Sicherheit – Biometrische Anwendungen

Ob wir unser Handy aktivieren, den Rechner einschalten oder im Internet einkaufen – immer müssen wir uns identifizieren, meist mit einer mehrstelligen Ziffer oder einem Passwort. Doch es gibt schon erste Anwendungen, bei denen es viel komfortabler geht – mit Chipkarten und einem Schlüssel, den jeder bei sich trägt: seinem Fingerabdruck, der Stimme oder dem Gesicht.

Jeder von uns ist einzigartig. Unsere Stimmbänder sind es ebenso wie die Muster unserer Fingerabdrücke oder der Kapillargefäße, die unsere Iris mit Sauerstoff versorgen. Seit Urzeiten erkennen sich Menschen an ihrem Erscheinungsbild, dem Gesicht, der Stimme, dem Gang. Wie angenehm wäre es, wenn dies auch Maschinen könnten! Denn ob wir ein Handy aktivieren, im Internet surfen oder eine Banküberweisung vornehmen wollen – immer müssen wir unsere Berechtigung nachweisen, uns authentifizieren. Elektronisch geht dies heute meist über eine persönliche Geheimzahl (PIN) oder ein Passwort, was sehr unbequem sein kann, denn wer kann sich schon Dutzende von Nummern und komplizierten Codes merken?

In Zukunft könnte all dies viel komfortabler ablaufen. Schon heute gibt es Hotels, wo der Gast nicht einmal mehr einchecken muss, etwa das Hotel Palafitte nahe Lausanne in der Schweiz. Wer hier ein Zimmer beziehungsweise einen im Wasser des Neuenburger Sees stehenden Pavillon reserviert hat, braucht nur noch zur Zimmertür zu gehen, einen Sensor zu berühren und schon ist er drin.

Neue Gäste legen am Empfang ihren Finger auf ein Lesegerät von Siemens – für den Fall, dass einmal ein Finger verletzt sein sollte, wird noch ein zweiter erfasst. Das mit einem Halbleitersensor von Infineon ausgerüstete Gerät erstellt ein digitales Bild der Fingeroberfläche, "wobei den eigentlichen Fingerabdruck aber niemand zu sehen bekommt", wie Raphael Henrich betont, der das Gerät entwickelt hat. Der Biometrie-Experte des Product Creation Centers der Siemens Gebäudesicherheit in Karlsruhe sagt, dass das Bild des Fingerabdrucks auf etwa 15 charakteristische Elemente reduziert wird, die dann verschlüsselt und als ein so genanntes Template an die Datenbank des Hotels weitergeleitet werden.

Anschließend wird das Template übers hoteleigene Intranet auf ein Lesegerät an der Zimmertür übertragen. Berührt der Gast diesen "FingerTip Reader", werden die dort erzeugten biometrischen Daten mit dem gespeicherten Template verglichen. Stimmen beide überein, wird eine ID-Nummer an den Controller der Tür weitergeleitet, und schon öffnet sich das Türschloss – ohne dass der Gast von den elektronischen Details etwas mitbekommt.

Ist es erst einmal gespeichert, kann das Template bei jedem Hotelbesuch wieder genutzt werden. Und damit nicht genug: "In Zukunft", so Henrich, "könnte das FingerTip-System in großen Hotelketten eingesetzt werden. Fliegt man etwa von Paris nach Berlin, bräuchte man gar nicht erst im Hotel einchecken, sondern könnte gleich aufs Zimmer gehen, weil das Template bereits übers Hotel-Intranet weitergereicht worden wäre."

Die Fingerabdruck-Lösung als erstes in Hotels einzusetzen, bietet sich in der Tat an, denn verloren gegangene Karten und Schlüssel sind recht kostspielig. Doch ebenso gut kann das Verfahren zu Hause, im Auto, in Büros oder als Ergänzung für bestehende Sicherheitssysteme von Nutzen sein. "Fingerprint-Biometrie", sagt Henrich, "eignet sich für Massenmärkte".

Zum Beispiel auch für Behörden. So plant Macao, in den nächsten vier Jahren alle 460 000 Einwohner mit fälschungssicheren Ausweisen voller Siemens-Technik auszustatten. Nutzt ein Bürger seine Karte, um einen Behördengang zu tätigen, muss er nur einen Finger auf ein Lesegerät halten, und die gewonnenen Daten werden mit denen auf der Karte und denen in einem Trust Center verglichen. Diese Smartcard, die auch Unterschrift und Bild des Inhabers enthält, wird künftig vielleicht auch den Führerschein und die Versicherungskarte ersetzen und als elektronische Geldbörse dienen.

Das Telefon erkennt die Stimme. Etwa die Hälfte des Umsatzes mit biometrischen Techniken gehen auf das Konto von Fingerabdruckverfahren (siehe Fakten und Prognosen: Biometrie). Deutlich an Bedeutung gewinnen könnte künftig aber eine Technologie, die derzeit erst einen Marktanteil von 4,3 % hält: die Stimmenerkennung. Unter den vielen biometrischen Techniken, an denen Siemens arbeitet (siehe Beitrag Codes des Körpers), ist sie besonders vielversprechend. "Die Biometrie wird aus zwei Richtungen auf den Markt kommen", erklärt Dr. Stephan Grashey, der bei Siemens Corporate Technology in München die Stimmenerkennung entwickelt. "Zum einen über den High-End-Sektor, wo Sicherheit groß geschrieben wird, und zum anderen über den Low-End-Sektor, bei dem es um Komfort geht. Hier ist die Sprecher-Erkennung ideal für den riesigen Mobiltelefon- und Callcenter-Markt." Grashey und seine Kollegen setzen darauf, dass neueste Handys fürs komfortable Wählen bereits die Spracherkennung beherrschen. Der Nutzer kann nun dem Mobiltelefon auf einfachste Weise auch die Sprechererkennung beibringen, indem er die Zahlen "eins" bis "neun" und die Zehnereinheiten von zehn bis neunzig als Referenzwerte aufsagt. Später verlangt das Handy von ihm, eine zufällig erzeugte zweistellige Ziffer auszusprechen. Fürs Erkennen nutzt es dann die gespeicherten Referenzzahlen.

Grasheys Verfahren zur Sprechererkennung ist bereits so ausgereift, dass es der Börsenmakler Charles Schwab einsetzt, um Investoren den Handel per Telefon zu ermöglichen. Und einige Banken prüfen, ob es sich als Zugangssystem fürs Telefonbanking eignet. "Für die deutsche Sprache ist unsere Technologie einsatzbereit; an Englisch und andere Sprachen wird sie gerade angepasst", sagt Grashey. Und es gibt noch viele andere Einsatzmöglichkeiten: Der per Stimme aktivierte Bildschirmschoner, den Grashey entwickelte, ist nur eine davon. Vielleicht interessanter noch ist folgende: Nicht selten passiert es, dass der Zugang zu Bankkonten oder ähnlich sensiblen Bereichen gesperrt wird, wenn sich Kunden falsch an ihren Zugangscode erinnern. Sie könnten nun einfach beim Callcenter der Bank anrufen, einige Zufallszahlen wiederholen und das Konto würde wieder entsperrt. Da es durchschnittlich etwa 20 € kostet, wenn ein Callcenter-Agent mit Kunden wegen eines neuen Passworts telefonieren muss, könnte das automatisierte, stimmenaktivierte System viel Geld sparen.

Ebenso beim Zugang zu weltweiten Telefonnetzen. "Hätten AT&T oder MCI einen solchen Stimmenerkenner, könnten Sie überall auf der Welt zum Telefonhörer greifen, Ihren Namen nennen und ein paar Zufallszahlen nachsprechen", sagt Grashey. "Einfacher geht's nicht."

Kombinierte Biometrien. Verschiedene biometrische Techniken lassen sich auch kombinieren, was Komfort und Sicherheit erhöht. Dr. Vinay Vaidya, Arun Nair und ihr Team haben bei einer Siemens-Tochterfirma in Pune, Indien, und in München den Intelligent Digital Passport (IDP) entwickelt. Ein Gerät zeichnet die Stimme des Nutzers auf, erstellt ein digitales Bild seines Gesichts und registriert seinen Fingerabdruck. Die Daten werden komprimiert, verschlüsselt und auf eine Smartcard übertragen. Um später Zugang zu einem geschützten Bereich zu erhalten, findet derselbe Vorgang noch einmal statt – nur dass der Nutzer diesmal auch seine Karte in ein Lesegerät einführt. Die vor Ort aufgenommenen biometrischen Daten werden dann mit denen auf der Karte verglichen. Da die Daten nur zwischen Lesegerät und Karte übertragen werden, ist kein Zentralrechner involviert. Dieses kombinierte Verfahren gilt als außergewöhnlich sicher. Dazu Nair: "Mit dem IDP ist die Gefahr, dass unberechtigte Personen Zutritt erhalten oder dass jemandes Identität gestohlen wird, praktisch gleich Null." Aus diesem Grund wird der IDP bereits beim indischen Verteidigungsministerium eingesetzt.

Zudem eröffnet die kombinierte Anwendung neue Formen der Mensch-Maschine-Interaktion. Das findet jedenfalls Stephan Grashey, der auch biometrische Lösungen für das Smartkom-Projekt entwickelt. Im Rahmen dieses vom deutschen Bundesforschungsministerium unterstützten Projekts werden unter anderem eine multimediale Telefonzelle und ein personalisierter Schreibtisch entwickelt. Beide nutzen neben der Stimmenerkennung die Technologie des Siemens Virtual Touchscreen, eines Computers, der mit Hilfe von Gesten bedient werden kann. Eine Kamera erkennt den Nutzer an seiner Handkontur. "Damit könnten sich eine gewöhnliche Telefonzelle oder ein Tisch im Hotelzimmer in ein personalisiertes multimediales Büro verwandeln", sagt Grashey. Die biometrische Erkennung liefert den Zugang, und über Gestik und Sprachsteuerung könnte der Anwender seine Mailbox oder sein Internetportal nutzen.

Arthur F. Pease