2.2. Concepto y
generalidades
El término biometría proviene de las
palabras "bio" que significa vida y "metría" que significa
medida, por lo tanto con ello se infiere que todo equipo
biométrico mide e identifica alguna característica
propia de la persona.
Biometría es el conjunto de
características fisiológicas y de comportamiento
que pueden ser utilizadas para verificar la identidad de
la persona, lo cual incluye huellas digitales, reconocimiento del
iris, geometría de la mano, reconocimiento visual
y otras técnicas.
La medición Biometría se ha venido
estudiando desde tiempo
atrás y es considerada en la actualidad como el método
ideal de identificación humana. Hoy en día se
cuenta con una gran variedad de equipos capaces de identificar a
las personas a partir de la información de alguna parte de su cuerpo
como las manos, la retina, el iris, los dedos, las huellas
dactilares, la voz, o la firma. Incluso se está
investigando la posibilidad de crear un sistema basado en
el ADN.
Según el diccionario de
la Real Academia Española, la Biometría se define
como "El estudio mensurativo o estadístico de los
fenómenos o procesos
biológicos". Esta definición se hace más
específica cuando se utiliza el término de
Biometría dentro del campo de la Identificación de
Personas. Se podría decir en este caso, que
Biometría es la ciencia por la
que se puede identificar a una persona basándose en sus
características biofísicas o de
comportamiento.
La biometría es la ciencia que
se dedica a la identificación de individuos a partir de
una característica anatómica o un rasgo de su
comportamiento, como pueden ser la identificación por
huellas dactilares, el iris de los ojos, los rasgos faciales, el
patrón de la voz, el reconocimiento por ADN entre otros.
Expuesto en forma de ejemplos, es la ciencia que consigue
reconocer a una persona mediante una imagen de su
rostro o mediante la impresión de su huella
dactilar.
2.3. Sistemas de
identificación personal basados
en la biometría
La identificación biométrica, es decir, el
reconocimiento personal con base en una característica
biofísica o de comportamiento, está tomando cada
vez más importancia. Esta importancia surge como
consecuencia de la necesidad de bajar costos de
operación, de las limitaciones que observan los actuales
sistemas de identificación personal, así como de la
necesidad de seguridad en el
control de
ingreso de personas a recintos; sin olvidar la necesidad que por
el prolífico terrorismo de
los últimos años tienen los distintos Estados del
mundo de otorgar seguridad a sus habitantes.
Entenderemos por sistema biométrico a un sistema
automatizado que realiza labores de biometría. Es decir,
un sistema que fundamenta sus decisiones de reconocimiento
mediante una característica personal que puede ser
reconocida o verificada de manera automatizada. La
identificación biométrica es la verificación
de la identidad de una persona basado en características
de su cuerpo o de su comportamiento, utilizando por ejemplo la
mano, el iris del ojo, la voz o el rostro en el reconocimiento
facial.
Los métodos de
identificación biométrica, como aquellos usados en
las cintas cinematográficas de ciencia ficción, que
nos parecían increíbles hace unos años, son
ahora una realidad. Aunque los estudios biométricos no son
perfectos, sí son una herramienta muy poderosa para
identificar personas. De todos los sistemas de
identificación biométrica existentes, las huellas
dactilares son las únicas legalmente reconocidas como
prueba fidedigna de identidad. Es un sistema que además de
ser efectivo, es cómodo de aplicar y la
autenticación es eficiente.
La biometría aprovecha que hay ciertas
características biológicas o conductuales
singulares e inalterables, por lo que pueden ser analizados y
medidos para crear una huella biométrica. Estas
características son difíciles de perder, transferir
u olvidar y son perdurables en el tiempo. La biometría se
soporta en siete pilares o conceptos básicos que
son:
- Universalidad: que tan común es encontrar este
biométrico en los individuos. - Singularidad: que tan único o diferenciable es
la huella biométrica entre uno y otro individuo. - Permanencia: que tanto perdura la huella
biométrica en el tiempo de manera
inalterable. - Recolectable: Que tan fácil es la
adquisición, medición y almacenamiento de la huella
biométrica. - Calidad: que tan preciso, veloz y robusto es el
sistema en el manejo de la huella
biométrica. - Aceptabilidad: Que tanta aprobación tiene la
tecnología entre el
público. - Fiabilidad: Que tan fácil es engañar al
sistema de autenticación.
En la biometría se distinguen dos grupos de
registros
biométricos, los fisiológicos o morfológicos
y los conductuales. Los biométricos morfológicos o
fisiológicos son aquellos que se soportan sobre
características físicas inalterables y presentes en
la mayoría de los seres humanos tales como: huella
dactilar, geometría
de la mano, características del iris, patrones vasculares
de la retina, mano, etc. Los biométricos conductuales son
aquellos que se soportan sobre características de la
conducta del ser
humano tales como: pulsaciones del teclado,
discurso,
dinámica de la firma, etc.
Como es lógico, la capacidad de
identificación biométrica es algo innato en los
seres vivos, ya que poseen la característica de reconocer
a sus semejantes. Pero la Biometría como ciencia de
estudio de la individualidad de las personas, nace seriamente a
finales del siglo XIX. Es entonces cuando en Europa se
extendió con gran éxito
el sistema francés de Identificación
Antropométrica de Bertillon, en el que se realizaban
numerosas medidas del cuerpo de una persona. Fue precisamente un
experto en este sistema, Sir Francis Galton, quien realizó
a finales del siglo XIX estudios muy detallados sobre la huella
dactilar, estudiando su estabilidad, unicidad y morfología. Sus trabajos, complementados
por los de Vucetich, Henry, Hershel y Faulds (cada uno de forma
independiente), consiguieron que la identificación por
huella fuera aceptada y se convirtiera en el método de
identificación biométrica más utilizado por
la policía mundial.
La evolución de la tecnología,
así como la dificultad, en muchas ocasiones, de captar la
huella de una persona y, por supuesto, el progreso por parte de
los supuestos criminales de evitar su posible
identificación mediante esos métodos, han empujado
a pensar en nuevas vías de realizar la
identificación biométrica, desarrollándose
diversas soluciones
alternativas, como las basadas en voz, rostro, etc.
En general, un sistema biométrico como los que en
la actualidad se utilizan, se puede esquematizar de la siguiente
manera:
Figura. Sistema biométrico
genérico
En la biometría hay tres términos de uso
muy frecuente que son reconocimiento, verificación e
identificación, cada uno de estos términos que a
simple vista parecen muy similares, tienen significados muy
diferentes. Reconocimiento, es un término genérico
que no implica por defecto una verificación o
identificación de un individuo. Todos los sistemas
biométricos realizan reconocimiento para "distinguir de
nuevo" una persona que se ha ingresado previamente al
sistema.
La verificación, es una tarea de los sistemas
biométricos que busca confirmar la identidad de un
individuo que la reclama comparando una muestra
biométrica con la plantilla biométrica previamente
ingresada al sistema. Identificación, es una tarea donde
los sistemas biométricos buscan determinar la identidad de
un individuo. El dato biométrico es tomado y comparado
contra las plantillas en la base de datos,
la identificación puede ser cerrada (si se sabe que la
persona existe en la base de datos) o abierta
(si no se sabe con certeza si la persona existe en la base de
datos), la identificación abierta también es
llamada watchlist.
Partiendo de las definiciones anteriores sabemos que hay
tres formas para comparar la muestra biométrica, la
comparación uno a uno (verificación), la
comparación uno a muchos (identificación cerrada) y
la comparación uno a pocos que es una mezcla de los dos
primeros (identificación abierta o watchlist).
Verificación: En el proceso de
comparación uno a uno, el usuario presenta su(s) dato(s)
biométrico(s) y este se compara con la plantilla
biométrica almacenada en una base de datos o en un
dispositivo portátil, verificando si hay o no coincidencia
para esa identidad en la referencia establecida. Una forma
gráfica de representar el sistema operativo
de las pruebas
biométricas de la actualidad es el que a
continuación insertamos:
Figura: Sistema operativo de pruebas
biométricas
Dentro del vasto campo de la Criminalística, la biometría es una
disciplina
auxiliar que trata de introducir los avances de esta
tecnología a los sistemas que se utilizan en la investigación de hechos delictivos; a
efecto de poner al servicio del
sistema de administración de justicia, la
comodidad y rapidez que ofrecen los sistemas de
identificación personal basados en factores
biométricos.
2.4. Operatividad del sistema de
identificación biométrica
automatizado
Las técnicas de identificación
biométrica son muy diversas, ya que cualquier elemento
significativo de una persona es potencialmente utilizable como
elemento de identificación biométrica. Las
distintas técnicas que existen serán tratadas en el
próximo apartado. Sin embargo, incluso con la diversidad
de técnicas existentes, al momento de desarrollar un
sistema de identificación biométrica, se mantiene
un esquema totalmente independiente de la técnica
empleada. Los sistemas, se basan en dos fases totalmente
diferenciadas:
- Reclutamiento: en esta fase, se toma una serie de
muestras del usuario, y se procesan, para posteriormente
extraer un patrón, el cual se almacenará y
será el conjunto de datos que caracterizará a ese
usuario. Si se captura más de una muestra, el
patrón suele ser el resultado de una media de las
características obtenidas. Este proceso se hace de forma
supervisada, es decir, existe una persona encargada de
controlar cómo se produce la captura de los datos,
así como de asegurar la identidad de la persona que se
está reclutando en el sistema. Además, se
aprovecha esta fase para enseñar al usuario cómo
funciona el sistema y aclararle todas las dudas que pudiera
tener. - Utilización: una vez que se tiene almacenado
el patrón del usuario, éste puede utilizar el
sistema con normalidad, y sus características son
comparadas con el patrón almacenado, determinando el
éxito o fracaso de esa comparación.
Pero la operatividad del sistema se produce en fases,
cada fase contiene una serie de bloques que hacen que las
características biológicas o de comportamiento del
individuo acaben siendo un elemento que lo identifique. Las fases
de este procedimiento nos
explican la forma en que funcionan estos sistemas al
implementarse como técnica de identificación en un
universo de
personas. Estas fases son:
- Captura: Se toman los datos biofísicos o de
comportamiento del sujeto. La toma de los datos depende,
evidentemente, de la técnica biométrica empleada,
pero también se pueden encontrar muchas variaciones para
la misma técnica biométrica. Por ejemplo, la
huella dactilar puede ser obtenida por cámara de
vídeo, ultrasonido, efecto capacitivo sobre un
semiconductor o exploración por láser. - Pre-procesado: En este bloque se adecuan los datos
capturados para facilitar el tratamiento que tiene que realizar
el siguiente bloque. Este bloque se encarga, dependiendo de la
técnica, de tareas como reconocer el inicio de una frase
y medir el ruido de
fondo, hacer una extracción de bordes de la imagen
capturada, localizar la muestra, rotarla y ampliarla o
reducirla, para que se encuentre entre los márgenes que
reconoce el algoritmo
siguiente, etc. - Extracción de Características: Se puede
considerar el bloque más significativo de la
técnica a utilizar. Es el bloque en el que se fundamenta
la capacidad del sistema de distinguir entre sujetos con al
menos una característica común. - Comparación: Una vez extraídas las
características de la muestra capturada, se han de
comparar éstas con las previamente almacenadas, es
decir, el patrón. Lo más importante que hay que
dejar claro cuando se habla de este bloque, es que no se trata
de una comparación binaria (o de igualdad),
sino que la variación de las muestras, por variaciones
en la captura o leve variación de las
características de sujeto, hacen que la
comparación dé como resultado una probabilidad de
semejanza. Por tanto, para determinar el éxito o fracaso
de la comparación, habrá que determinar un umbral
en esa probabilidad. - Identificación: La identificación se
halla en la base de datos, y en esa virtud, esta fase se basa
en identificar a un usuario dentro de todos los usuarios que ya
se encuentran en el sistema. Por lo tanto, se comparan las
características extraídas con los patrones de
todos los usuarios reclutados por el sistema. Este esquema de
funcionamiento, necesario para muchas aplicaciones, tiene como
inconvenientes la necesidad de una Base de Datos de patrones
(con los requisitos oportunos de capacidad de almacenamiento y
seguridad de los datos) y la existencia de una red de comunicaciones, siempre en línea
(on-line), que comunique los puestos de identificación
con la Base de Datos. El resultado de la comparación
puede ser siempre positivo (es decir, se identifica siempre con
el usuario que ha dado una probabilidad más alta), o
puede indicar rechazos (si el usuario con la mayor probabilidad
no supera un determinado umbral). - Autenticación: también llamado
sencillamente verificación. Trata de responder a la
pregunta: ¿es este sujeto la persona que dice ser? En
este esquema de funcionamiento, el usuario, al que se le toman
sus características biométricas, también
comunica su identidad. El sistema se encarga, entonces, de
comparar las características extraídas, con el
patrón del usuario indicado. Si la comparación
supera un determinado umbral de parecido, se considera que el
usuario es el indicado, rechazando la comparación en
caso contrario. El patrón del usuario puede estar
almacenado en una Base de Datos, tal y como se hace en los
sistemas de reconocimiento, o, si el patrón es
suficientemente pequeño, en un sistema portátil
de información como puede ser una tarjeta. En este
último caso no son necesarias ni la Base de Datos ni la
red de
comunicaciones de los sistemas de reconocimiento.
En resumen, un sistema Biométrico por
definición, es un sistema automático capaz
de:
- Obtener la muestra biométrica del usuario
final. - Extraer los datos de la muestra.
- Comparar los datos obtenidos con los existentes en la
base de datos. - Decidir la correspondencia de datos.
La evolución tan vertiginosa de la
tecnología ha llevado a estos sistemas desde el plano
de la ciencia ficción a la realidad. Tanto así
que podemos encontrar sistemas que procesan las siguientes
variables
biométricas:- Identificación por huellas
dactilares - Reconocimiento facial o biometría
facial - Reconocimiento por voz
- Escáner de patrón del Iris o
escáner de Ojos - Reconocimiento por ADN
- Mapa de la Retina
- Olor Corporal
- Forma de la Oreja
- Forma de la Mano
- Geometría de los dedos
- Forma de la Cabeza
- Mapa de Venas de la Mano
- 2.5. La identificación por huellas
dactilares
Las huellas dactilares son los surcos o
líneas que existen en las yemas de los dedos. En los
sistemas de identificación biométrica, la base
es la huella digital, generalmente de un dedo
específico, cuya impresión debe pasar por un
mecanismo electromecánico que utiliza un
escáner óptico para capturar la imagen de los
surcos y estrías de la huella dactilar, para luego
compararla por medio de una computadora que concluye las demás
fases del proceso. En este sistema la base son los puntos en
que terminan o se bifurcan los surcos con los de la imagen
que se tiene archivada.Huella dactilar, son las impresiones de los pulpejos
de los dedos y de los pulgares, bien sean detectadas en la
escena del crimen o registradas después de mojar la
piel con
tinta de imprenta y
comprimiendo o haciendo rodar los dedos sobre un papel
preparado de manera que queda un registro
permanente.Este sistema está siendo utilizado como forma
de pago en el comercio,
como un método alternativo a la tarjeta de plástico, por ejemplo: una tienda puede
escanear la huella en lugar de pedir la tarjeta de crédito, y cargar la cantidad en la
cuenta del usuario. En tal virtud, los riesgos de
que se produzcan cargos indeseados efectuados por terceros en
una tarjeta de crédito quedan eliminados, excepto que
el poseedor o titular de la tarjeta de crédito o
débito sea extorsionado u obligado a autorizar los
cargos. Los escáneres de huellas dactilares
electrónicos aciertan entre el 95 y 98 por ciento de
las veces.Pero la exactitud varía en función del sexo,
características raciales y residuos químicos
presentes en los dedos, como el cloro de la piscina o los
limpiadores domésticos. Toda vez que la prueba
dactilar es el tema central del presente trabajo,
será en el curso del mismo que profundizaremos
respecto a este tema.No debe confundirse con la prueba
dactiloscópica que se instruye dentro de la
investigación o prueba de un proceso judicial penal,
derivado de la comisión de un delito. Ya
que en el revelado de la prueba dactiloscópica se
utiliza un método a base de reactivos y reveladores.
El objetivo
de este método, es averiguar si existen huellas en lo
que constituye el indicio, cuerpo del delito, evidencia o la
escena del crimen; y si las hay, identificar a la persona a
la que le corresponden dichas huellas y determinar su
relación con el hecho objeto de investigación
penal.Una huella dactilar es la impresión visible o
no de una huella, una huella latente es una huella dactilar
no visible que para que se haga apreciable a la vista humana
es necesario revelarla por medio de reveladores
físicos o químicos.Una huella dactilar es la impresión visible o
no, que produce el contacto de las crestas papilares. Las
crestas papilares son relieves epidérmicos situados en
la cara interna de las manos y en la planta de los pies. Las
depresiones que separan estos relieves se conocen con el
nombre de surcos papilares o valles. En una huella dactilar,
las partes oscuras se corresponden con las crestas mientras
que las zonas claras representan los valles.La comparación de la huella digital es una de
las técnicas más antiguas y ampliamente
utilizadas y aceptas a nivel global. Los sistemas actuales de
comparación de la huella digital tienen su base en los
estudios y desarrollos realizados por Galton y
Purkinje.La huella digital aparece generalmente constituida
por una serie de líneas oscuras que representan las
crestas y una serie de espacios blancos que representan los
valles. La identificación con huellas digitales esta
basada principalmente en las minucias (la ubicación y
dirección de las terminaciones de
crestas, bifurcaciones, deltas, valles y crestas), aunque
existen muchas otras características de las huellas
dactilares.
Figura: Características de la
huella dactilar.A principios
del siglo XX, los organismos de aplicación de la
ley aceptaron
formalmente las huellas dactilares como rasgos de
identificación válidos. Sin embargo, la
identificación manual de
huellas dactilares es un trabajo tedioso, largo y costoso que
necesita ser efectuado por expertos. Por tanto, en 1960, la
sede del FBI en Londres y el Departamento de Policía
de París comenzaron estudios sobre los sistemas
automáticos de identificación de huellas
dactilares. Otra forma de distinguir las huellas digitales es
por sus patrones, los cuales fueron presentados por
Purkinje.
Figura: Patrones de las huellas
dactilares.Galton examinó exhaustivamente los detalles
que residen en las huellas dactilares. Estudió la
morfología de las huellas y realizó experimentos
en grupos de diferentes edades y razas y llegó a dos
conclusiones importantes:- Las huellas dactilares de una persona son
inmutables, permanentes, preservan sus
características y forma desde que se crean en el
séptimo mes del embarazo
hasta que desaparecen con la
muerte durante la putrefacción de la
piel. - Las huellas dactilares de los individuos son
únicas.
Con base a las evidencias
de los experimentos, se había probado que dos personas
distintas no podían tener las mismas huellas; incluso
gemelos idénticos tienen distintas huellas dactilares,
aunque estas presentan rasgos similares.En sus estudios, Galton introdujo el concepto de
minucia como rasgo diferenciador. Las minucias son
discontinuidades locales en el patrón descrito por el
flujo de las crestas, formadas por el cruce o
terminación de crestas. Los trabajos de Galton definen
cuatro características que se conocen en la literatura
como Rasgos de Galton. Estas son terminación de
crestas, bifurcaciones, islas y cerraduras. Cuando se busca
una huella dactilar en una base de datos, se debe encontrar
un número suficiente de minucias para considerar el
emparejamiento exacto.A pesar de que se crearon varias extensiones de los
Rasgos de Galton, la mayoría no se usan en los
sistemas automáticos de identificación de
huellas dactilares. De hecho, para la representación
de huellas dactilares y su emparejamiento, el FBI sólo
usa las bifurcaciones y la terminación de crestas (el
resto de minucias puede representarse en función de
estas dos), en conjunción con sus posiciones y el
ángulo que estas poseen.Por otro lado, Henry examinó la estructura
global de una huella dactilar e ideó un método
de clasificación conocido como Sistema de
Clasificación Henry para particionar las extensas
bases de
datos de huellas dactilares en cinco clases. Los nombres
que dio a estas clases son bucle izquierdo, bucle derecho,
espiral, arco y arco pronunciado. A diferencia de Galton,
Henry no abordó extensivamente el problema del
emparejamiento de huellas. No obstante, su método
sistemático de particionamiento de huellas dactilares
en clases fue tan profundo que se ha usado tradicionalmente
por casi todas las fuerzas de seguridad gubernamentales y
demás usuarios.Usando las ideas que se han presentado, las huellas
dactilares se particionan según la
Clasificación de Henry y el emparejamiento exacto se
lleva acabo comparando los Rasgos de Galton.Las huellas dactilares poseen dos tipos de rasgos
especiales llamados puntos núcleo y delta. A menudo se
hace referencia a estos puntos como singularidades de la
huella dactilar. El núcleo se usa normalmente
como punto de referencia para la codificación de las minucias y se
define como el punto más alto de la cresta más
interna. Un delta es el punto central de una
región triangular donde se juntan tres flujos de
crestas con direcciones diferentes.Con el incremento en la potencia
de los ordenadores, se han desarrollado sistemas para
automatizar las tediosas tareas de clasificación y
emparejamiento. En función de su utilización,
se distinguen dos sistemas biométricos basados en
huellas dactilares:- AFAS: La entrada de un AFAS es una identidad y la
imagen de una huella dactilar. La respuesta es un boleano
que indica si la imagen pertenece a la persona de la que se
proporciona su identidad. El sistema compara la imagen de
entrada con la que tiene la identidad almacenada en la base
de datos. - AFIS: En un AFIS sólo se pasa la imagen
como entrada y a la salida se recibe una lista de
identidades de personas que pueden tener la huella dactilar
dada y una puntuación para cada identidad indicando
la similitud entre su huella y la proporcionada como
entrada. En este caso, el sistema compara la imagen de
entrada con muchos registros de la base de
datos.
2.6. El reconocimiento facial o
biometría facialLa identificación personal por medio del
rostro es el método de identificación que
nuestro cerebro
usa más a menudo y de una forma más sencilla.
En la actualidad existen muchos grupos de
investigación trabajando en esta técnica con
diversos métodos (estudios morfológicos,
transformación multiresolución,
etcétera). Los resultados que se están
consiguiendo son bastante prometedores, aunque le falta
todavía bastante hasta llegar al nivel de otras
técnicas.El gran inconveniente encontrado es la variabilidad
del rostro del sujeto a lo largo del tiempo, los efectos de
la cirugía estética, así como el uso de
gafas, barba, longitud del pelo, peinado, expresiones, etc.
Sin embargo, existen ya programas
para computadoras inclusive domésticas,
basados en técnicas antropológicas por medio de
los cuales, con solo contar con una fotografía antigua de un individuo, en
tan solo segundos puede obtenerse una imagen actual del mismo
rostro, es decir, el programa es
capaz de envejecer o transformar el rostro por medio de
fáciles mecanismos.Esta tecnología se ha popularizado
recientemente por la gran cantidad de aplicaciones practicas
que ofrece, sin embargo se considera que existen distintos
aspectos de la misma que deben madurar un poco más.
Además, sus tasas de reconocimiento se ven limitados
porque las imágenes de rostros no son patrones tan
estables como el ADN o las huellas dactilares. El rostro de
una misma persona puede resultar muy diferente dependiendo de
la imagen que se tome. Los rostros no son objetos
rígidos, hay muchos factores que pueden influir en su
apariencia tales como las expresiones faciales, los gestos,
la iluminación, el maquillaje, la barba, e
incluso la influencia del paso del tiempo.Algunos de estos factores podemos observarlos en la
figura que sigue. Primero la cámara de video captura
la imagen de un rostro, y entonces el software
extrae la información del modelo que
puede comparar con los modelos de
los usuarios almacenados. El proceso de reconocimiento del
rostro consta de dos partes importantes:- Detección, localizando un rostro humano en
una imagen y aislándolo de otros objetos en el
marco. - Reconocimiento, comparando el rostro que es
capturado con una base de datos de rostros para encontrar
un emparejamiento.
Los seres humanos tenemos la capacidad de
identificar y memorizar el rostro de las personas. La idea es
la de ser capaces de modelar las características
genéricas del rostro de la persona, los problemas
a los que nos enfrentamos son:- Problemática múltiple: tipo de
iluminación, variabilidad del fondo de la imagen,
posición y rotación del rostro,
distorsión del objetivo captador empleado,
etc. - Variabilidad del rostro: paso del tiempo, uso de
gafas, uso de maquillaje, barba, bigote, patillas,
piercing, peinado, tintes, lentillas estéticas,
colgantes, pendientes, diademas, etc.
El reconocimiento facial puede ser menos exacto que
las huellas dactilares, pero tiende a ser menos invasivo. La
mayoría de sistemas de reconocimiento facial usados
hoy clasifican la apariencia (intenta medir algunos puntos
nodales en el rostro) como la distancia entre los ojos, la
anchura de la nariz, la distancia del ojo a la boca, o la
longitud de la línea de la
mandíbula.
Figura: Sistema de reconocimiento
facial.El reconocimiento del rostro bidimensional ha
experimentado algunos obstáculos que el reconocimiento
del rostro tridimensional tradicionalmente elimina parcial o
totalmente: (1)la iluminación consistente de un rostro
y las sombras correspondientes; (2)orientación
común o pose de un rostro; y (3)variación de
las expresiones faciales. Debido al juego
más rico de pistas geométricas
tridimensionales, el descubrimiento del rostro puede
simplificarse. La habilidad inherente de sistemas
tridimensionales de reconocimiento facial compensa parcial o
totalmente la pose, iluminación, y la
expresión.2.7. El reconocimiento por voz
La acústica forense es una parte de la
Criminalística que engloba la aplicación de
técnicas desarrolladas por la ingeniería acústica para el
esclarecimiento de los delitos y
la averiguación de la identidad de quienes los
cometen. No existe más límite, en la selección y uso de esas
técnicas, que el impuesto por
la casuística pericial. Por tanto, los apartados que
se exponen en este trabajo responden a los requerimientos
judiciales por orden de importancia o, al menos, de
frecuencia en las peticiones de informes
periciales. El reconocimiento de personas por medio de la voz
es una de las primeras técnicas aplicadas en el
ámbito forense.La primera tecnología que recibió un
nombre propio dentro del ámbito policial y forense la
encontramos en los Estados Unidos en la década de
1960. La denominada técnica del "voiceprint" estuvo
unida a un instrumento de medida, el espectrógrafo,
cuya aparición tuvo lugar en 1941, empleándose
en investigaciones de habla y música
relacionadas con sistemas de comunicaciones. Este instrumento
fue usado por Lawrence G. Kersta en los Laboratorios Bell, a
principios de la mencionada década, para lograr
identificar a las personas por la voz. El instrumento
generaba un gráfico de la señal de voz teniendo
en cuenta la información frecuencial, temporal y
energética que se denominó espectrograma o
sonograma. Kersta comenzó sus investigaciones
partiendo de la hipótesis de que la voz de cada persona
es tan única como la huella dactilar,
pudiéndose determinar lo que él llamaba "huella
acústica" utilizando el análisis
espectrográfico.El sonido,
patrón y rito de la voz se miden y se les asigna una
puntuación numérica que después es
comprobada con puntuaciones similares. Es una técnica
que se lleva estudiando durante varias décadas,
existiendo innumerables métodos para realizar, tanto
la extracción de características, como la
comparación. La voz se puede utilizar para permitir a
los empleados el acceso a áreas seguras, pero una
aplicación más popular es la
autentificación remota por teléfono, especialmente para bancos y
otras firmas financieras para evitar el robo de
identidad.
Figura: Sistema de reconocimiento de
voz.En los sistemas de reconocimiento de voz no se
intenta reconocer lo que el usuario dice, sino identificar
una serie de sonidos y sus características para
decidir si el usuario es quien dice ser. Para autenticar a un
usuario utilizando un reconocedor de voz se debe disponer de
ciertas condiciones para el correcto registro de los datos,
como ausencia de ruidos, reverberaciones o ecos; idealmente,
estas condiciones han de ser las mismas siempre que se
necesite la autenticación.Cuando un usuario desea acceder al sistema
pronunciará unas frases en las cuales reside gran
parte de la seguridad del protocolo;
en algunos modelos, los denominados de texto
dependiente, el sistema tiene almacenadas un conjunto muy
limitado de frases que es capaz de reconocer: por ejemplo,
imaginemos que el usuario se limita a pronunciar su nombre,
de forma que el reconocedor lo entienda y lo autentique.
Estos modelos proporcionan poca seguridad en
comparación con los de texto independiente, donde el
sistema va proponiendo a la persona la pronunciación
de ciertas palabras extraídas de un conjunto bastante
grande. De cualquier forma, sea cual sea el modelo, lo
habitual es que las frases o palabras sean
características para maximizar la cantidad de datos
que se pueden analizar (por ejemplo, frases con una cierta
entonación, pronunciación de los diptongos,
palabras con muchas vocales, etcétera). Conforme habla
el usuario, el sistema registra toda la información
que le es útil y mediante el análisis de los
sonidos emitidos, los tonos bajos y agudos, vibración
de la laringe, tonos nasales y de la garganta, cuando termina
la frase, ha de estar en disposición de facilitar o
denegar el acceso, en función de la información
analizada y contrastada con la de la base de
datos.En cuanto a la seguridad de este sistema
biométrico, podemos decir que aunque está
mejorando día a día, la voz aún no es un
sistema totalmente seguro como
otros sistemas biométricos. La verificación de
voz es muy sensible al ruido del ambiente y
puede variar por las condiciones físicas del usuario
(por ejemplo, si está constipado), así como por
los equipos utilizados (en la identificación
telefónica, depende del terminal). Es por eso que este
sistema se utiliza junto con otros sistemas, como el
escáner de rostro o de iris.2.8. Reconocimiento por escaneo del iris o
escaneo de ojosExisten dos formas de escanear los ojos, la primera
consiste en un escáner de retina que mide el
patrón de venas en el fondo del ojo, que se obtiene
proyectando una luz
infrarroja a través de la pupila, y la segunda,
consiste en un escáner de iris que se realiza
utilizando una videocámara y examinando los patrones
de color
únicos de los surcos de la parte coloreada de los
ojos. Este sistema está empezando a utilizarse en la
seguridad de aeropuertos, y algunos están probando
esta tecnología como sustituta de los mostradores de
facturación, en este caso, el ojo sería el
billete de pago.
Figura: Ojo humano
El iris es la parte más visible del ojo de
los humanos. Se construye a partir de la segunda semana de
gestación y queda totalmente formado en el octavo mes.
Consiste en un tejido fibrovascular pigmentado, tiene tanto
músculos como pequeños vasos sanguíneos
y está recubierto en su zona posterior por una capa de
melanina, la cual será culpable de la
coloración del iris. Por si sola, la melanina no es la
única que define la coloración del iris, ya que
si así fuera, solo podrían ser negros o
marrones. Los diferentes colores se
pueden conseguir mediante el efecto óptico que produce
la incidencia de la luz sobre el tejido fibrovascular y la
claridad de estos la determinará la cantidad de
melanina.
Figura: Escáner de iris
utilizando una videocámaraEs un patrón complejo que contiene muchos
aspectos distintivos como ligamentos arqueados, arrugas,
crestas, anillos, etc. La raza y el color de los ojos
también afecta, ya que cuanto más oscuros,
más se le dificulta al escáner distinguir
dónde acaba la pupila y empieza el iris.2.8.1. Exploración de la
retinaSe ha demostrado que el patrón de los vasos
sanguíneos de la retina presenta una mayor unicidad
que el patrón del iris. Además, la casi
imposible modificación de ese patrón,
así como la facilidad para la detección de
sujeto vivo, la hacen ser considerada la técnica
más segura. Sin embargo, la forma de hacer la
exploración, mediante láser, provoca un rechazo
casi total por parte de los usuarios, estando sólo
indicada para entornos de extrema seguridad, donde los
usuarios son pocos y conscientes del grado de seguridad
necesario.
Figura: Estructura del
ojo.Los escáneres de retina son bastante
invasivos y menos habituales, pero se siguen utilizando para
restringir el acceso a instalaciones militares, laboratorios
de investigación y otras áreas de alta
seguridad. En cuanto a la seguridad de estos sistemas, tanto
el de retina como el de iris son los sistemas
biométricos considerados más seguros, pero
no siempre funcionan. Los de retina no funcionarán en
personas ciegas o con cataratas, mientras que la
precisión de los escáneres de iris varía
en función de la luz ambiente y del ángulo en
que se coloque la cabeza.2.9. Reconocimiento por medio de la palma de la
manoAl igual que el reconocimiento de huellas digitales,
el reconocimiento de la palma de la mano esta basado en la
información presentada por el contacto o la
fricción de las crestas con una superficie. Esta
información incluye el sentido de las crestas, y la
presencia o ausencia de minucias en la huella
palmar.
Figura: Partes y minucias de la palma
de la mano.
Figura: Sistema de reconocimiento de
la palma de la mano.2.10. Reconocimiento por ADN
El ADN de una persona se puede obtener a
través de muestras de sangre,
saliva, cabello o piel. La longitud y la secuencia de
proteínas de varias secciones de la
cadena de ADN se analizan para generar un 'perfil de ADN' que
se compara con otros perfiles para determinar su
coincidencia. Actualmente el análisis de ADN se
utiliza casi únicamente para verificar la paternidad y
por las instituciones de la
administración de justicia.Es sin lugar a dudas, la única técnica
capaz de identificar unívocamente a una persona. Su
potencial en el campo de la identificación choca con
la dificultad en el desarrollo
de sistemas automáticos de identificación en
tiempo real y cómodos para el usuario. Los
últimos intentos tratan de tomar la muestra mediante
captación del sudor del sujeto, sin embargo falta
estudiar la reacción de los usuarios frente a ese modo
de captar la muestra.La base de datos de ADN del FBI tiene más de
2,1 millones de muestras almacenadas para cotejo. Sin
embargo, países como Inglaterra
ya tienen una base de ADN de casi la totalidad de sus
habitantes, asimismo en el resto de países europeos se
hacen esfuerzos para alcanzar el mismo objetivo, ya que
contar con esa base de datos es de suma utilidad en
el esclarecimiento de hechos delictivos, especialmente en
casos de delincuentes seriales.La posibilidad que dos personas tengan la misma
secuencia de ADN se estima en 6,000 millones contra uno, a
menos que sean gemelos idénticos. Por lo que se puede
tener como un sistema altamente seguro, sin embargo, en el
caso de gemelos idénticos, es decir, aquellos que se
gestaron compartiendo la misma bolsa y la misma placenta, en
algunos casos el ADN ha resultado ser idéntico; por lo
que en estos casos se recomienda utilizar el escaneo de iris
y retinas que en los gemelos idénticos son distintas
entre sí.2.11. Reconocimiento por olor
corporalMenos visible pero también inequívoca
es la firma olfativa. En los últimos años,
expertos de todo el mundo han estudiado el olor personal que
emana cada persona. Las últimas investigaciones
apuntan a que el olor de un individuo está generado,
al menos en parte, por ciertas moléculas del sistema
inmune, concretamente del denominado Complejo Mayor de
Histocompatibilidad. Este aroma no se puede enmascarar usando
desodorantes ni otros productos
de higiene
personal. Y, por supuesto, es casi imposible imitar o
duplicar el olor personal de alguna persona.Es una técnica muy reciente, por lo que
aún no está implementada. Las grandes
incógnitas se encuentran en determinar el rendimiento
de este tipo de técnica frente a perfumes, colonias,
olores ambientales, contactos con otras personas, etc.,
circunstancias bajo las cuales se ha comprobado que en virtud
de que el Ph de cada
persona es distinto, la reacción que tales agentes
producen en las personas suele producir un olor corporal
distinto.Los primeros resultados ya se han dado conocer. Un
equipo de científicos británicos ha creado un
dispositivo capaz de identificar a un criminal por su olor
corporal. Sus creadores auguran interesantes aplicaciones del
olor personal como llave para las puertas de la casa, el
automóvil, la oficina,
etc.2.12. Reconocimiento basado en la forma de la
orejaDesde un punto de vista forense, se ha demostrado
que la oreja de un individuo posee muchas
características propias del mismo. Es una
técnica de estudio muy reciente y su gran
inconveniente es la necesidad de que el usuario descubra su
oreja frente a una cámara, lo cual puede ser
incómodo en el caso de personas con el pelo largo, o
de determinados condicionantes sociales, de educación, religiosos, etc. La ventaja
de este sistema es que es mucho menos agresivo que otros como
el escáner de retina o la huella dactilar al no
existir contacto físico.Igualmente en el estudio se investiga cuál es
la distancia máxima a la que podría tomarse la
fotografía para realizar una identificación
fiable; ya que las características de cada oreja se
basan en distancias entre uno y otro punto, forma del
lóbulo de la oreja, ángulos, etc.
Figura: Partes del pabellón
auricular.La gran desventaja de este sistema es la facilidad,
dados los avances en maquillaje y cirugía
plástica, de engaño al sistema mediante
elementos postizos pues, como se ha comentado, sólo se
analiza la forma de la oreja y ningún otro
parámetro.Al igual que muchos de los sistemas descritos, la
información generada por este análisis puede
ser guardada en tarjetas del
tipo smart card de manera que no sea necesaria la existencia
de bases de datos sino que el propio sistema realice una
identificación y la compare con la información
guardada en dicha tarjeta. De esta forma el usuario puede
tener una tarjeta personal con información de sus
aspectos biométricos que puede ser utilizado como
método de reconocimiento inequívoco de su
identidad. La biometría es un campo que esta en
constante expansión, esperándose que en un
futuro sea la forma estándar de sistemas de
autentificación; mientras tanto los desarrolladores
seguirán perfeccionando sus productos para intentar
solventar uno de los mayores problemas a los que se enfrenta
la seguridad biométrica, los falsos positivos y
negativos, que aunque han sido reducidos en gran medida, es
de vital importancia el reducirlos al 0%.2.13. Reconocimiento mediante la forma o
geometría de la mano y/o dedosSe trata de una técnica en la que se estudian
diversos parámetros morfológicos de la mano o
el dedo del usuario, tales como anchuras, alturas, etc. La
técnica basada en la geometría del dedo se
puede considerar como una simplificación de la basada
en el contorno de la mano. El gran atractivo de esta
técnica, debido a su simplicidad, bajo coste y
mínimo tamaño del patrón, la han
convertido en la técnica con mayor éxito. Los
sistemas de la geometría de la mano usan una
cámara óptica para capturar dos
imágenes ortogonales bidimensionales de la palma y
lados de la mano, ofreciendo un equilibrio
de fiabilidad y facilidad de su uso.Estos sistemas confían en la geometría
y no leen huellas dactilares o impresiones de la palma.
Aunque la forma básica y tamaño de la mano de
un individuo permanecen relativamente estables, la forma y
tamaño de las manos no son muy distintivos. El sistema
no se satisface bien por realizar comparación de
uno-muchos.2.14. Reconocimiento por la andadura o forma de
caminarEl modo particular en el que una persona camina es
único. Es una técnica basada en
características del comportamiento, por lo que es muy
susceptible de ser falseada por imitaciones. Por ser este un
reciente descubrimiento, este sistema se encuentra en la
actualidad en pleno desarrollo, por lo que como sistema
aún no se encuentra implementado.2.15. Reconocimiento por las venas de la
manoDiversos estudios han revelado que el grosor y la
localización de las venas de la mano son, en
principio, características únicas suficientes
para confirmar la identidad de un individuo. Para "leer" ese
trazado venoso basta con utilizar un escáner
infrarrojo. Es decir, este sistema consiste en escanear las
venas de la mano a través de cámaras
infrarrojas, es el último grito en
identificación biométrica. En Japón y Corea del Sur se está
extendiendo rápidamente este sistema en hospitales,
fábricas y edificios de oficinas, frente a la
opción de lectura de
huellas dactilares e identificación del iris. Los
fabricantes de la tecnología argumentan que cada
persona tiene un mapa de venas diferente.Los dispositivos de reconocimiento de personas
basadas en el patrón que siguen las venas de la mano
son una de las últimas novedades en lo que a
biometría se refiere. La tecnología "palm
vein", captura una imagen del tramado de las venas de la
palma de la mano a través del reflejo de rayos
casi-infrarrojos emitidos. Esto es gracias a que la
hemoglobina de la sangre absorbe parte de estos rayos,
reduciendo de este modo el ratio de reflexión
(porcentaje de rayos reflejados), ocasionando que las venas
aparezcan como un patrón negro en la imagen
capturada.
Figura: Lectura del trazo venoso de
la mano.Como las venas son elementos internos del cuerpo
humano, y tienen gran abundancia de
características que las hacen diferentes de una
persona a otras, asumir una falsa identidad
falsificándolas es extremadamente difícil; y
aún más si tenemos en cuenta que la sangre ha
de estar fluyendo para registrar la imagen o patrón
que sirve de identificación.Además, las últimas investigaciones
demuestran que el patrón de las venas es único
en cada individuo, incluso en el caso de gemelos
idénticos, así mismo son diferentes las venas
en la mano derecha que en la izquierda. También hay
que tener en cuenta que el patrón de las venas no
cambia con el crecimiento, simplemente se amplia manteniendo
el mismo patrón.La combinación de estos factores hace que la
identificación de personas siguiendo este
método sea una de las más fiables del mercado.
La tecnología que hace uso de esta biometría es
fácil de usar, pues no necesita contacto
físico. El usuario únicamente ha de poner la
mano encima del escáner a una pequeña distancia
y éste automáticamente procede a la
identificación.Como explicación persuasiva recurren,
además, a la higiene. Es más limpio que el
lector de huellas digitales, cosa, por ejemplo, de gran
importancia en Japón, donde existe una gran
preocupación al respecto. La principal
compañía fabricante de sistemas de seguridad en
el sector es la coreana Techsphere que inició la
distribución de esta tecnología
desde 2003; por lo que sus sistemas están siendo
utilizados ya en 7 aeropuertos de Toronto y Ottawa,
Canadá. En nuestro medio, ya se utiliza esta
tecnología, en sistemas de seguridad para control de
ingreso a recintos, especialmente en gimnasios, empresas y
algunos centros educativos.2.16. Reconocimiento de patrones de tipeo
(dinámica de teclado de una máquina de
escribir)Es un tipo de biométrico conductual usado
para verificar la identidad de un individuo examinando sus
patrones de tipeo en un teclado. Esta tecnología se
sostiene sobre la premisa de que cada individuo exhibe un
patrón distintivo y una cadencia de tipeo. La
mayoría de los estudios usan la duración entre
tipeo (latencias) como característica de
verificación de usuario, aunque hay otros que utilizan
el tiempo que permanece la tecla presionada. Esta
tecnología no requiere de hardware
adicional o dispositivo de captura, se soporta sobre un
software de captura de la dinámica de tipeo del
teclado. Esta tecnología usa clasificadores
bayesianos, redes
neuronales y sistemas fuzzy.De acuerdo a los estudios realizados hay mejores
resultados usando los tiempos de presión de la tecla que los tiempos de
latencia, pero los mejores resultados se obtienen del uso
simultáneo de ambas técnicas.
Figura: Sistema de
verificación patrones de tipeo2.17. Reconocimiento por la forma de los
labiosEsta tecnología biométrica se divide
en tres subcategorías que son: huella de los labios,
movimiento
de los labios y forma de los labios. La huella de los labios
es conocida en la ciencia forense por ser diferentes para
cada individuo, como lo son las huellas dactilares. El
movimiento de los labios ayuda a la identificación
asociada con el reconocimiento de la voz. La forma de los
labios puede ser usada como una característica o rasgo
individual para lograr la autenticación.2.18. Biométricos multimodales y otras
fusiones
multi-biométricasHay algunas aplicaciones biométricas que
requieren un nivel de calidad
técnica que es difícil de obtener con una
simple medida biométrica. El uso de múltiples
medidas biométricas con alta independencia de sensores
biométricos, o de diferentes algoritmos
de procesado de las muestras, normalmente da una
actuación técnica mejor y reduce los riesgos,
aumentando la calidad del sistema.Los multibiométricos tienen cuatro
subcategorías distintas:- Multimodal: usa múltiples
modalidades biométricas diferentes (ej. Huella
dactilar + huella palmar). - Multiinstancia: usa múltiples
instancias biométricas con una modalidad
biométrica (ej. Iris izquierdo + iris
derecho). - Multisensorial: usa múltiples
sensores para medir la misma instancia biométrica
(ej. Para la huella dactilar: sensores ópticos,
electrostáticos y sensores infrarrojos). - Multialgorítmico: usa
múltiples algoritmos para procesar el mismo ejemplo
biométrico. El objetivo de los
multibiométricos es mejorar uno o más de
los
valores estadísticos (ej. FAR, FRR, FMR, FNMR,
etc.).
2.19. Identificación por la
firmaUtilizada desde tiempo más antiguo que la
huella dactilar, esta técnica siempre se ha visto
entredicha por la posibilidad de falsificaciones, debido a
que está basada en características del
comportamiento. Las nuevas
tecnologías facilitan realizar, no sólo el
estudio de la firma ya realizada, sino también el
estudio del acto de firmar, captando mediante un
bolígrafo especial o una tableta gráfica,
parámetros como velocidad,
paradas, posición del bolígrafo, fuerzas,
etcétera, en el mismo acto de firmar. Existen diversos
prototipos y algunos productos comerciales, pero su
éxito comercial ha resultado relativamente
decepcionante.Puede utilizarse como característica de
comportamiento con fines biométricos. Se obtiene
empleando un sistema que captura tanto la información
espacial (el trazo) como la información
dinámica de su autor (velocidad y ritmo al que se
ejecuta la firma). La firma escrita tiene validez personal,
social y legal como medio de autenticación personal
(por ejemplo: documentación pública, documentos
bancarios, etc.). El error que un individuo no experto puede
cometer por inspección de la misma puede llegar al
20%.Esta tecnología biométrica se puede
dividir en dos grandes áreas: métodos
estáticos (perspectiva off-line, donde se analiza la
imagen producida) y métodos dinámicos
(perspectiva on- line, donde se accede al momento de producción de la firma). Los
métodos estáticos verifican
características de la firma que no varían con
el tiempo, en este caso es una tarea de reconocimiento de
patrones y los métodos dinámicos verifican
características dinámicas en el proceso de la
firma. El proceso de la firma se origina en unas propiedades
intrínsecas del sistema neuromuscular del ser humano,
que produce los movimientos rápidos.
Figura: Reconocimiento
dinámico de firma.Todas y cada una de estas técnicas tienen sus
partidarios y sus detractores. Sin embargo, lejos de lo que
piensan unos y otros, se puede afirmar que no existe la
técnica única, perfecta e ideal que se pueda
utilizar siempre. Cada técnica tiene sus ventajas y
más importante sus inconvenientes que hace de
técnicas que ofrecen unos resultados excelentes, no
puedan ser usadas en muchos entornos debido al rechazo de los
usuarios o, simplemente, al coste. Por otro lado,
técnicas que ofrecen un nivel de seguridad inferior,
por otras razones pueden ser más fácilmente
empleadas en determinados entornos, al ser más
importantes las ventajas que ofrecen.Para determinar las prestaciones de un sistema biométrico,
nos remitiremos al análisis y valoración de los
siguientes parámetros
estándares:- FAR (False Acceptance Rate): Porcentaje de
personas no autorizadas aceptadas por el
sistema. - FRR (False Reject Rate): Porcentaje de personas
autorizadas no aceptadas por el sistema. - SR (Success Rate): Responde a una
combinación de los dos factores anteriores que se
utiliza como indicador de la resolución total del
sistema.
- Identificación por huellas
- Indicar el resultado de la
verificación.
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