La tecnologia dell'identificazione biometrica ha iniziato a svilupparsi agli inizi degli anni 60, ma solo ora sta generando particolare interesse negli sviluppatori in conseguenza della sempre più ampia disponibilità di sensori integrati in maniera nativa nei sistemi embedded, della minore invasività dei metodi e soprattutto del maggiore livello di affidabilità. L'identificazione biometrica è una metodologia di riconoscimento e attestazione di identità delle persone tramite informazioni di natura fisica (faccia, impronta digitale, impronta vocale, retina, ecc.) o di natura comportamentale (movimento delle labbra, modo di scrivere, modo di parlare, modo di digitare i tasti della tastiera, ecc.). Rispetto all'identificazione tramite tecniche classiche come la password o i token, l'identificazione biometrica non è in grado di offrire il 100% di successo, in quanto basata su informazioni di natura fisica e non numerica o logica, ma, malgrado i fattori di costo decisamente superiori, sta diventando sempre più interessante per le applicazioni embedded. I sistemi di identificazione biometrica hanno un intrinseco vangaggio racchiuso in una serie di aspetti che, negli altri metodi di identificazione non sono presenti. Questi vantaggi sono legati alla natura fisiologica e comportamentale della persona e quindi uniche e difficilmente riproducibili in maniera efficace da parte di persone non autorizzate. Essendo parte integrante della persona, i dati biometrici non possono essere smarriti o dimenticati, quindi sono sempre disponibili e facilmente presentabili in maniera naturale (guardando verso una telecamera, appoggiando un dito su un sensore, rispondendo a una domanda, ecc.). Un aspetto di primaria importanza è quello della natura automatica del processo di identificazione consentito dall'identificazione biometrica. Il soggetto, quando interagisce con un ambiente o con un sistema, si comporta in maniera naturale e mentre interagisce, il sistema ne misura i connotati biometrici identificandolo. Per esempio l'identificazione tramite voce o tramite il volto è un processo che può avvenire senza che venga richiesto alla persona di eseguire la procedura di identificazione. Questo aspetto è particolarmente importante nelle applicazioni embedded in quanto l'intefaccia di tali sistemi tende ad essere naturale (audio-visuale) e quindi è sempre meno disponibile all'interazione tramite interfaccia tradizionale (tastiera-display). Un altro aspetto particolarmente importante è la natura dell'informazione che consente l'identificazione. Nell'identificazione biometrica vengono utilizzate informazioni di natura fisiologiche e comportamentali che, combinate tra loro, sono praticamente uniche e non trasferibili ad altri soggetti. Inoltre non sono modificabili e sono permanenti (anche se alcune tipologie di informazioni biometriche possono cambiare significativamente nel tempo, per esempio la voce o il volto).
Identificazione biometrica multimodale
La multimodalità è il nuovo approccio che sta caratterizzando l'identificazione biometrica di nuova generazione intesa da una parte a garantire il tasso di successo nell'identificazione prossimo al 100% e dall'altra un maggiore livello di sicurezza relativamente alla copiabilità e replicabilità fraudolenta delle caratteristiche biometriche. I sistemi di identificazione multimodali integrano due o più metodi di identificazione biometrica (per esempio impronta digitale e impronta vocale) in modo da rendere più robusto il processo di identificazione e contemporaneamente rendere quasi impossibili le azioni fraudolente. I sistemi biometrici multimodali sono particolarmente efficaci, in quanto adattabili alle diverse situazioni applicative, per esempio quelle in cui l'individuo non è collaborativo. Altre metodologie di identificazione stanno emergendo, in particolare quelle che fanno riferimento ai segnali bioelettrici prodotti dal corpo umano, come ad esempio quello generato all'attività cardiaca. Questo segnale ha connotati unici per ogni persona, è facilmente catturabile tramite sensori elementari (elettrodi), è robusto contro gli spuff (sostituzione di identità) e le falsificazioni. La prima generazione di dispositivi biometrici (lettori di impronta digitale, riconoscitori di impronta vocale, scanner di retina, ecc.), pur avendo avuto successo nella prima fase di introduzione, soprattutto i sistemi basati sull'impronta digitale, nella successiva fase di consolidamento gli sviluppatori hanno cominciato ad essere perplessi relativamente all'applicazione nei sistemi embedded i tali tecnologie. Ora è in atto una nuova fase dello sviluppo delle tecnologie biometriche intese all'integrazione di varie metodologie per superare tali perplessità, legate soprattutto alla violabilità delle tecnologie di identificazione biometrica, inclusa quella delle impronte digitali.
L'innovazione dell'identificazione biometrica
L'identificazione biometrica attualmente copre quasi tutte le possibilità legate alla connotazione unica degli individui. Di tali connotazioni le seguenti sono quelle più comunemente utilizzate nelle applicazioni embedded: impronta digitale, impronta vocale, fisionomia del volto, struttura dell'iride, firma, geometria della mano. Per queste connotazioni fisiologiche e comportamentali sono state sviluppate tecnologie ettroniche ad hoc per la cattura delle informazioni da cui estrarre gli elementi identificativi dell'individuo (per esempio gli scanner di impronta digitale, oppure speciali telecamere per la cattura dell'immagine dell'iride). Nuove modalità di identificazione biometrica stanno emergendo in alternativa a quelle di prima generazione per ottenere prestazioni aggiuntive come un maggior livello di sicurezza o la non invasività del metodo di cattura: modo di camminare, struttura vascolare, struttura della retina, mappa termica della faccia, elettrocardiogramma. La disponibilità di mezzi di cattura di natura elettronica allo stato solido e integrato nei dispositivi embedded è stata una delle principali motivazioni del prevalere di una tecnica biometrica rispetto a un'altra, non necessariamente l'efficacia e l'efficenza. Un esempio emblematico è stato l'introduzione degli scanner allo stato solido per la cattura delle impronte digitali che ha consentito l'applicazione delle metodologie di identificazione biometrica a livello di sistemi embedded (per esempio all'interno di smart card), ma che non rappresenta comunque la soluzione ideale. L'impronta digitale, pur essendo un metodo efficace, non è il metodo migliore per l'identificazione biometrica. Oltre a non essere il più sicuro, dipende strettamente da sensori specifici (lettori di impronta digitale) non nativi dei sistemi embedded (come invece lo sono i microfoni, le fotocamere, gli accelerometri, ed altre tipologie di sensori). Altri metodi, come per esempio quelli che identificano tramite il modo di camminare stanno emergendo in quanto da una parte si basano su sensori nativi come gli accelerometri, dall'altra perchè non richiedono la collaborazione della persona. Un'ulteriore possibilità sono i metodi basati sui segnali bioelettrici prodotti dal corpo umano, come per esempio il segnale prodotto dall'attività cardiaca (ECG), dall'attività cerebrale (EEG) e dall'attività muscolare (EMG). Questi sono molto importanti, in quanto presentano il vantaggio di rendere impossibile l'esecuzione di copie fraudolente o di riproduzione artificiale.
Gait biometric:
identificare tramite il modo di deambulazione
Il Gait biometric è un metodo di identificazione biometrica molto efficace, basato sul modo di camminare degli individui. È una caratteristica biometrica praticamente impossibile da falsificare e quindi particolarmente sicura e che non richiede collaborazione da parte della persona da identificare. Il modo di camminare di un individuo è caratterizzato dalla ripetizione di ciclica di due fasi determinate dall'alternarsi delle due gambe nell'avanzare. La dinamica di questo movimento è identificativa della persona e può essere rilevato attraverso vari sistemi di cattura video oppure inerziali. La cattura inerziale tramite accelerometro del movimento relativo alla deambulazione è particolarmente interessante come sistema di identificazione biometrica personale in quanto può essere ottenuto in maniera semplice, economica e non invasiva. Grazie all'utilizzo degli accelerometri presenti nei sistemi di comunicazione personali come gli smartphone, l'identificazione biometrica della persona può essere implementata solo in termini software, sfruttando la disponibilità nativa degli accelerometri in quasi tutti i sistemi palmari di computing e di comunicazione. La non necessaria collaborazione del soggetto è un punto forte di questa metodologia di identificazione biometrica insieme alla non invasività. Il segnale di movimento della deambulazione catturato da un accelerometro consiste in un ciclo ripetitivo di oscillazioni corrispondenti a movimenti di alternanza delle gambe e di appoggio dei pieni sulla superfice di deambulazione. Il ciclo si completa quando il primo dei due piedi ritorna nella stessa posizione di articolazione da cui aveva cominciato il ciclo. Questo ciclo viene considerato come un'impronta biometrica del soggetto su cui si possono eseguire misure di ampiezza e di tempo che connotano in maniera univoca il soggetto deambulante. È evidente che imitare o copiare questa caratteristica biometrica del soggetto è non solo difficoltoso, ma quasi impossibile. Al contrario, la semplicità di rilevamento e la non necessaria collaborazione del soggetto, la rende particolarmente idonea in applicazioni embedded, quali la protezione contro il furto e l'uso illecito dei dispositivi portatili.
