Lächeln statt PIN

Foto soll künftig Passwörter bei Chipkarten ersetzen

Über 20 Milliarden Chipkarten sind heute weltweit etwa als Bank-, Kredit- oder SIM-Karten im Einsatz. Wer auf sie zugreifen möchte, muss sich für jede Karte einen eigenen PIN-Code merken. Schon bald könnte es allerdings ausreichen, sein Gesicht zu zeigen, um sich als Besitzer seiner Chipkarte auszuweisen. Möglich macht dies ein neues Verfahren zur biometrischen Authentifizierung der Fachhochschule St. Pölten, das für gängige Chipkarten entwickelt wurde.

Dabei wird ein auf dem Chip gespeichertes Personenfoto mit einem jeweils aktuellen Kamerabild abgeglichen. Steckt man in Zukunft also seine Chipkarte etwa in den Bankomat, reicht ein Lächeln, um Geld zu beheben. Denn die Authentifizierung des Nutzers erfolgt dann über die Erkennung des Gesichts.

Andere Ansätze, wie beispielsweise die Erkennung über den Fingerabdruck, seien in der Gesellschaft im alltäglichen Einsatz wenig akzeptiert. Die Authentifizierung mittels Gesichtserkennung über die Chipkarte genieße hingegen eine hohe Akzeptanz bei den Benutzern, erläutert Projektleiter Ernst Piller.

"Schließlich sind wir daran gewöhnt, uns über unser Gesicht auszuweisen. Auf jedem Ausweis befindet sich ein Foto. Und das ist beim Chipkartensystem ähnlich. Nur wird hier ein auf dem Chip gespeichertes Foto mit einem aktuellen Kamerabild abgeglichen." 

Gesichtsabgleich direkt am Chip
Der biometrische Mustervergleich erfolge somit direkt am Chip der eigenen Karte, da die Nutzer nicht identifiziert, sondern nur authentifiziert werden sollen. Dafür müssen die persönlichen Daten nicht zentral in einer Datenbank gespeichert werden. Dieses sogenannte Matching-on-Chip-Verfahren - kurz MOC - biete so erhöhten Schutz vor Datenmissbrauch und maximale Sicherheit für die Benutzer, hieß es in einer Mitteilung der FH.

Datenumfang stellte Forscher vor Herausforderung
Um jedoch ein Verfahren der Gesichtserkennung entwickeln zu können, das für gängige Chipkarten tauglich - und damit praktikabel - ist, war eine zweijährige Forschungstätigkeit nötig. Die größte Herausforderung, der sich das Forscherteam stellen musste, war der enorme Umfang der Datenmengen, die durch die biometrische Verarbeitung des menschlichen Gesichts gewonnen werden.

"Im Gegensatz zu einem Fingerabdruck bietet ein Gesicht aufgrund der großen Flächen reduzierte und weniger aussagekräftige Informationen über eine Person. Zum Beispiel haben sehr viele Personen den gleichen Augenabstand, sehen aber völlig unterschiedlich aus. Deshalb müssen auch viel mehr Daten verarbeitet werden. Diese stellen aber für die herkömmliche Chipkarte eine große Hürde dar, da sie nur über sehr begrenzte Speicher- und Rechnungsleistungen verfügt", erklärt Piller.

Die Vermessung des Gesichts
Aus diesem Grund wurden im ersten Projektabschnitt bestehende Verfahren der Gesichtserkennung analysiert und evaluiert. Sie basieren auf Algorithmen, die ein Gesicht auf unterschiedliche Art analysieren. Allen gemeinsam ist, dass sie ein Gesicht als eine Anzahl von Punkten wahrnehmen. Wie diese dann ausgewertet werden, variiert. Es zeigte sich, dass die verschiedenen verwendeten Algorithmen jeweils Stärken und Schwächen aufwiesen. 

Abgleich binnen einer Sekunde
Auf diesen Erkenntnissen aufbauend, wurde im zweiten Teil des Projekts ein neues Vorgehen erforscht und entwickelt. Dieses werde nun auch den begrenzten Möglichkeiten einer Chipkarte gerecht, so die Forscher. In der Realität könne der Abgleich zwischen Foto und Kamerabild auf einer Chipkarte nun in nur einer Sekunde erfolgen.

System kommt ohne Spezialtechnologien aus
Aber nicht nur die schnelle Analyse und die breite Akzeptanz stellten Vorteile des MOC-Verfahrens dar. Entscheidend für die Praxisanwendung sei auch die Implementierung des Systems. Diese kommt den Forschern zufolge ganz ohne Spezialtechnologien aus: Während auf die Chipkarte nur ein Personenfoto geladen werden muss, braucht zum Beispiel in den Bankomat lediglich eine handelsübliche Kamera eingebaut zu werden, die ein Bild der Nutzer aufnimmt.

Die Vorteile dieser einfach anwendbaren Methode hätten auch schon erste Kooperationspartner aus der Wirtschaft erkannt, schreiben die Forscher. Gemeinsam arbeite man nun am großflächigen Einsatz der Technologie.