spacer.png, 0 kB
Volg Cursor via Twitter Volg Cursor via Facebook Cursor RSS feed
spacer.png, 0 kB

spacer.png, 0 kB
Sluitstuk

Dode hoek overleven door sensorsysteem
Cursor in PDF formaatCursor als PDF
    PrintE-mail Tweet dit artikel Deel dit artikel op Facebook

    Een veilige pinautomaat om je vingers bij af te likken

    27 januari 2011 - Over een jaar of vijf hebben we geen pincode meer nodig om geld te halen bij een automaat. Een snelle scan van een vingertop volstaat dan om de identiteit van de klant vast te stellen. Onderzoeker Ed Busselaar ontwikkelde een prototype dat de geldautomaat veel betrouwbaarder maakt en fraudeurs met bankpasjes het nakijken geeft.
    Ed Busselaar. Foto | Bart van Overbeeke

    Hoewel banken de exacte omvang verzwijgen, is algemeen bekend dat het systeem met pinautomaten niet waterdicht is. Het betaalpasje met magneetstrip en pincode is een gewilde prooi voor zogeheten skimmers die de geheime gegevens op de kaart kopiëren en vervolgens hun slag slaan. Het 'nieuwe pinnen' met de EMV-chip zal daar vermoedelijk niet veel aan veranderen. Een onderzoeksgroep uit Cambridge heeft al fouten in het nieuwe systeem ontdekt.

    De crux van de beveiliging ligt vooral in het vaststellen van de identiteit van de bankklant. Ir. Ed Busselaar heeft onderzoek gedaan naar een biometrisch systeem dat werkt met de herkenning van lijnen en poriën op vingertoppen. Hij ontwikkelde een uniek prototype dat de betrouwbaarheid van pinautomaten enorm opkrikt. Met zijn vingerscan kan tot bijna een miljoenste achter de komma worden vastgesteld of een betaalpasje daadwerkelijk van de bewuste 'pinner' is.
    Busselaar: "Er is geen tweede vinger ter wereld, ook niet aan je eigen hand, die hetzelfde is. Het patroon van vingerlijnen ontwikkelt zich bij een foetus tussen de elfde en zeventiende week en is afhankelijk van een heleboel factoren. Ook de omgeving, zoals temperatuur of stress, speelt daarin een rol. Het is mogelijk dat een kind andere vingerlijnen krijgt omdat de moeder tijdens haar zwangerschap naar de Noordpool gaat in plaats van naar het Caribische gebied. Ook voor eeneiige tweelingen geldt dat. Ik heb daar veel literatuuronderzoek naar gedaan."

    De bestaande systemen waarmee vingerafdrukken worden gescand bestaan voor 95 procent uit een simpel prisma met direct licht. Ze werken prima bij ideale omstandigheden, maar kunnen geen poriën detecteren. "Een ideale situatie bestaat niet bij het gebruik van pinautomaten. De vingers van klanten zijn nooit helemaal schoon. Er zit altijd water of stof op waardoor de lichtreflectie wordt verstoord en geen goed beeld valt te maken", zegt Busselaar.

    Hij kwam op het idee om strijklicht te gebruiken, zodat vingertoppen van meerdere zijden in een grote hoek worden belicht. Hierdoor ontstaan schaduweffecten in de vingerdalen, wat bepalend is voor de mate van contrast. In combinatie met de hoge reflectie op de vingertoppen wordt het beeld aanzienlijk verbeterd. Busselaar bedacht hiervoor een open ring met ledjes. De vingertop hoeft niet op een glasplaat te rusten, zodat vervorming van de patronen uitblijft.

    Een ander opvallend detail is het gebruik van groen licht. "Alle onderzoek richt zich, meestal om medische redenen, op de penetratie van licht in de huid. Rood is daarvoor dé kleur, dat dringt diep door in de huid. Ik heb juist gekeken naar wat er gebeurt als je penetratie omzet in reflectie. En dan blijkt dat groen in een golflengte van 525 nanometer zeer goed reflecteert en je op 20 millimeter van de vingertop kunt scannen. Blueray met 400 nanometer is eigenlijk beter. Je krijgt nog meer strijklicht en een hogere reflectie, waardoor je van nóg dichterbij een vingertop kunt scannen. Maar toen ik eind jaren negentig begon met experimenteren, was dat niet te betalen."

    Omdat niet alle vingers even groot zijn, werkt het prototype van Busselaar met een telecentrische lens. Hiermee wordt het verschil opgevangen en blijft de 'opname' van een vingerlijnenpatroon onder alle omstandigheden scherp. Het uiteindelijke beeld wordt geprojecteerd op een camera die de juiste resolutie moet hebben om ook het kleinste onderdeeltje van een vingertop, de porie, te zien. "De kleinste porie die in de wereld ooit is waargenomen, heeft een doorsnede van zestig micrometer. Ik heb als norm een pixelgrootte van dertig micrometer genomen. Dat komt neer op een resolutie van 800 dpi. Mocht er ooit ergens een kleinere porie worden ontdekt, dan kan ik die zeker definiëren."

    Busselaar testte de betrouwbaarheid van het systeem aan de hand van een statistische analyse. Een belangrijke graadmeter daarvoor was de verdeling van de poriën over een vingerlijn. "Er zit geen aanwijsbare systematiek in. De poriën zijn niet homogeen, maar ook niet lukraak verdeeld. Ze liggen eigenlijk heel gek, maar dus ook heel kenmerkend gedistribueerd over de vinger en op de vingerlijnen. Poriën zijn binomiaal verdeeld. Twintig poriën op één vingerlijn zijn al voldoende om iemand tot een miljoenste achter de komma te identificeren. Dat was voor mij een eyeopener. Ik heb alles uitgeprobeerd, mijn vingers geschuurd en zelfs in een vrieskist gehouden om te testen. Maar je blijft nog steeds genoeg poriën zien om iemands identiteit vast te stellen."

    De banken eisen van een biometrisch systeem een zogeheten False Acceptance Rate (FAR) -waarbij een fraudeur ten onrechte toegang krijgt- van 0,01 procent (1x10-4). De False Rejection Rate (FRR) -als een klant ten onrechte wordt geweigerd- moet minimaal 0,005 (5x10-5) zijn. De huidige pinpas is qua FAR 0,03 procent. Hoe de FRR scoort, weten de banken naar eigen zeggen niet. "Maar die is vermoedelijk vele malen slechter, ik schat 1 of 2 procent. Ik scoor wat FAR minstens een factor 150 beter (2x10-6) en op FRR op een factor 25. Het is natuurlijk afhankelijk van de applicatie, maar mijn prototype scoort in elk geval significant beter dan het huidige systeem. De banken zeiden bij aanvang van mijn onderzoek dat ze minstens tien tot vijftien jaar willen doen met de magneetstrip. Dus over vier tot vijf jaar moet er een alternatief liggen. Ergens rond 2015 zal het zover zijn."

    De banken zetten in op het gebruik van vingerafdrukken omdat het van alle biometrische systemen op de minste weerstand stuit bij klanten. "Toen ik hieraan begon, werden vingerafdrukken nog met criminaliteit geassocieerd. Tegenwoordig moet je al een vingerafdruk afgeven bij het aanvragen van een paspoort. Het lijkt maatschappelijk steeds meer geaccepteerd. En er is geen aantasting van de privacy want met dit systeem wordt alleen een vingerpatroon geverifieerd. Er zit geen databank aan gekoppeld met privégegevens. Als je je pas kwijt bent, zul je een nieuwe moeten laten aanmaken. Het systeem werkt en ik weet nu al hoe ik het ga verbeteren. Het doel is om ze straks voor honderd tot honderdvijftig euro per stuk te maken."

    En de truc met een afgehakte vinger zoals in films wordt getoond? "Ook daar heb ik aan gedacht. Met het toevoegen van een infrarood led-lichtje en een dopplershift kun je eventueel de bloeddoorloop in een vinger meten. Maar dat lijkt me wat overdreven." (FvO)

    Ed Busselaar promoveerde 24 januari aan de faculteit Technische Natuurkunde op zijn proefschrift 'Design of an optical sensor to improve the detectability of pores in fingerprints'.

    Within about five years' time we won't be needing PIN numbers for cash withdrawals anymore. By then, quick fingerprint scans will identify customers. Researcher Ed Busselaar developed a prototype that makes cash machines much more reliable and has bank card frauds whistle for it.