arreglar los datos oayudar al programa a que lleva a cabo la comparacin biomtrica.

Dependiendo de la aplicacin, se llevan a cabo dos tipos de buscas en los sis-temas de identificacin, que son las buscas positivas y las buscas negativas:

a) Las buscaspositivas son aquellas por las que queremos comprobar si aquelrasgo biomtrico se encuentra en la base de datos, es decir, si el usuario hasido matriculado. Deseamos saber la identificacin de aquel rasgo biomtrico.El caso ms tpico es introducir en el sistema una huella dactilar que hemosencontrado en una escena de un crimen o una cara que hemos podido foto-grafiar y queremos saber a quin pertenece.

b) Por otro lado, las buscasnegativas son aquellas por las que queremos com-probar que aquel individuo no se ha matriculado. Deseamos saber que no hayninguna persona matriculada con aquellos rasgos biomtricos. La aplicacinms usual es asegurarse de que una persona no quiere usar ms de una vez unservicio que solo tiene derecho a usar una sola vez, como, por ejemplo, no co-brar varias veces una ayuda estatal o no votar varias veces en unas elecciones.


4. Los rasgos biomtricos

Se puede usar cualquier rasgo anatmico o de comportamiento humano comoidentificador biomtrico para identificar o verificar a las personas si satisfacelos requerimientos siguientes:

Universalidad: Cada persona debe poseer ese rasgo biomtrico.

Particularidad: Todas las personas tienen que ser suficientemente diferen-tes en trminos del rasgo biomtrico.

Permanencia: El rasgo biomtrico debe ser invariante en el tiempo y acualquier otro factor desde el punto de vista de la comparacin entre rasgosbiomtricos.

Medible: El rasgo biomtrico se tiene que poder medir cuantitativamente.

Rendimiento: El rasgo biomtrico debe garantizar precisin y robustez endiferentes factores ambientales.

Aceptabilidad: Los usuarios del sistema deben aceptar el uso de ese rasgobiomtrico para su identificacin.

Nofalsificable: El rasgo biomtrico tiene que garantizar que su falsifica-cin sea dificultosa.

Un sistema biomtrico debe tener una precisin y velocidad aceptable con unnmero de recursos razonable. Adems, no puede ser nocivo para los usuarios,debe ser aceptado por los usuarios potenciales y ser lo suficientemente robustoante los mtodos fraudulentos.

Se est usando un nmero bastante grande de rasgos biomtricos en diferentesaplicaciones. Esto se debe a que cada rasgo biomtrico tiene su propia fortale-za as como debilidad y es necesario usar un nmero especfico de recursos.Estas caractersticas se tienen que poder adaptar a la aplicacin especfica parala que se disea. Decidir qu rasgo caracterstico se puede usar en una deter-minada aplicacin se lleva a cabo considerando las caractersticas de la apli-cacin as como las propiedades del rasgo biomtrico. Los principales asuntosque se tienen que considerar a la hora de seleccionar un rasgo biomtrico enuna aplicacin concreta son los siguientes:

La aplicacin necesita un sistema de verificacin o identificacin? En elsupuesto de que la aplicacin necesite la identificacin de un sujeto en

Ved tambin

En el mdulo Seguridad ensistemas biomtricos de estematerial, se desarrolla el reque-rimiento de no falsificable.


una base de datos muy grande, entonces necesita un rasgo biomtrico conmucha particularidad.

Cules son las caractersticas operacionales de la aplicacin? Es decir, seva a usar en un sistema semiautomtico o completamente automtico?En el interior o en el exterior?

Los usuarios estn habituados a mostrar o aceptan mostrar ese rasgo ca-racterstico?

Cul es la capacidad de almacenamiento de la aplicacin? Por ejemplo,una aplicacin que funciona con una tarjeta inteligente tiene unos recur-sos muy limitados de almacenamiento.

Es muy importante que el rasgo biomtrico no sea falsificable?

A continuacin, mostramos los rasgos biomtricos ms comunes que se hanusado en sistemas comerciales o estn en fase de investigacin.

4.1. Rasgos biomtricos de la cabeza

Los rasgos biomtricos de la cabeza son los siguientes:

Cara: La cara es uno de los rasgos biomtricos ms aceptables debido aque es el rasgo biomtrico ms comn usado por los humanos a la hora dereconocer a las personas as como las interacciones visuales diarias. Ade-ms, el mtodo para adquirir imgenes de la cara es no intrusivo y no ha-ce falta ninguna interaccin por parte del usuario. En fase de prototipo,encontramos algunos mtodos que no solo reconocen a la persona sino suestado de nimo segn la expresin facial, la edad, el sexo y la posicin. Enalgunas cmaras fotogrficas, ya se incorpora un detector de sonrisas. Laaplicacin no solo detecta las caras, sino que detecta que estn sonriendo.

Termogramafacial: Esta tecnologa se puede usar junto con el reconoci-miento de la cara en los casos de seguimiento pasivo (el usuario no sabeque lo estn identificando). Tiene la ventaja de que no le afecta el maqui-llaje, el corte de pelo o la barba. Pero tiene el inconveniente de que es muypoco permanente, puesto que le afecta un simple resfriado o si se vienede correr o de practicar deporte. Se mide con una cmara trmica a unadistancia mxima de unos pocos metros.

Oreja: Las caractersticas de la forma de la oreja son un rasgo biomtricomuy til para el reconocimiento pasivo de la persona. Una cmara de segu-ridad puede filmar con facilidad una oreja. Este rasgo biomtrico se man-tiene bastante estable en el tiempo, pero tiene el problema de que muchasveces las orejas quedan ocultas bajo el cabello o alguna gorra. Por tener


caractersticas similares de funcionamiento, normalmente se usa como uncomplemento al reconocimiento de las caras o de la forma de andar.

Iris: La textura visual del iris humano se determina por el proceso caticoy morfogentico durante el desarrollo embrional. Se ha postulado ser dis-tintivo para cada persona y cada ojo. Es usual que se capture una imagendel iris usando un proceso de captura sin contacto. Normalmente, la cap-tura de una imagen del iris implica la cooperacin del usuario aunque haysistemas (en fase de prototipo en el laboratorio) para capturar la imagendel iris sin colaboracin por parte del usuario. El usuario colabora ubican-do la imagen en el centro del aparato de captura y asegurndose de queel iris est a una distancia predeterminada al plano focal de la cmara. Latecnologa del iris ha demostrado ser muy precisa y rpida en la imagende alta resolucin y muy capturada.

Retina: Este rasgo biomtrico es uno de los ltimos que se ha incorporado.Tiene una tecnologa y aplicabilidad muy parecida a la del iris y ha demos-trado ser altamente discriminatorio. Se basa en leer las pequeas venas quehay en la retina, que es la membrana de dentro del ojo que capta la luzque estamos viendo. La captura de la imagen se realiza en luz infrarroja yesto provoca que sea una tecnologa de baja aceptacin.

En la figura 11, mostramos imgenes de los rasgos biomtricos acabados demencionar.

Figura 11. Rasgos biomtricos de la cabeza

a. cara; b. termograma facial; c. oreja; d. iris; e. retina

La tabla 3 muestra las principales caractersticas que ha de tener un sistemabiomtrico en los rasgos biomtricos de la cabeza.

Tabla 3. Bondad de los rasgos biomtricos de la cabeza

CaractersticaRasgo bio-mtrico

Universalidad Particularidad Permanencia Medible Rendimiento Aceptabilidad Nofalsificable

Cara A B M A B A A

Termogramafacial

A A B A M A A

Las entradas de la tabla muestran la bondad de cada caracterstica en cada rasgo biomtrico discretizada en tres valores: A (alto), M (medio) y B (bajo).




Oreja M M A M M A M

Iris A A A M A B A

Retina A A M B A B A


4.2. Rasgos biomtricos de la mano y los dedos

Los rasgos biomtricos de la mano y los dedos son los siguientes:

Geometradelamanoydelosdedos: La largura y anchura de los dedos,as como la relacin con la anchura de la mano son rasgos biomtricosbastante invariantes aunque poco distintivos. El sistema de adquisicinde la geometra de la mano y de los dedos necesita colaboracin con elusuario para captar la imagen frontal as como las imgenes laterales (al-gunos sistemas solo usan la imagen frontal). Los requerimientos de alma-cenamiento de esta tecnologa son muy pequeos, lo que la hace muyatractiva para sistemas de memoria limitada. No obstante, debido a la pocacapacidad para distinguir a diferentes usuarios, se utiliza solo en procesosde verificacin y no es nada escalable en aplicaciones de identificacin.

Huelladactilar: La huella del dedo es el patrn de valles y cordilleras ysu formacin se determina durante los primeros meses de gestacin. Se hadeterminado empricamente que las huellas de gemelos y las huellas dediferentes dedos de una persona son diferentes. Adems, desde hace msde un siglo, se ha demostrado que es una tecnologa altamente discrimi-natoria incluso basndose en datos de ms de 50 millones de usuarios. Hoyen da, el reconocimiento de las huellas dactilares es una tecnologa muyfcil de instalar y barata. Finalmente, es una tecnologa til en aplicacionesforenses as como en aplicaciones civiles y de mxima seguridad. Adems,solo hay una fraccin muy pequea de la poblacin que no puede haceruso de esta tecnologa.

Huelladelamano: La palma de los humanos contiene cordilleras y va-lles, igual que los dedos. La palma contiene ms rea y por eso se esperaque pueda ser ms discriminadora que los dedos. Como contrapartida, losescneres de mano son ms grandes y caros, por lo tanto, no usables enlas aplicaciones donde se necesitan dispositivos reducidos. La ventaja dela palma es que contiene unas lneas ms marcadas que se pueden captarcon dispositivos de baja resolucin (ms baratos).

Venasdelamanoydelosdedos: La estructura de las venas de la mano yde los dedos se detecta con luz cerca del infrarrojo capturada de una ima-gen de la mano pulsada sobre el sistema de captura (escner infrarrojo).

Escner de dedo

Un escner de dedo cuestaunos 50 euros comprado agran escala.


Este sistema se comercializa actualmente puesto que el escner de infra-rrojo usa diodos de tipo LED que son asequibles econmicamente.


Figura 12. Rasgos biomtricos de la mano y de los dedos

a. geometra de la mano y de los dedos; b. dedo; c. huella de la mano; d. venas de la mano y de los dedos

La tabla 4 muestra las principales caractersticas que ha de tener un sistemabiomtrico en los rasgos biomtricos de la mano y los dedos.

Tabla 4. Bondad de los rasgos biomtricos de la mano y los dedos



Geometradelamanoydelosdedos

M M M A M M M

Dedo M A A M A M M

Huelladelamano

M A A B A M M

Venasdelamanoydelosdedos

M M M M M M A


4.3. Rasgos biomtricos de todo el cuerpo

Los rasgos biomtricos de todo el cuerpo son los siguientes:

Olor: Cada persona exuda un olor que es caracterstico de su composicinqumica y se puede usar para identificar a las personas. El sistema msusual est compuesto por una matriz de sensores donde cada sensor de-tecta un tipo concreto de sustancia qumica (o componente aromtico).La respuesta del sistema consiste en la cantidad de componente arom-tico que ha detectado cada sensor. Despus de oler, se debe inicializar elsistema introduciendo aire completamente limpio. La tecnologa para laidentificacin automtica de los olores (en cualquier tipo de aplicacin,


no solo identificacin biomtrica) est siendo investigada y hoy en da haypocos sistemas reales (no prototipos de laboratorio) en funcionamiento yninguno para identificar a personas.

ADN: El cido desoxirribonucleico es el cdigo unidimensional que carac-teriza al individuo por excelencia, excepto a dos gemelos idnticos, quetienen el mismo ADN. Normalmente, se usa en la identificacin de perso-nas en aplicaciones forenses, pero no se puede emplear en aplicaciones detiempo real debido a que se necesita un tiempo de unas horas en un labo-ratorio para aislar correctamente el ADN y extraer la informacin bsica.Adems, el uso de la informacin del ADN suele preocupar a las personasporque se puede extraer el conocimiento de que una persona sufre ciertasenfermedades o es susceptible de que las sufra.


Figura 13. Rasgos biomtricos de todo el cuerpo

a. olor; b. ADN

La tabla 5 muestra las principales caractersticas que ha de tener un sistemabiomtrico en los rasgos biomtricos de todo el cuerpo.

Tabla 5. Bondad de los rasgos biomtricos de todo el cuerpo



Olor A M A B B M B

ADN A A A B A B A


4.4. Rasgos biomtricos de comportamiento

Los rasgos biomtricos de comportamiento son los siguientes:


Hablador: El reconocimiento del hablador es el sistema menos molesto,ya que el usuario no tiene que esperar a que se tome la imagen. Adems,es un sistema que se puede usar a travs de un telfono sin imagen. No seespera que la voz sea suficientemente distintiva como para que se permitala identificacin en una base de datos grande. Adems, la voz se degradacon facilidad dependiendo del micrfono, la lnea de comunicacin y lossistemas de digitalizacin. Es importante considerar que la voz puede que-dar gravemente alterada segn la salud del usuario (por ejemplo, por undolor de garganta, un resfriado, el estrs o por emociones fuertes). Adems,algunas personas parece que sean muy buenas imitando la voz de otras,por lo tanto son potenciales usuarios fraudulentos.

Firma: Las firmas han sido aceptadas en transacciones comerciales, legalesy gubernamentales desde hace siglos. La forma como las personas escribensu nombre es un rasgo biomtrico de comportamiento. No obstante, esimportante considerar que las firmas de algunas personas varan muchoen el tiempo, limitadas por condicionantes fsicos y emocionales. Adems,los falsificadores profesionales pueden reproducir firmas de forma que pa-rezcan idnticas al ojo humano.

Formadeandar (gait): Este rasgo biomtrico se refiere a la manera deandar que tienen normalmente las personas. El ritmo y rapidez con el quemueven las piernas, si tienen un paso largo, si se balancean mucho. Tienela ventaja de que es uno de los pocos rasgos biomtricos que se puede (yse tiene que) medir a distancia, lo que provoca que sea muy adecuado enaplicaciones de seguimiento e identificacin de personas. La mayora delos algoritmos extraen la silueta de la persona que se debe identificar ydeducen los atributos espacio-temporales de sus movimientos. Este rasgobiomtrico tiene la desventaja de que es muy poco permanente, puestoque no solo vara con el tiempo sino que se ve afectado por ejemplo porsi se llevan bolsas con peso, si se est cansado o segn la ropa que se lleve.

Maneradeteclear: Todas las personas tienen su manera de teclear espe-cfica y repetitiva cuando encadenan una secuencia de teclas. Este rasgobiomtrico no se puede usar para hacer identificacin pero s para verificarsi una persona es la que est tecleando en ese momento (o tener una pro-babilidad de que lo sea). Normalmente, es un rasgo biomtrico que se usade manera encubierta a travs de un programa instalado en el ordenadordesde el que se est tecleando. Permite la verificacin de que la personaque est tecleando no ha cambiado en toda la sesin de trabajo puesto quees un rasgo biomtrico que se puede ir verificando continuamente.



Figura 14. Rasgos biomtricos de comportamiento

a. hablador; b. firma; c. forma de andar; d. manera de teclear

La tabla 6 muestra las principales caractersticas que ha de tener un sistemabiomtrico en los rasgos biomtricos de comportamiento.

Tabla 6. Bondad de los rasgos biomtricos de comportamiento



Hablador M B B M B A B

Firma B B B A B A B

Formadean-dar

M B B A B A M

Formadete-clear

B B B M B M M


4.5. Conclusiones

La huelladactilar tiene un gran equilibrio entre todas las caractersticas. Casitodo el mundo tiene dedos (excepto las personas con discapacidades en lasmanos). La historia ha demostrado que las huellas dactilares son muy distinti-vas y permanentes, aunque aparezcan cortes o quemaduras. Adems, los sen-sores actuales captan las huellas a muy alta resolucin a un precio asequibley no tienen el problema de tener que diferenciar el dedo respecto al fondo,como sucede con las caras. El principal inconveniente es que no se puedencapturar huellas dactilares a distancia y sin el conocimiento de las personas,como se puede hacer con las caras. Finalmente, las huellas dactilares y tam-bin las plantillas que generan cada vez son ms difciles de falsear gracias alos escneres detectores de vida (detectan el flujo sanguneo o el oxgeno quehay en la sangre) y las tcnicas de encriptacin, respectivamente.

Otro rasgo caracterstico con alto rendimiento, en cuanto a las caractersticasbiomtricas, es el iris. Ha demostrado tener una gran universalidad, particu-laridad y permanencia. Los dos puntos flojos son la poca aceptacin que tie-ne la sociedad actualmente a esta tecnologa (relacionado con la dificultad decaptar el iris) y el hecho de que no es til para la busca de pruebas en aplica-


ciones forenses como lo son las huellas dactilares dejadas en las escenas delos crmenes. No obstante, se est empezando a imponer debido a que se hademostrado que tiene ms particularidad que las huellas.

Es interesante mencionar la geometrade lamano. A pesar de que solo esmedible como nico rasgo caracterstico con calidad alta, es til en algunasaplicaciones de baja seguridad debido a su rapidez, bajo coste y por ser fcilde medir.

Finalmente, hay algunos rasgos biomtricos que son poco medibles. Este he-cho marca claramente que no sean tiles en algunas aplicaciones donde larapidez y sencillez del sistema sea primordial. El caso ms extremo es el ADN,en el que se requieren horas de laboratorio para poder establecer una compa-racin.


5. Aplicaciones de los sistemas biomtricos

Los sistemas biomtricos se han desplegado en una gran variedad de entor-nos de aplicaciones. Las aplicaciones van desde las forenses y los controles ensistemas electorales hasta los telfonos mviles. No obstante, el diseo y lapuesta a punto de los sistemas dependen de los contextos y categoras de lasaplicaciones, que a su vez definen los requerimientos de la aplicacin.

5.1. Contexto de las aplicaciones

Las aplicaciones se pueden categorizar segn los contextos siguientes:

Cooperativofrenteanocooperativo: El sistema cooperativo es aquel porel que el usuario ha de interactuar o cooperar con el sistema para ser re-conocido, por ejemplo, centrando el iris en medio de la imagen. El siste-ma no cooperativo es un identificador de la cara cuando se pasa por unapuerta sin que el sistema solicite que la persona se detenga o que mire ala cmara.

Habituadofrenteanohabituado: Los sistemas habituados son aquellosen los que el usuario accede al sistema de modo habitual, es decir, todoslos das cuando llega a trabajar o un comercial que una vez a la semanacruza el control del aeropuerto. Un ejemplo de sistema no habituado esel que requiere la huella para la renovacin del carn de conducir cadacinco o diez aos. Es un factor importante en el diseo del sistema puestoque se ha demostrado que, si el usuario est habituado a interactuar conel sistema, la precisin de este aumenta claramente.

Supervisado frente a no supervisado: Los sistemas supervisados sonaquellos en los que en el proceso de adquisicin de los datos est supervi-sado, observado o guiado por un humano (por ejemplo, un encargado oun funcionario de seguridad). Dentro de los sistemas supervisados, se pue-den distinguir aquellos en los que la supervisin solo se lleva a cabo en lamatriculacin (por ejemplo, un cajero automtico con sistema biomtri-co) o aquellos en los que la supervisin se lleva a cabo en la matriculaciny la verificacin (el control de los aeropuertos).

Entornodefuncionamientoestndarfrenteanoestndar: Se conside-ra un entorno de funcionamiento estndar a aquel al que los humanos es-tamos habituados en cuanto a caractersticas de temperatura, presin, luz,humedad y ruido, entre otros. Normalmente, los sistemas que funcionanen entornos cerrados (acceso al ordenador) se consideran sistemas estn-dares. Tambin lo son los sistemas en entornos abiertos pero en condicio-nes normales. Los sistemas exteriores se pueden considerar no estndares


si las condiciones son muy especiales (como muy bajas temperaturas, nie-ve o viento fuerte).

Privadosfrenteapblicos: Los usuarios de los sistemas privados son losclientes directos o trabajadores de una organizacin que ha desarrolladoo que ha desplegado un sistema biomtrico. Estos usuarios se clasificanespecficamente, ya que son usuarios acostumbrados a usar estos sistemasbiomtricos y creen en la biometra. Son usuarios potencialmente muybuenos para facilitar los procesos de matriculacin, verificacin o identi-ficacin y, por eso, la razn de error que generan suele ser muy baja. Lossistemas pblicos son el resto de los sistemas.

Abiertofrenteacerrado: En los sistemas abiertos, la plantilla de un usua-rio almacenada en la base de datos se puede usar en varias aplicaciones.Por ejemplo, el usuario puede usar la huella dactilar para acceder al orde-nador o a la banca electrnica. En los sistemas abiertos, tendremos unasola matriculacin y una sola base de datos. En los sistemas cerrados, ten-dremos que hacer dos matriculaciones y habr dos bases de datos. En lossistemas abiertos, necesitamos usar formatos estndares y, hoy por hoy, noes un hecho habitual, puesto que la mayora de los vendedores empleansu propio formato.

Declaradofrenteaencubierto: Los sistemas declarados son aquellos enlos que el usuario se da cuenta y acepta la interaccin con el sistema bio-mtrico. El usuario sabe que est presentando el iris, la cara o la huella dac-tilar al sistema para ser reconocido. En los sistemas encubiertos, el usuariodesconoce que se le est aplicando un sistema biomtrico para identificar-lo. Un ejemplo de esto podra ser un sistema en las salas de espera o enlos pasillos de los aeropuertos. Mientras se est tranquilamente leyendo oandando, algunas cmaras ocultas podran ir detectando a posibles perso-nas perseguidas por la justicia.

5.2. Categoras de las aplicaciones

Se definen dos formas de categorizar las aplicaciones, la categorizacin hori-zontal y la categorizacin vertical.

En la categorizacinhorizontal, las categoras son aplicaciones quetienen un entorno u objetivo comn. En la categorizacinvertical, lascategoras se basan en las necesidades de cada sector de la industria ogubernamental.


A continuacin, mostramos una lista de los tipos de aplicaciones segn lascategoras.

1)Categorashorizontales

Controldeaccesofsico: La biometra sirve para restringir el acceso de laspersonas a instalaciones tales como centrales nucleares, zonas militares ocmaras acorazadas de los bancos. Y tambin a zonas con una seguridadno tan alta, como clubes privados, museos o piscinas pblicas.

Controldeaccesolgico: Acceso a ordenadores de sobremesa o servido-res remotos y base de datos. Cada vez hay ms programas informticosque solo pueden usar personas autorizadas; por ejemplo, en los programasinformticos que se usan en los hospitales, los mdicos estn autorizadosa modificar los datos, pero al personal de enfermera solo se le permite verlos datos sin modificarlos.

Autentificacindelusuarioentransacciones: Las transacciones econ-micas se pueden ordenar desde cajeros automticos o en localizacionesremotas desde ordenadores personales. La biometra aade seguridad a latransaccin para reducir el fraude y tambin para que el ordenante de latransaccin no niegue ms tarde haberla ordenado.

Controldeaccesoadispositivos: Los dispositivos electrnicos personalescomo, por ejemplo, ordenadores porttiles o telfonos mviles contienena menudo datos personales o datos confidenciales. Estos datos se suelenproteger con un nmero secreto, pero cada vez ms se estn protegiendocon un rasgo biomtrico (hoy por hoy, el ms usado es la huella dactilaro la cara).

Tiempoypresencia: Las aplicaciones llamadas de tiempo y presencia sonaquellas que mantienen el control de la ubicacin de los trabajadores ovehculos de una empresa en todo momento y tambin sirven para pagarlas nminas segn estos parmetros. Aadir un control biomtrico aseguraque realmente ha sido aquel trabajador en concreto quien ha estado enuna ubicacin concreta.

Identificacincivil: Uno de los objetivos ms importantes en las aplica-ciones de identificacin civil es prevenir mltiples matriculaciones y en-contrar duplicados. Por ejemplo, duplicados de pasaportes, permisos deconducir o documentos nacionales de identidad. Tambin se desea descu-brir si una persona buscada por la polica est matriculada. La incorpora-cin de los rasgos biomtricos a estas aplicaciones es un factor crucial.

Identificacinforense: La comparacin de las huellas dactilares latentesdejadas en escenas del crimen con una base de datos de criminales es laaplicacin ms antigua de la biometra. Ahora, se estn incorporando tam-


bin las caras, las orejas o la forma de andar, tal como han sido filmadasen cmaras de seguridad. Tambin se buscan marcas latentes de huellas deorejas (la persona se ha apoyado en una puerta para escuchar) o la marcade toda la mano.

2)Categorasverticales

Salud: Hospitales, centros de asistencia primaria, ambulancias. Finanzas: Transacciones econmicas. Recepciones: Casinos, hoteles, piscinas pblicas. Ventas: Grandes superficies comerciales, gasolineras. Educacin: Control de acceso a escuelas, comedores universitarios. Manufactura: Control de los trabajadores. Tecnologa: Dispositivos mviles, telecomunicaciones. Transporte: Control de pasajeros, compra de billetes. Institucionespblicas: Estado, ayuntamientos, departamentos de justi-

cia. Militar: Control de acceso a zonas restringidas.


6. Historia de la biometra

Se han descubierto unos cuantos objetos histricos donde se podra deducirque hay huellas dactilares o de la palma de la mano marcadas.

Marcas histricas

Se pueden deducir marcas de huellas dactilares en las esculturas neolticas de la isla deGavrinis, que datan del ao 3500 antes de Cristo (figura 15a). O tambin se puedendeducir marcas en las famosas piedras datadas 2000 aos antes de Cristo de la isla de Goat(figura 15b). Es importante destacar que en estos objetos no se ha podido demostrar querealmente muestren huellas dactilares o de la palma o que haya un deseo expreso porparte del posible autor de que aquellas marcas representen realmente rasgos biomtricos.No obstante, parece que hay suficientes evidencias cientficas de que en realidad existeel deseo de identificar al proveedor del objeto a travs de las marcas encontradas en unsello de arcilla china datada del ao 300 antes de Cristo (figura 15c) y en una lmpara deorigen palestino datada del ao 400 despus de Cristo (figura 15d).

Figura 15. Imgenes de objetos donde se puede deducir la presencia de biometra

a. escultura neoltica de la isla de Gavrinis (ao 3500 a. C.); b. piedras de la isla de Goat (ao 2000 a. C.); c. sello dearcilla chino (ao 300 d. C.); d. lmpara palestina (ao 400 d. C.).

Los conocimientos precedentes a la biometra fueron las pseudociencias lla-madas frenologa y antropometra, que sirvieron para facilitar los inicios dela misma biometra.

La frenologa estudiaba la estructura del crneo para determinar el carcter dela persona y su capacidad mental. Fue fundada por el alemn FranzJosephGall (1758-1828) (figura 16a) a comienzos del siglo XIX en Alemania. Gall creaque ciertas caractersticas mentales se podan relacionar con ciertas formas ycaractersticas del crneo. Este concepto fue desarrollado con ms profundidadpor el italiano CesareLombroso (1835-1909) (figura 16b), que uni los con-ceptos de la frenologa con comportamientos criminales. En Estados Unidosfue donde estas creencias tuvieron ms eco hasta finales del siglo XIX.

Figura 15

En las figuras a y b es pocoprobable la presencia de bio-metra y en las figures c y d esms probable.


Figura 16.

a. Retrato de Franz Joseph Gall; b. retrato de Cesare Lombroso

La antropologa fue creada por el belga AdolpheQuetelet (1796-1874) (figura17) en 1871. Es una ciencia que se basa en el estudio de las medidas del cuerpohumano para su clasificacin y comparacin. Quetelet public en 1871 la tesisLanthropomtrie ou mesure des diffrentes facults de lhomme. Adems de usarsepara crear fichas de rasgos biomtricos en las comisaras o prisiones, se utili-z para clasificar a criminales potenciales por sus caractersticas faciales. Porejemplo, Cesare Lombroso, en el documento titulado Criminal anthropology ypublicado en 1895, afirmaba que los criminales tienen mandbulas prominen-tes y que los carteristas tienen las manos largas y la barba poco abundante.Esta parte de la antropometra se consider con rapidez una no ciencia. Noobstante, la identificacin de criminales por los rasgos caractersticos, llamadabertillonaje, se us en Francia durante la primera mitad del siglo XX. Tal comoya se ha indicado, se descart por su poca particularidad y para dar paso a latecnologa de las huellas digitales.

Ved tambin

El bertillonaje se ha tratado enel apartado 1 del presente m-dulo.

Figura17.RetratodeAdolpheQuetelet

Mientras estos acontecimientos en frenologa y antropologa se llevaban a ca-bo, tambin avanzaba el inters por la huella dactilar y por la geometra de lamano. En 1823, el checo JanEvangelistaPurkinje (1787-1869) (figura 18),mientras estudiaba las glndulas del sudor, se dio cuenta de que pareca que lascrestas y los valles que tenemos en la piel de los dedos creaban siempre dibujosdiferentes. Es la primera vez que se menciona este hecho pero, no obstante,en ningn momento mencion que estas caractersticas pudieran ser usadaspara la identificacin de las personas.

A finales del siglo XIX, la polica de Scotland Yard puso en marcha un siste-ma para clasificar e identificar a las personas por sus huellas dactilares. El en-cargado fue el inspector de polica en Bengala EdwardHenry (1850-1931)

Figura18.RetratodeJanEvangelistaPurkinje


(figura 7b). Este sistema se basaba en una metodologa cientfica para clasi-ficar las huellas en pocas clases (un mximo de seis) desarrollado por el in-gls FrancisGalton (1822-1911) (figura 7a) en 1892. Se denominaba sistemaGalton-Henry. El nmero de seguidores del mtodo Bertillon fue decayendomientras iba aumentando el de seguidores del mtodo Galton-Henry.


7. Biometra, cine y arte

En este apartado, tratamos la influencia de los avances biomtricos en el cine.Y tambin se hace mencin de cmo se puede usar la biometra para decidirla autora de una obra de arte que hasta el momento se consideraba de autordesconocido.

7.1. El cine de la biometra

El cine siempre ha evolucionado junto a la ciencia, a veces avanzndose a ellay predicindola, otras, inventando y otras, simplemente mostrando la reali-dad. En 1951, ya nos encontramos con la pelcula Fingerprints don't lie, dirigidapor Sam Newfield (figura 19a). En esta pelcula, las huellas dactilares no soloestaban en el ttulo sino que eran el argumento principal de la pelcula. A pesarde parecer una prueba irrefutable, las huellas resultan ser falsas y se demuestraque el polica, quien tena los conocimientos para falsificarlas, es el asesino.

Unos aos ms tarde, la ciencia sigue evolucionando y as tambin lo muestrael cine. En 1968, Stanley Kubrick dirige una de las pelculas consideradas msinfluyentes de la ciencia ficcin como es 2001: A space odyssey (figura 19b). Elordenador de la nave espacial, que se llama HAL, es capaz de ver las caras de laspersonas y deducir lo que estn diciendo solo leyendo el movimiento de loslabios. Kubrick, ya en 1968, pensaba que en el 2001 una mquina sera capazde leer los labios de las personas. Hoy en da, todava no lo hemos conseguido.

Figura 19. Primeras muestras de la biometra en el cine

a. Cartel de la pelcula Fingerprints don't lie; b. fotogramas de la pelcula 2001: A space odyssey

En 1971, aparece Diamonds are forever, dirigida por Guy Hamilton. Tiffany Casereactiva una huella dactilar en un vaso, la fotografa, la escanea y descubreque James Bond es Peter Franks. Pero Q se hace pasar por James Bond con undedo falso (figura 20).


Figura 20. Fotogramas de la pelcula Diamonds are forever

Y ya hacia la dcada de 1980, aparecen los reconocedores de iris y el cine sehace eco de ellos. Dos ejemplos son Blade runner, 1982 (figura 21), dirigida porRidley Scott y donde el estudio del iris sirve para identificar si la persona hasido creada en una fbrica.

Figura 21. Fotograma de la pelcula Blade runner

Y en el clsico de la ciencia ficcin Star Trek II: the wrath of Khan, de 1982 ydirigido por Nicholas Meyer (figura 22), hay identificacin de las personas porla retina.

Figura 22. Fotogramas de la pelcula Star Trek II: the wrath of Khan

El 1997, se estrena Alien: Resurrection de Jean-Pierre Jeunet (figura 23a). En ella,un ordenador pide al comandante de la nave que se identifique, el comandan-te echa el aliento, la mquina responde que la identificacin es correcta y abreuna puerta de seguridad. En una escena posterior, una chica intenta abrir lamisma puerta y, cuando la mquina le pide que se identifique, la chica sacaun puado de botellas con lquido (como un ladrn que saca un puado dellaves), roca el sensor con el espray de una botella, la mquina contesta que laidentificacin es incorrecta, lo vuelve a probar con otra botella y la mquinaya la saluda con el nombre del comandante y le abre la puerta.

En Gattaca, de 1997 y dirigida por Andrew Niccol (figura 23b), se identificael ADN para averiguar si las personas estn libres de enfermedades o taras.Esta pelcula es interesante desde el punto de vista tico puesto que muestrala biometra para la seleccin de las personas.

Gattaca

Palabra formada por las inicia-les de las bases de las que secompone el ADN, adenina (A),guanina (G), timina (T) y cito-sina (C).


Figura 23. a. Fotograma de la pelcula Alien: Resurrection; b. cartel de la pelcula Gattaca

Y ya centrndonos en el milenio actual, en Mission: Impossible II, del ao 2000y dirigida por John Woo (figura 24), usan un identificador de retina para leerla misin, un reconocedor facial para identificar a John McCloy y un recono-cedor del hablador es falseado usando una grabacin.

Figura 24. Fotogramas de la pelcula Mission: Impossible II

En la pelcula, Minority Report, del 2002 y dirigida por Steven Spielberg (figura25), se usa la identificacin de las personas a travs del iris para llevar a cabopublicidad personalizada. Es otro ejemplo de intrusismo.

Y tambin un buen clsico, I, robot, del 2004 y dirigida por Alex Proyas (figura26), nos muestra un control de acceso basado en el lado del puo y un iden-tificador del hablador para acceder a ficheros.

Figura 26. Fotogramas de la pelcula I, robot

Figura25.FotogramasdelapelculaMinorityReport


Y finalmente, en el 2009, el libro Angels & demons, escrito por Dan Brown(figura 27), fue llevado a la pantalla de la mano de Ron Howard. En este caso,el malhechor consigue llevarse la antimateria arrancando el ojo del cientficoque la custodia. Si hubieran instalado un sensor de iris con detector de vida,no habra pasado.

En la tabla 7, se muestra un resumen de las pelculas y el rasgo biomtricousado. Tal como puede verse, hay una variedad importante.

Tabla 7. Relacin de pelculas con el rasgo biomtrico que tratan

Ao Ttulo Director Biometra

1951 Fingerprints don't lie Sam Newfield huella dactilar

1968 A space odyssey Stanley Kubrick hablador

1971 Diamonds are forever Guy Hamilton huella dactilar

1982 Blade runner Ridley Scott iris

1982 Star Trek II: the wrath of Khan Nicholas Meyer retina

1997 Alien: Resurrection Jean-Pierre Jeunet aliento

1997 Gattaca Andrew Niccol ADN

2002 Minority Report Steven Spielberg iris

2000 Mission: Impossible II John Woo retina

2004 I, robot Alex Proyas lado del puohablador

2009 Angels & demons Ron Howard iris

7.2. Biometra y arte

En la figura 28, mostramos una imagen de un cuadro que hasta ahora se con-sideraba de autor desconocido y que conoce como The beautiful Princess. En elao 2007, lo vendi por 19.000 dlares a una galera de arte de Nueva Yorkun coleccionista annimo suizo. No obstante, ahora se considera que fue pin-tado por Leonardo da Vinci y tiene un precio superior a los 150 millones dedlares. Esto se debe a que se ha encontrado una huella dactilar de este artistaen el cuadro.

Figura27.FotogramasdelapelculaAngels&demons


Figura 28. La huella dactilar del artista

a. Reproduccin del cuadro The beautiful Princess; b. detalle de la huella que podra ser de Leonardo da Vinci


8. Reflexiones sobre una sociedad biomtrica

En el Estado espaol, no existe una ley especfica para regular el uso de la bio-metra. La normativa ms cercana es la Ley de Proteccin de Datos de CarcterPersonal. En Francia, y tambin en algn otro pas, existe la Comisin Nacio-nal de Informtica y Libertad (CNIL), que autoriza el uso de la identificacinbiomtrica solo si la finalidad de la identificacin es el control de acceso de unnmero limitado de personas a una zona muy determinada (una zona real co-mo, por ejemplo, una instalacin nuclear o una zona virtual como, por ejem-plo, unos servidores militares), cuya seguridad interesa no solo al propietariode esa zona, sino tambin al resto de los habitantes. Adems, exige que quieninstale un identificador biomtrico garantice la proteccin de los datos.

En el Estado espaol, hay varios centros pblicos o privados, por ejemplo pis-cinas, que estn instalando sistemas de acceso basados en las huellas digitales.Siguiendo esta lnea de razonamiento, en Francia no se permitiran estas ins-talaciones.

Ser la biometra un factor importante en nuestras vidas en el futuro? Porsupuesto. Y, por ello, el ciudadano tiene que estar informado de los aspectosms importantes relacionados con la biometra, tanto desde el punto de vistatecnolgico como desde el legislativo o tico. Porque as estar capacitado paraopinar y sus ideas servirn para influir en los cambios sociales que la implan-tacin de las tcnicas biomtricas provoquen.

Muchos artculos marcan los tristes acontecimientos del 11 de septiembre del2001 como el pistoletazo de salida de la biometra, si bien es cierto que la in-versin en estas tcnicas tuvo un punto de inflexin importante en el 2001.Los ingresos generados por los sistemas biomtricos pasaron de los 400 mi-llones de dlares de aquel ao a los 5.000 millones en el 2010. No obstante,no debemos olvidar que el sistema de identificacin de huellas dactilares deScotland Yard llamado Galton-Henry se puso en marcha en el ao 1900. Ysabemos que los egipcios usaban descripciones biomtricas para identificar alos trabajadores. Si la biometra hace tanto tiempo que est inventada, porqu ahora se habla tanto de ella? La diferencia no solo es cuantitativa, sinocualitativa. Y es que ahora, si se quiere vivir dentro de la sociedad, se est obli-gado a usarla. No se puede decir que algo no interesa porque si se dice esouno acabar siendo un marginado de la sociedad y no tendr acceso a ningnservicio que esta pueda proporcionar. Y, por eso, hay que entender qu es unasociedad con tecnologa biomtrica.

En la mayora de los Estados, se estn creando bases de datos con informacinbiomtrica con el objetivo de garantizar la seguridad de los ciudadanos. El FBIadministra el sistema de reconocimiento de huellas dactilares denominado

Referencia bibliogrfica

Este apartado ha sido extra-do, en parte, de la publica-cin presentada en el diarioAvui el 3 de julio del 2010,Una societat biomtrica.

CNIL

En el ao 2000, la CNIL prohi-bi un sistema de identifica-cin de alumnos para accederal comedor en una escuela deNiza, a pesar de que padres yalumnos estuvieran de acuer-do. La CNIL consider que laseguridad del acceso al come-dor no era lo bastante impor-tante como para instalar unsistema tan invasivo.


Integrated Automated Fingerprint Identification System, que dispone de 50millones de posibles criminales con su informacin biomtrica y su historiacriminal. La tendencia es clara, las bases de datos irn creciendo tanto en n-mero de individuos como en volumen de informacin de cada individuo.

Nos tienen que preocupar estas bases de datos? Como reza el dicho, la infor-macin es poder, pero qu informacin aportan esos datos? Nos tiene quepreocupar que la base de datos haya almacenado que yo tengo una huella dac-tilar de tipo lazo en el dedo ndice? Y si almacena el ADN? En este punto, esimportante discernir entre identidad e identificacin.

La identidad es la personalidad de cada persona, un sistema complejoen permanente construccin que extrae su riqueza de la multiplicidadde sus caractersticas fsicas, psquicas, sociales o culturales. La identifi-cacin son un conjunto de caracteres nicos para cada persona y asig-nados de una manera casi arbitraria.

Nos tendra que preocupar el almacenamiento de nuestra identidad, pero noel de nuestra identificacin. De la informacin de las huellas dactilares pode-mos extraer una identificacin casi nica. Pero se puede extraer de ellas laidentidad? En el caso de la huella dactilar, hoy en da parece difcil, pero quepasa con el ADN? No olvidemos la pelcula Gattaca (1997), donde es posiblela seleccin gentica de modo que los hijos se vean libres de enfermedades yeso implica que solo los genticamente correctos pueden optar a los mejorespuestos de trabajo. La ciencia acumular los conocimientos necesarios parallegar a esa situacin social? No est claro, pero lo que es seguro es que la hu-manidad tiene deseo de ciencia y que esto nos hace diferentes a los demsanimales y la historia ha demostrado que es intil intentar pararla.

La utilizacin de la biometra parece presentar ventajas prcticas para el ciu-dadano y econmicas para las empresas. No obstante, la generalizacin de labiometra en todos los campos puede constituir un peligro real para el respetoa la vida privada. Nos encontramos en una disyuntiva que la sociedad debe sercapaz de solucionar. Por suerte, se estn creando organismos independientese internacionales que controlan el uso abusivo de la informacin biomtrica.Un caso concreto es la ya comentada CNIL en Francia. La ciencia avanza pa-ra solucionar los problemas tcnicos que aparecen. Las legislaciones se vanadaptando para incorporar los conceptos biomtricos. Cundo y dnde con-fluirn? El reto no es aceptar o no la biometra sino ser capaces de conviviren paz con ella.

DNI

Cuando el dictador Francocre el documento nacionalde identidad (DNI) en 1944 seequivoc con el nombre, pues-to que se tendra que haberllamado de identificacin.


Resumen

En este mdulo, hemos descrito los rasgos biomtricos que se usan en la ac-tualidad y hemos descrito las caractersticas principales que deben tener paraque sean tiles en ciertas aplicaciones. Hemos visto que no todos los rasgosbiomtricos se pueden usar en cualquier aplicacin; hay rasgos biomtricosque se adaptan mejor a unos tipos de aplicaciones y otros que se adaptan aotros tipos de aplicaciones.

Hemos descrito los tres sistemas biomtricos bsicos: identificacin, verifica-cin y matriculacin. Hemos visto que tienen caractersticas que los distin-guen, pero disponen de partes o procesos comunes. Tambin hemos descritolos tipos de aplicaciones biomtricas reales.

Hemos acabado el mdulo explicando un poco de historia de la biometra, co-mentando pelculas de cine y reflexionando sobre el impacto que esta ciencia,antigua pero ahora muy emergente, va a tener sobre nuestra sociedad.


Actividades

1. Tomad las medidas de Bertillon a dos personas, acabad de rellenar la tabla 8 (en centme-tros). Rellenad la tabla 9 con las distancias eucldeas y decidid cul es el valor mximo quedebe tener el umbral de Bertillon para que se consideren las cuatro personas diferentes. Ahorasupongamos que Will West y William West eran realmente la misma persona tal como secrey al principio. Qu valor mnimo y mximo debe tener el umbral?

Tabla 8. Ficha de Bertillon

Parte del cuerpo Will West William West Persona 1 Persona 2

Altura 178,5 177,5

Anchura de los brazos 187,0 188,0

Altura sentado 91,2 91,3

Largura de la cabeza 19,7 19,8

Anchura de la cabeza 15,8 15,9

Largura de la oreja de-recha

14,8 14,8

Largura de la oreja de-recha

6,6 6,5

Largura del pie iz-quierdo

28,2 27,5

Largura del dedo cora-zn izquierdo

12,3 12,2

Largura del dedo me-ique izquierdo

9,7 9,6

Largura del antebrazoizquierdo

50,2 50,3

Tabla 9. Distancias eucldeas

Distancia Will West William West Persona 1 Persona 2

Will West 0

William West 0

Persona 1 0

Persona 2 0

2. Qu tanto por ciento de ingresos aporta el reconocimiento de la huella dactilar respectoa los dems rasgos biomtricos? Y cul es el segundo rasgo biomtrico?

3. Los ingresos de los sistemas biomtricos entre los aos 2007 y 2015 (previsin en los lti-mos aos) respecto al tiempo es una funcin lineal. Qu pendiente tiene? Si se mantienenlas predicciones, qu ingresos supondrn en el ao 2020?

4. Explicad las diferencias que existen entre el sistema de verificacin y el sistema de identifi-cacin. Cundo se usa uno y cundo el otro. Los algoritmos para comparar rasgos biomtricospueden ser muy costosos temporalmente. Por ese motivo, resulta frecuente usar algoritmossubptimos que encuentran una distancia muy rpidamente pero puede ser que no obtenganla distancia exacta. En cul de los casos es importante usar un algoritmo subptimo?

5. Explicad en qu consiste la matriculacin. Normalmente, en los sistemas de matriculacinhay un encargado que verifica los datos y todo el proceso de captura de los rasgos biomtricos.


Por qu es tan importante comprobar que este proceso se hace correctamente? Relacionadeste hecho con los tipos de errores posibles: falsas aceptaciones o falsos rechazos.

6. Cules son los seis procesos relacionados con los sistemas de verificacin, identificaciny matriculacin?

7. Describid una aplicacin real que use un sistema fuera de lnea y otra que use un sistemaen lnea.

8. Explicad la diferencia entre los dos tipos posibles de buscas: positivas y negativas. Describidun par de aplicaciones reales que sean de los dos tipos.

9. Describid y relacionad la universalidad y la particularidad.

10. Describid y relacionad la permanencia y que sea medible.

11. Describid y relacionad el rendimiento y la aceptabilidad.

12. Confeccionad una tabla donde se muestren todos los rasgos biomtricos clasificados porla parte del cuerpo donde se encuentran. Describid su caracterstica principal y una aplicacinreal donde se podran utilizar.

13. Qu diferencia hay entre los rasgos biomtricos de comportamiento y los rasgos biom-tricos fsicos?

14. Estudiad en detalle las tablas donde se muestra la bondad de los rasgos biomtricos.Las valoraciones son muy sugestivas, cambiarais alguna valoracin? Tened en cuenta loscomentarios que hay despus de todas las tablas. Qu valoraciones creis que cambiarn deaqu a diez aos?

15. Describid los tipos de contexto que hay en las aplicaciones biomtricas. Ejemplificad cadaopcin con una aplicacin real.

16. Describid los tipos de categoras horizontales que hay en las aplicaciones biomtricas.Ejemplificad cada opcin con una aplicacin real.

17. Describid los tipos de categoras verticales que hay en las aplicaciones biomtricas.

18. Desde cundo se puede considerar que la biometra se aplica para la identificacin delas personas? Explicad el primer caso.

19. Creis que los casos comentados sobre la existencia de posibles rasgos biomtricos an-teriores al siglo XIX son realmente aplicaciones biomtricas para la identificacin de las per-sonas?

20. En qu consista la frenologa? Creis que es una ciencia?

21. En qu consista la antropologa? Creis que es una ciencia?

22. Describid el primer sistema biomtrico puesto en funcionamiento. Qu rasgo biomtricousaba? Serva para identificar o para verificar?

23. Creis que es correcto aplicar un sistema biomtrico para acceder a una escuela? Y paraidentificar a personas en zonas conflictivas o de guerra? Creis que debe haber una comisinespecial que decida si se puede implantar o no un sistema biomtrico? De mbito estatal,continental o mundial?


Abreviaturas

AFIS automatic fingerprint identification system (sistema de identificacin automtico de hue-llas dactilares)

FVC Fingerprint Verification Competition

IVC Iris Verification Competition


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La biometra para la identificacin de las personasIntroduccinObjetivosndice1. Los inicios de la biometra2. El reconocimiento biomtrico3. Los sistemas biomtricos4. Los rasgos biomtricos4.1. Rasgos biomtricos de la cabeza4.2. Rasgos biomtricos de la mano y los dedos4.3. Rasgos biomtricos de todo el cuerpo4.4. Rasgos biomtricos de comportamiento4.5. Conclusiones

5. Aplicaciones de los sistemas biomtricos5.1. Contexto de las aplicaciones5.2. Categoras de las aplicaciones

6. Historia de la biometra7. Biometra, cine y arte7.1. El cine de la biometra7.2. Biometra y arte

8. Reflexiones sobre una sociedad biomtricaResumenActividadesAbreviaturasBibliografa

biometria para identificacion personas

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