martes, 10 de septiembre de 2013

Identidad con biometría neuronal

Autor:
PhD. Guillermo Choque Aspiazu
http://www.eldiario.net/
Publicado en:
Junio 22 de 2009

La identidad de una persona se puede determinar utilizando tres métodos, según las características que se solicite a la persona: (1) Información, por ejemplo, una clave, una frase de salvoconducto, etc. (2) Posesión, por ejemplo, una llave, un certificado digital, una tarjeta inteligente, etc. (3) Identidad, por ejemplo, la voz, una huella dactilar, la firma manuscrita, el iris, etc. Estos métodos pueden combinarse según las necesidades de seguridad de los servicios que requieran la verificación de identidad de una persona. La biometría es la ciencia que se dedica a la identificación de individuos a partir de una característica anatómica o un rasgo de su comportamiento. Desde hace muchos años, y dada la importancia que tiene en la sociedad la tecnología, se están desarrollando multitud de aplicaciones informáticas para la biometría, con lo que se puede hablar de "biometría informática". La "biometría informática" es la aplicación de técnicas biométricas para la autentificación e identificación automática de personas en sistemas de seguridad informática. Las técnicas biométricas se basan en medir al usuario directa o indirectamente para reconocerlo automáticamente aplicando técnicas estadísticas y de inteligencia artificial. Entre las técnicas de inteligencia artificial resaltan: las redes neuronales artificiales, la lógica difusa, los algoritmos genéticos, etc.


Una red neuronal artificial es un procesador distribuido en paralelo de forma masiva que tiene una tendencia natural para almacenar conocimiento de forma experimental y lo hace disponible para su uso. Una red neuronal artificial simula una red neuronal biológica, en la que cada nodo o unidad de procesamiento, se corresponde con una neurona y tiene como función recibir varios impulsos, procesarlos y transmitir un resultado a otro u otros nodos. La implementación de las redes neuronales artificiales como modelo matemático para las redes neuronales biológicas fue desarrollada por McCulloch y Pitts en el año 1943. Sin embargo, como entidad matemática, ellas tienen un interés intrínseco y su importancia y aplicación se ha extendido más allá de lo originalmente imaginado. Para la tarea de reconocimiento de patrones, tal como la identidad de una persona, existe un número fijo de categorías en las cuales las muestras de entrada deben clasificarse. Para ello primero se requiere una fase de entrenamiento en la que se presenta a la red los patrones que debe aprender y la categoría en cual clasificarlo. Entonces se le presenta a la red un patrón nuevo y desconocido pero que pertenece a alguna de las categorías aprendidas y esta debe decidir a qué categoría se parece más. La ventaja de usar redes neuronales está en el hecho que se pueden separar regiones no lineales de decisión tan complicadas como se desee dependiendo del número de neuronas y capas. Por lo tanto, las redes neuronales artificiales sirven para resolver problemas de reconocimiento y clasificación de alta complejidad.

La biometría consiste en la aplicación de técnicas matemáticas y estadísticas para el estudio de las ciencias biológicas, como la medicina, la biología, etc. Recientemente, el término biometría se ha asociado a un área tecnológica que emplea muestras biológicas, tales como la imagen del iris, la huella dactilar o la imagen del rostro, para la identificación de las personas. Se utiliza el término biometría para describir la aplicación de las técnicas utilizadas para el reconocimiento e identificación automática de las personas. La biometría consiste en la medición directa o indirecta de características de un usuario para identificarlo de manera automática, mediante el empleo de técnicas estadísticas, tales como el reconocimiento de patrones de señal, comparación, etc., o de técnicas de inteligencia artificial, tales como las redes neuronales, la lógica difusa, los algoritmos genéticos y otros. Los datos biométricos del usuario son capturados durante la fase de registro, procesados para extraer información característica, normalmente un patrón biométrico, y guardados en un dispositivo de almacenamiento como una tarjeta inteligente o una base de datos. Durante la explotación y uso del sistema, el usuario presentará de nuevo su rasgo biométrico al sistema que lo comparará con el que se obtuvo en la fase de registro.

Es necesario indicar que la identificación biométrica no se basa en la comparación exacta de dos imágenes, sino que consiste en la comparación de elementos característicos propios de las muestras, y codificados digitalmente, que se denomina “patrón biométrico”: cuando se dispone de dos muestras, la originalmente registrada y la presentada en el momento de la identificación, y las características coinciden superando un umbral establecido por cada técnica, entonces se puede afirmar con determinada certeza que las muestras coinciden. La eficiencia y la fiabilidad de los sensores y técnicas biométricas se reflejan en dos parámetros característicos. (1) Tasa de autorización errónea., es decir, la probabilidad de que un usuario no autorizado sea aceptado. Este parámetro deberá ajustarse para evitar el fraude en los sistemas biométricos. (2) Tasa de rechazo erróneo, es decir, la probabilidad de que un usuario que está autorizado sea rechazado a la hora de intentar acceder al sistema. Este parámetro debe ajustarse para mejorar la experiencia de uso de los sistemas. Si los usuarios son rechazados erróneamente con gran frecuencia, parecerá que el sistema no funciona correctamente.

Un sistema biométrico en particular es aquel que utiliza la huella dactilar. Esta huella representa un patrón único de identificación entre las personas, aún entre gemelos. Este patrón conserva la misma forma desde la formación del feto hasta la muerte de la persona. Estas características representan un medio bastante robusto y confiable para un sistema de seguridad. Con el incremento de cálculo de las computadoras se han ido desarrollando sistemas automatizados para realizar la clasificación e identificación de huellas dactilares. Básicamente los sistemas biométricos basados en huellas dactilares son de dos tipos: (1) Sistema de Autentificación Automático de Huellas Dactilares y (2) Sistema de Identificación Automático de Huellas Dactilares. En un sistema de autentificación la entrada es la identidad y la imagen de la huella dactilar de una persona; la salida es una respuesta positiva o negativa acerca de si la imagen de entrada pertenece a la persona cuya identidad es indagada. En un sistema de identificación la entrada es solo la imagen de la huella dactilar y la salida es una lista de identidades de personas que pueden tener la huella dada, además de una puntuación de cada identidad indicando el grado de similitud entre ésta y la huella dada. Una vez procesados estos datos, la huella no se almacena sino que sólo queda el patrón dactilar con la información necesaria. El patrón dactilar garantiza también que la huella en sí no puede ser reconstruida a partir del mismo. Este es el método biométrico actualmente más conocido, extendido y aceptado. Su despliegue requiere un costo bajo, y sus sensores logran buenos valores de autorización y rechazo erróneo, a pesar de que también es el que sufre una mayor ingeniería del fraude.

Son múltiples los servicios que se pueden derivar de la utilización e integración de las técnicas biométricas en las redes de comunicaciones y, más en concreto, en el proceso de identificación de usuarios. Se pueden distinguir entre los servicios de acceso físico, donde se requiere la presencia física del usuario a la hora de realizar el proceso de verificación o identificación biométrica, o los servicios de acceso lógico, donde este proceso se realiza de forma remota, generalmente a través de una computadora personal o un dispositivo móvil. Además, se puede establecer otra categoría en función de si los procesos son atendidos o desatendidos, es decir, si existe la presencia de personal de control a la hora de verificar las acciones del usuario o si, por el contrario, todo el proceso se automatiza y se confía plenamente en la infraestructura informática y de control dispuesta a tal efecto. Entre los accesos físicos se pueden encontrar los siguientes servicios: (1) Acceso a infraestructuras y edificios. Se basa en un servicio de seguridad, ya conocido, de proteger las zonas sensibles de edificios con sensores biométricos que únicamente permiten el paso a las personas que se identifiquen ante él. Integrado en un sistema informático, con una red local de empresa, se puede controlar fácilmente el acceso proporcionando un alto nivel de seguridad. Los ejemplos típicos son las cámaras de vídeo que requieren la cara del visitante o pomos con sensor para introducir la huella del mismo. (2) Control aeroportuario y de fronteras. Con el fin de agilizar procesos de embarque y de elevar el nivel de seguridad a la hora de verificar las identidades de los viajeros, es posible incorporar elementos biométricos en los pasaportes para su rápida lectura con máquinas especiales que puedan conectarse a bases de datos de viajeros o de la Policía en el caso de fronteras y registros aduaneros.

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