Quais são os diferentes tipos de sensores biométricos?

O termo “Biometria” é derivado de “bio” que significa vida, e “métrica”, que significa medição. A biometria está se desenvolvendo para uso em diversas tecnologias, incluindo a identificação e reconhecimento único de pessoas. A tecnologia em sua conjuntura atual é amplamente utilizada em sistemas de segurança e vigilância.

Biometria biológica, morfológica e comportamentalA biometria também tem a possibilidade de convergir com outras tecnologias e estudos científicos. Por exemplo, a biometria comportamental pode ajudar a melhorar as interfaces computador-humano em evolução, como controle de voz, gestos e controle de ondas cerebrais para dispositivos de computador. Da mesma forma, a biometria morfológica e biológica pode ser benéfica no estudo da evolução humana. A biometria biológica, como o reconhecimento de DNA, combinada com diferentes conjuntos de dados médicos e biomédicos, pode auxiliar no estudo de doenças genéticas e até mesmo identificar características raciais específicas.

A biometria comportamental auxilia no estudo da inteligência física (cinestésica-corporal) para melhorar e avançar no treinamento esportivo e militar. Os conjuntos de dados biométricos podem ser usados ​​especialmente no treinamento do sistema educacional do lado direito do cérebro em todos os oito tipos de inteligência humana. São eles: verbal-linguístico, lógico-matemático, espacial, musical, corporal-cinestésico, interpessoal, intrapessoal e naturalista. Os conjuntos de dados biométricos podem ser úteis na identificação precoce de talentos naturais e na melhoria da formação em áreas específicas da inteligência humana.

Os dados biométricos já são usados ​​por agências policiais, de defesa e de inteligência. A Índia demonstrou com sucesso como os dados biométricos combinados com dados demográficos podem emitir identificações controladas pelo governo e cartões AADHAR. AADHAR é o sistema de identificação biométrica mais extenso do mundo na Índia, que está formal e informalmente integrado aos sistemas bancário, financeiro, de imposto de renda, médico e de aplicação da lei. Existe até a possibilidade de o governo da Índia integrar os dados da AADHAR com os dados do banco de terrenos para reduzir a corrupção na forma de propriedades Benami. O governo da Índia possui dados biométricos (retina, impressões digitais de todos os dez dedos e dados faciais) de mais de 1,28 mil milhões de indianos, que são formalmente utilizados para a implementação de regimes de bem-estar social controlados pelo governo. Pode ser utilizado para controlo do crime, aplicação da lei, antiterrorismo, monitorização demográfica, identificação de imigração ilegal de países vizinhos e até mesmo rastreio de transações financeiras ilegais e branqueamento de capitais. Isto pode ser feito digitalizando vários serviços públicos e privados e combinando AADHAR (uma identidade biométrica) com vários conjuntos de dados públicos e privados.

Embora as aplicações de segurança e vigilância se limitem à identificação e ao reconhecimento biométricos, os dados biométricos podem ter muitas aplicações quando combinados com big data (diferentes conjuntos de dados públicos e privados), inteligência artificial, aprendizagem automática, Internet das coisas e interfaces computador-humano.

O primeiro passo na biometria é a coleta de dados biométricos. Para isso, existem diferentes tipos de sensores biométricos. Esses sensores geralmente são projetados como dispositivos de ponta, e sensores mais sofisticados são controlados pela nuvem, envolvendo um alto nível de criptografia. Vamos aprender sobre sistemas biométricos, vários sensores biométricos e seus tipos.

O que é um sensor biométrico?
Sensores biométricos são transdutores que convertem características biométricas em sinais elétricos. Essas características incluem impressões digitais, íris, padrão de veias, voz, rosto, DNA, etc., que são detectados e digitalizados de acordo com um modelo definido por software. O mesmo modelo é posteriormente utilizado para comparação e identificação/reconhecimento único de pessoas. O funcionamento de um sensor pode ser intrinsecamente baseado na medição de uma ou mais grandezas físicas como intensidade de luz, capacitância, temperatura, imagem, etc. Em um sistema de segurança/vigilância, um sensor biométrico é utilizado como tecnologia de identidade. Juntamente com outros sistemas de acesso tradicionais, como códigos PIN ou senhas, garante exatidão, tornando o sistema à prova de falhas. Os novos sistemas de segurança não hesitam em confiar exclusivamente na autenticação biométrica, eliminando a necessidade de lembrar palavras-passe ou de transportar tokens de segurança.

Tipos de sensores biométricos
A biometria é amplamente dividida em três categorias, como segue.

Biometria biológica: envolve medições biológicas em nível genético ou molecular, e o sequenciamento de DNA é um sistema biométrico biológico. A biometria biológica requer a amostragem de DNA de sangue ou fluidos corporais. Isto não pode ser usado para sistemas de segurança ou autenticação, mas tem outras aplicações práticas, como correspondência de DNA, doenças genéticas e estudos microbiológicos.

Biometria morfológica: envolve a medição de características físicas e estruturas corporais. Os sistemas de segurança e autenticação são geralmente baseados em uma ou outra biometria morfológica. Isso inclui mapeamento de impressão digital, leitura de íris, reconhecimento facial, reconhecimento de geometria de dedo, reconhecimento de veias, geometria de mão, reconhecimento de ouvido e reconhecimento de odor.

digitalização de impressão digital

A leitura de impressão digital fornece acesso seguro com identificação biométrica

Biometria comportamental: envolve a medição de identificadores comportamentais exclusivos de uma pessoa. Esses sistemas não são comuns, mas são reservados para aplicações especiais. Isso inclui reconhecimento de assinatura, biometria de voz, biometria de marcha, reconhecimento de teclas digitadas e reconhecimento de gestos.

Biometria para sistemas de segurança e vigilância
Os sistemas de segurança utilizam biometria para autenticação, enquanto os sistemas de vigilância utilizam biometria para identificação. Os sistemas de segurança geralmente possuem dados biométricos de referência armazenados localmente, ou seja, no dispositivo de ponta, ou o dispositivo pode não estar conectado a nenhuma rede de internet. Os dados podem conter modelos armazenados para identificação de diversas pessoas. Quando uma pessoa solicita acesso, uma nova amostra de dados biométricos é coletada pelo scanner e comparada com modelos armazenados para determinar se a pessoa está autorizada ou não. Os scanners ópticos de impressão digital são os sistemas de segurança biométrica mais utilizados. Eles são de baixo custo e possuem aplicações que vão desde dispositivos embarcados autônomos até smartphones e computadores. Os scanners multiespectrais de impressão digital são melhores que os scanners ópticos, mas são mais caros. Sistemas de segurança biométrica mais sofisticados podem envolver medições adicionais, como digitalização da íris, reconhecimento facial, geometria dos dedos, geometria das mãos ou reconhecimento de padrões de veias. A digitalização da íris junto com a geometria da mão são os sistemas de alta segurança mais preferidos.

Os sistemas de vigilância destinam-se à identificação. O reconhecimento facial é o sistema de vigilância mais viável e estes sistemas geralmente não têm interação direta ou interface com pessoas a serem identificadas. Os sistemas de vigilância biométrica são sempre baseados em nuvem, com dados biométricos enviados criptograficamente por dispositivos de ponta pela rede.

Como funcionam os sensores de segurança biométricos?
Um sistema de segurança biométrica é projetado para autenticação. Envolve três etapas principais – inscrição, armazenamento e comparação. Na inscrição, os dados biométricos dos usuários válidos são inseridos no dispositivo junto com uma chave ou número de identificação. Por exemplo, um sensor de impressão digital pode coletar o modelo de impressão digital de um usuário válido e atribuir-lhe um número de identificação único. Esses dados biométricos são armazenados na memória de acordo com um modelo definido por software localmente ou em um banco de dados centralizado. Com a identidade biométrica de usuários válidos armazenada no dispositivo, sempre que um usuário tenta acessar o sistema, uma nova amostra biométrica é coletada pelo scanner biométrico e comparada com os modelos armazenados. A correspondência com os modelos armazenados determina se a identidade do usuário será rejeitada ou validada.

Muitos sistemas de segurança biométrica têm uma abordagem diferente. Os dados biométricos são armazenados em um cartão inteligente em vez de em um dispositivo local ou servidor centralizado. O sistema de segurança é projetado para validar os dados biométricos armazenados no token de segurança com a amostra viva coletada de seu usuário.

Medições biométricas
Existem três tipos de medidas biométricas – biológicas, morfológicas e comportamentais. Diferentes medidas biométricas são discutidas abaixo.

Identificadores biológicos:
Reconhecimento de DNA: envolve a coleta de amostras de DNA na forma de sangue ou fluidos corporais. O DNA é sequenciado e armazenado em formato semelhante. O DNA de uma pessoa corresponde em 99,7% ao de seus pais biológicos e os 0,3% restantes são um código repetitivo variável. O código redundante é exclusivo de uma pessoa e é usado para impressão digital genética.

Identificadores morfológicos:
Reconhecimento facial: envolve a captura de uma imagem digital do rosto por meio de fotos, vídeos ou transmissões em tempo real. A imagem digital é comparada com um padrão de reconhecimento facial que é um mapeamento de várias características faciais.

Mapeamento de impressões digitais: as impressões digitais são identificadores exclusivos. As impressões digitais são digitalizadas usando scanners ópticos, ultrassônicos ou capacitivos e armazenadas em um modelo predefinido. As novas digitalizações são comparadas com identificações de impressões digitais já armazenadas para corresponder a uma identidade.

Reconhecimento da geometria do dedo: Neste sistema, o comprimento, largura, área e espessura do dedo são usados ​​como identificadores exclusivos.

Geometria da mão: utiliza características físicas de toda a palma da mão, incluindo características dos dedos, para identificar uma pessoa.

Reconhecimento da retina: O padrão dos vasos sanguíneos da retina é exclusivo de uma pessoa. A íris é escaneada usando luz visível ou infravermelha, e os padrões da retina são armazenados de acordo com marcadores definidos por software. As novas varreduras são então comparadas com o padrão retinal armazenado para autenticação ou identificação biométrica.

Reconhecimento auditivo: utiliza a estrutura da orelha como identificador. A forma e a estrutura das orelhas permanecem intactas durante anos e são novamente uma característica única do corpo.

Reconhecimento de veias: As veias da palma da mão, dos dedos ou dos olhos são escaneadas usando scanners ópticos, e o padrão das veias é armazenado como um identificador exclusivo.

Reconhecimento de odores: envolve o reconhecimento de aromas usando padrões químicos únicos.

Reconhecimento posterior: trata-se de uma tecnologia em desenvolvimento que mede o contorno de uma pessoa e o ponto de pressão em uma cadeira para uma identificação única. Está em desenvolvimento como tecnologia anti-roubo para automóveis.

Identificadores comportamentais:
Reconhecimento de assinatura: envolve a identificação da caligrafia nas assinaturas. Esta tecnologia é amplamente utilizada para autenticação em transações bancárias e financeiras.

Reconhecimento de voz: usa o padrão de voz de uma pessoa como um identificador exclusivo.

Reconhecimento da marcha: envolve a extração de características da marcha para identificação.

Como funciona o controle por gestos. (Imagem: Aptiv)

Reconhecimento de gestos: envolve a identificação de padrões de gestos para identificação pessoal.

Reconhecimento de pressionamento de tecla: envolve medir os padrões de tecla pressionada e pressionada de uma pessoa em um teclado e usá-lo para identificação.

Reconhecimento de envolvimento nas redes sociais: Este sistema de segurança cibernética tenta identificar um usuário registrado on-line com base em sua interação e envolvimento anteriores com um site.

Vantagens e desvantagens da biometria
Os sistemas de identificação biométrica apresentam diversas vantagens. Eles são exclusivos de uma pessoa e não mudam ao longo da vida. Estes são intransferíveis e quase impossíveis de falsificar ou personificar. Também não é fácil roubar dados biométricos. Portanto, os sistemas de segurança biométrica são mais confiáveis ​​e eficientes. Existem alguns contras também. Os sistemas de segurança biométrica requerem frequentemente infra-estruturas mais dispendiosas. Os dados biométricos armazenados localmente ou num servidor centralizado ainda podem ser pirateados, mesmo que não sejam facilmente personificados ou falsificados. Os sistemas biométricos não funcionam se não receberem dados suficientes. Mesmo que as identidades biométricas sejam armazenadas adequadamente, ainda existem raras, mas algumas chances de falsos positivos e falsos negativos.

Aplicações da biometria
Atualmente, a biometria é amplamente utilizada em medicina forense, aplicação da lei, segurança aeroportuária, saúde, militar e inteligência, identificação civil, segurança civil, controle de imigração, acesso e autenticação, serviços bancários, autenticação de transações financeiras, vendas ponto a ponto e tecnologias anti-roubo. Os dados biométricos têm um alcance ainda maior quando combinados com outros conjuntos de dados úteis.

Desafios em biometria
Os scanners biométricos são integrados em dispositivos incorporados, bem como em smartphones e em muitos dispositivos de consumo. Muitos sistemas de identificação biométrica, como reconhecimento facial, reconhecimento de voz e reconhecimento de gestos, podem ser facilmente implementados online sem qualquer infraestrutura específica. A presença crescente de scanners biométricos, câmaras de vigilância e a sua conectividade a redes online levantou preocupações sobre segurança de dados, violação de privacidade, proteção de identidade e segurança de dispositivos.

Conclusão
Os sensores biométricos estão a ganhar terreno, especialmente em sistemas de segurança e vigilância. Eles são pelo menos mais confiáveis ​​e eficientes do que os sistemas tradicionais de segurança baseados em senhas ou PIN. Além das aplicações de segurança, os dados biométricos têm o seu alcance quando combinados com conjuntos de dados demográficos, geográficos, médicos, científicos, financeiros e económicos.

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