DATENSCHUTZANFORDERUNGEN BEI BIOMETRISCHEN VERFAHREN

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1 DATENSCHUTZANFORDERUNGEN BEI BIOMETRISCHEN VERFAHREN 22. Mai 2014 Alexander Nouak

2 FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT Linse_4C.eps :44:59 Uhr

3 Joseph von Fraunhofer ( )!Produktion perfekter optischer Gläser, Linsen und Prismen! Hochwertiges Teleskop!Fraunhofer sche Linien: Dunkle Absorptionsstreifen im Spektrum Fraunhofer präsentiert sein Spectroskop: Utzschneider, Fraunhofer, Reichenbach (von links nach rechts) Joseph von Fraunhofer verband seine wissenschaftlichen Fähigkeiten mit dem Unternehmergeist des Geheimrats Joseph von Utzschneiders und den praktischen Erfahrungen Georg von Reichenbachs. So war es ihm möglich, ein blühende Glasproduktionsstätte aufzubauen.»fraunhofer-linien«

4 The Fraunhofer-Gesellschaft Die Fraunhofer-Gesellschaft ist die führende Organisation für angewandte Forschung in Europa. Sie betreibt anwendungsorientierte Forschung zum direkten Nutzen für Unternehmen und zum Vorteil der Gesellschaft. Unsere Auftraggeber:!Industrie!Dienstleistungssektor!Öffentliche Verwaltung

5 Die Fraunhofer-Gesellschaft im Profil! 67 Institute! mehr als Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter! ca. 2 Mrd. Budget 7 Gruppen:! IUK-Technologie! Life Sciences! Mikroelektronik!Light & Surfaces!Produktion! Werkstoffe, Bauteile MATERIALS! Verteidigungs- und Sicherheitsforschung VVS

6 Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD! Institutsleitung!Prof. Dr. Dieter W. Fellner!FuE im Bereich Graphics and Vision!4 Standorte!Darmstadt!Rostock!Singapore! Graz (Austria)!15 FuE-Abteilungen für angewandte Forschung! 180 Vollzeitmitarbeiter!ca. 18 Mio Budget

7 Fraunhofer IGD Forschungslinien

8 ABTEILUNG IDENTIFIKATION UND BIOMETRIE!Forschungsschwerpunkte!3D-Gesichtserkennung!Ohrerkennung!Multi-Biometrie, Fusion!Lebend-, Fälschungserkennung!Schutz biometrischer Referenzdaten!Evaluierung biometrischer Systeme!Standardisierung!DIN NIA37!ISO/IEC JTC1 SC37

9 European Association for Biometrics

10 Biometrie

11 Authentisieren von Personen!Was ich weiß!password, PIN, anderes Geheimnis

12 Authentisieren von Personen!Was ich weiß!password, PIN, anderes Geheimnis!Was ich habe!card, Schlüssel, Token

13 Authentisieren von Personen!Was ich weiß!password, PIN, anderes Geheimnis!Was ich habe!card, Schlüssel, Token!Was ich bin!charakteristik des menschlichen Körpers

14 Authentisieren von Personen!Was ich weiß!password, PIN, anderes Geheimnis!Was ich habe!card, Schlüssel, Token!Was ich bin!charakteristik des menschlichen Körpers!Wissen oder Besitz kann vergessen oder verloren oder gar an andere Personen weitergegeben werden.!auf Biometrie trifft das nicht zu.

15 Authentisieren von Personen!Was ich weiß!password, PIN, anderes Geheimnis!Was ich habe!card, Schlüssel, Token!Was ich bin!charakteristik des menschlichen Körpers!Wissen oder Besitz kann vergessen oder verloren oder gar an andere Personen weitergegeben werden.!auf Biometrie trifft das nicht zu.!allgemeines Credo: Biometrie ist Sicherheit

16 Was ist Biometrie?!Vermessung körpereigener Merkmale!Automatisierte Erkennung von Individuen anhand deren Verhalten und ihrer biologischen Charakteristika!Aus dem Griechischen!bios das Leben!metría (Ver)messung Identität:»Alexander Nouak«

17 Der biometrische Vergleich + = 0,75238 Referenzbild Suchbild Ergebnis!Vergleich ergibt Ähnlichkeitswert!Vergleiche von Mustern derselben Person erreichen hohe Werte!Vergleiche von Mustern unterschiedlicher Personen erreichen niedrige Werte!Entscheidung anhand Schwellwert

18 Verifikation vs. Identifikation!Verifikation!Überprüfung einer Vorgabe (1:1-Vergleich) + /!Identifikation!Suche in Datenbank (1:n-Vergleich) + Identität:»Nouak«

19 Generische Funktionsweise Source: ISO/IEC JTC1 SC37 SD11 Reference Architecture

20 Biometrische Charakteristika Eignungsvoraussetzungen!Konstanz!Geringe Änderung über gewissen Zeitraum!Individualität/Trennschärfe!Hohe Varianz zwischen Individuen!Universalität!Vorkommen bei möglichst vielen Personen!Erfassbarkeit!Durch technische Systeme erfassbar!fälschungssicherheit

21 Erkennungsleistung!Falsch-Rückweisungs-Rate (FRR)!Anteil der unberechtigt zurückgewiesenen Authentisierungen!Je höher die FRR desto höher der»bequemlichkeitsverlust«!falsch-akzeptanz-rate (FAR)!Anteil der fälschlich akzeptierten Authentisierungen!Je höher die FAR, desto höher der Sicherheitsverlust!Zero-Effort-FAR:»Zufällige«Falscherkennung ohne gezieltes Herbeiführen z.b. durch Selektion oder Fälschung!Angriffe, z.b. mit Fälschungen, werden bei der Ermittlung der FAR meist nicht berücksichtigt

22 Kennzahlen in der Biometrie

23 Vorteile der Biometrie!Zumeist mehr Vorteile für den Anbieter!Starke Personenbindung!Sicherheitspolitik kann nicht durch Delegation umgangen werden!vorteile für den Benutzer!Bequemlichkeit!Identitätsmissbrauch wird erschwert!aber:!sensible Daten müssen anvertraut werden!teures Equipment muss besorgt werden (epass, npa)!umgang mit Systemen muss gelernt werden Source: Viisage Deutschland

24 Biometrie und elektronische Signatur Sichere Authentisierung Wie kann sichere Authentisierung bei elektronischen Signaturen und ecommerce- Anwendungen erreicht werden?!signaturgesetz/-verordnung (SigG/SigV). Neufassung in 2001!Freischalten des Signaturschlüssels nach Identifikation des Inhabers:!Besitz und Wissen!Besitz und ein oder mehrere biometrische Merkmale (SigV 15 Abs.1)!Bedingung!»Bei Nutzung biometrischer Merkmale muss hinreichend sichergestellt sein, dass eine unbefugte Nutzung des Signaturschlüssels ausgeschlossen ist und eine dem wissensbasierten Verfahren gleichwertige Sicherheit gegeben ist.«

25 Risiken in der Biometrie Identitätsdiebstahl

26 Risiken in der Biometrie Identitätsdiebstahl Source: Chaos Computer Club

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28 Risiken in der Biometrie Unveränderlichkeit

29 Fälschungssicherheit Methoden!Lebenderkennung!Die vorliegenden Daten wurden von einem lebenden (und dem authentischen) Menschen beigebracht!im Unterschied zu entfernten und damit toten Körperteilen!Fälschungserkennung!Die vorliegenden Daten stammen von einer Nachbildung eines Menschen und werden somit nicht weiter ausgewertet!künstliche Fingerabdrücke!Kontaktlinsen!Masken

30 Gesichtserkennung Sensoren 3-D Gesichtserkennung!Dreidimensionale Erfassung des Gesichts! Laser! Strukturiertes Licht! Kodiertes Licht! Ursprünge aus der 3-D-Vermessung! Metrisch korrekt!vorteile! Posenvarianz kann korrigiert werden! Größerer Merkmalsraum Dank zusätzlicher Dimension! Höhere Fälschungssicherheit durch Aufwandserweiterung

31 Risiken in der Biometrie Verknüpfung

32 Risiken in der Biometrie Sensitive persönliche Informationen!Krankheiten:!Freischwebende Iriszyste* * 8_47.jpg ** Julia Seidel, Zusatzinformationen in Fingerbildern, Hochschule Darmstadt, 2006!Bei Trisomie 21 oder Trisomie 13 Syndrom**: ca. 75% vergrößerte Wahrscheinlichkeit einer durchgehenden Handlinie!Genetische Informationen, Geschlecht, ethnische Zugehörigkeit!Für die Authentisierung sind diese Informationen irrelevant!

33 Schützen der biometrischen Identität Anforderungen!Die Referenzdaten sind sicher gegen Angreifer!Kein Rückschluss auf biometrische Originaldaten!Keine Verknüpfungen zwischen unterschiedlichen Datenbanken!Schützt vor Identitätsdiebstahl!Fördern des Datenschutz!Referenzdaten sind widerrufbar und erneuerbar!integrierbar in bestehende Systeme!Flexible Architektur!Online Verifikation (Zentrale Datenbanken)!Offline Verifikation (Lokale Datenbanken)

34 Schützen der biometrischen Identität Verschlüsselung!Anfällig gegenüber der Varianz biometrischer Daten!Entschlüsselung notwendig Sicherheitslücke!(Komplexes) Schlüsselmanagement notwendig!kein Schutz gegen interne Angreifer

35 Template Protection!Ansatz ist vergleichbar mit UNIX-Passwortauthentisierung!Klartextdatei: etc/passwd!id:<login_name>:hash(password)!authentisierung!hash(input) =?= hash(password) x leicht h(*) h(x) schwer

36 Template Protection Herausforderung!Es gibt einen Unterschied zwischen Passwörtern und biometrischen Daten!Biometrische Erfassung ist Schwankungen unterworfen (Rauschen)!Kryptographische Einwegfunktionen reagieren höchst empfindlich gegenüber kleinsten Änderungen in den Eingabedaten h( ) h( ) Fehlerkorrekturverfahren (Error Correcting Code ECC)

37 Template Protection Ansätze Einheitliche Architektur!Paper!J. Breebaart, C. Busch, J. Grave, E. Kindt!A Reference Architecture for Biometric Template Protection based on Pseudo Identities!BIOSIG 2008, GI-LNI, (2008)!Standard!ISO/IEC 24745:2011 (SC27)!Information technology Security techniques Biometric information protection

38 Template Protection Framework Architecture for renewable biometric references

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41 Schutz biometrischer Daten Homomorphe Verschlüsselung!Homomorphismus!altgriech: homós gleich; morphé Form!Elemente einer Menge werden so in einer anderen Menge abgebildet, dass sich Bilder strukturell so verhalten, wie die Urbilder in der Ausgangsmenge.!Homomorphe Verschlüsselung!Lässt Berechnungen in der verschlüsselten Domäne zu, deren verschlüsseltes Ergebnis mit dem Ergebnis der unverschlüsselten Operation übereinstimmt!aktuelles Forschungsfeld:!Wie lässt sich dieses Prinzip auf biometrische Vergleiche anwenden?

42 Gesetzgebung!Richtlinie 95/46/EC: Die Europäische Richtlinie zum Datenschutz sieht vor, dass jedermann das Recht hat, Kontrolle über Erfassung und Nutzung seiner persönlichen Daten auszuüben. (Informationelle Selbstbestimmung)!Bundesdatenschutzgesetz!Referenzen:! White Paper zum Datenschutz in der Biometrie, H. Biermann, M. Bromba, C. Busch, G. Hornung, M. Meints, G. Quiring-Kock, TELETRUST Deutschland e.v., March 2008!Biometric Systems and Data Protection Legislation in Germany, Martin Meints, Heinz Biermann, Manfred Bromba, Christoph Busch, Gerrit Hornung, Gisela Quiring-Kock; in: Proceedings of the 4 th International Conference on Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing, 2008

43 On-Card Comparison: Bezahlvorgang mit Unterschrift

52 Anwendung in der Stadt Bad Orb Fingerprint im Freibad!Personaleinsparung durch Automateneinsatz!Tageskarten!Jahreskarten nicht übertragbar!einsatz eine Fingerabdruckverfahrens

53 Anwendung in der Stadt Bad Orb Fingerprint im Freibad!Personaleinsparung durch Automateneinsatz!Tageskarten!Jahreskarten nicht übertragbar!einsatz eine Fingerabdruckverfahrens!Hessischer Datenschutz: nicht verfassungsgemäß!angriff auf informationelle Selbstbestimmung (Art. 2 Abs. 1 in Verbindung mit Art. 1 Abs. 1 GG)!Verhältnismäßigkeit nicht gegeben!nicht fälschungssicher!mangelnde Alternative!Könnte für künftige Verfahren an Gewicht gewinnen

54 Grundgesetz (Auszug)!Art 1!(1) Die Würde des Menschen ist unantastbar. Sie zu achten und zu schützen ist Verpflichtung aller staatlichen Gewalt.!(2) Das Deutsche Volk bekennt sich darum zu unverletzlichen und unveräußerlichen Menschenrechten als Grundlage jeder menschlichen Gemeinschaft, des Friedens und der Gerechtigkeit in der Welt.!(3) Die nachfolgenden Grundrechte binden Gesetzgebung, vollziehende Gewalt und Rechtsprechung als unmittelbar geltendes Recht.!Art 2!(1) Jeder hat das Recht auf die freie Entfaltung seiner Persönlichkeit, soweit er nicht die Rechte anderer verletzt und nicht gegen die verfassungsmäßige Ordnung oder das Sittengesetz verstößt.!(2) Jeder hat das Recht auf Leben und körperliche Unversehrtheit. Die Freiheit der Person ist unverletzlich. In diese Rechte darf nur auf Grund eines Gesetzes eingegriffen werden.

55 Anwendung in der Stadt Bad Orb Fingerprint im Freibad!Personaleinsparung durch Automateneinsatz!Tageskarten!Jahreskarten nicht übertragbar!einsatz eine Fingerabdruckverfahrens!Hessischer Datenschutz: nicht verfassungsgemäß!angriff auf informationelle Selbstbestimmung (Art. 2 Abs. 1 in Verbindung mit Art. 1 Abs. 1 GG)!Verhältnismäßigkeit nicht gegeben!nicht fälschungssicher!mangelnde Alternative!Könnte für künftige Verfahren an Gewicht gewinnen

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57 Fotofahndung Mainzer Bahnhof!Feldtest von Oktober 2006 Januar 2007!Bundeskriminalamt!Drei Gesichtserkennungssysteme!Ziele:!Beobachtung eines Bereichs in der Eingangshalle!Erkennen von 200 Personen!~ Personen passieren den Bereich täglich

58 Fotofahndung Mainzer Bahnhof!Probleme!Bewegliche»Ziele«!Unterschiedliche Lichteinflüsse (Tageslicht)!Dadurch verschwommene Bilder!Ergebnisse!Beste Erkennungsrate 70% (Mittag)!Durchschnittliche Erkennungsrate 30%!Werte errechnet bei FAR von 0.1%

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60 Motivation Informationsgewinn!Was soll ermittelt werden?!personenanzahl!verweildauer, Aufmerksamkeit!Zielgruppenklassifikation!Vorteile:!Feedback für Betreiber: Inhalt und Standortoptimierung!Adaptive Information, Personalisierung, weniger Informationsflut, Interaktion

61 Emotions- und Geschlechtsdetektion

62 Google Glass

63 KOMMENDE/TERMINE (alle/am/fraunhofer/igd,/darmstadt) EAB/Research/Projects/Conference/(EABGRPC)/ /und/9./September/2014 EU/FP7GProjekte/aus/dem/Bereich/Biometrie:/FIDELITY,/BEAT,/TabulaRasa,/ FastPass,/FutureGID,/INGRESS Details/unter:/hWp:// EAB/Research/and/Industry/Award 10./September/2014 Details/unter:/hWp:// 2014/International/Conference/of/the/Biometrics/Special/Interest/Group/(BIOSIG) 11./und/12./September/2014 Mul]modale/Biometrie,/Fusion Details/unter:/hWp:// European Association for Biometrics

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