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13.02.1998

Das Biometrie-Geschäft entwickelt sich nur mühsam

Bei den Olympischen Winterspielen im japanischen Nagano müssen sich die Biathleten einer ungewöhnlichen Prozedur unterziehen: Mit Hilfe einer Spezialkamera werden Fotos von ihren Augen - genauer, von ihrer Iris, aufgenommen. Anhand dieser digitalisierten Bilder sollen sich Sportler und Offizielle später identifizieren lassen, wenn sie Einlaß in die olympische Waffenkammer begehren.

Nicht nur beim sportlichen Wettkampf, auch bei der Doping-Kontrolle arbeitet Nippons Olympia-Veranstalter mit Biometrie. Hier kommt ein System zur Fingerabdruck-Erkennung zum Einsatz. Zugang zu den entsprechenden Labors haben nur Personen, die sich per Fingerprofil ausweisen können.

Zu gerne berichten Zeitschriften und Informationsdienste in aller Welt über solche Verfahren. Sie klingen wunderbar spektakulär und haben schon in den 80er Jahren erfolgreich vom eher langweiligen Plot mancher James-Bond-Filme abgelenkt. Personen werden anhand unverwechselbarer physischer Eigenschaften identifiziert - mit Verfahren, die bisher überwiegend in der Kriminalistik Anwendung fanden.

Mit biometrischen Systemen sollen nicht nur Menschen für den Zugang zu Räumen, Geldautomaten oder auch zum Zweck der Arbeitszeiterfassung identifiziert werden, sie können beispielsweise ebenso dazu dienen, die unerlaubte Benutzung von PCs zu verhindern. Das Wiedererkennen des autorisierten Benutzers erfolgt anhand einzigartiger physischer Merkmale. Hierzu können Fingerabdrücke gehören, aber auch die Form und Größe einer Hand (Handgeometrie), das Gesicht, die Stimme, die Handschrift sowie Regenbogen- oder Netzhaut im Auge.

In krassem Gegensatz zum öffentlichen Hype steht die bisherige Geschäftsentwicklung von Biometrie-Produkten: Der weltweite Markt wies 1996 ein Volumen von "nur" 103 Millionen Dollar auf. Diese Summe - nicht einmal ein Zehntel des jüngsten Quartalsumsatzes von Microsoft - wird um durchschnittlich 7,5 Prozent jährlich steigen, wenn die Prognosen von Frost & Sullivan in London zutreffen. Von einem soliden Wachstum kann also die Rede sein - nicht aber von einer explosionsartigen Verbreitung entsprechender Technologien, wie manche Anbieter glauben machen möchten.

Die größten Einnahmen erzielt die Branche noch mit Systemen zur Fingerabdruck-Erkennung: 1996 waren es weltweit ungefähr 80 Millionen Dollar. Die Produkte kamen vor allem in der kriminalistischen Forensik, in den USA jedoch auch bei Regierungsbehörden zum Einsatz. In einigen US-Staaten werden beispielsweise Sozialhilfeempfänger auf diese Weise identifiziert, um zu verhindern, daß sie den Staat mehrfach zur Kasse bitten. Das wohl größte Geschäft in diesem Markt hat bisher die im kali- fornischen Sunnyvale ansässige Softwareschmiede Identix Inc. gemacht.

Als Identifikationssysteme für den PC kommen die Fingerabdruck-Scanner in den Vereinigten Staaten teilweise in Kliniken und Arztpraxen zum Einsatz, da die Amerikaner aus juristischen Gründen zwangsläufig großen Wert auf den Schutz von Patientendaten legen. In Europa sieht Andreas Tschanz, Marketing-Chef und Geschäftsleitungsmitglied der Züricher Start-up-Company Fingerprin AG, die besten Absatzchancen bei Systemen für die Zugangskontrolle.

Fingerabdruck-Systeme für den PC dagegen dümpeln weltweit in einer kleinen Nische herum - ein Umstand, den beispielsweise die Key Tronic Corp. in Washington zu ändern hofft: Für weniger als 100 Dollar will sie noch in diesem Jahr eine Tastatur mit integriertem Fingerabdruck-Scanner an den Kunden bringen.

Einen ähnlichen Weg geht Who Vision Systems aus dem kalifornischen Irvine: Die Softwerker haben eigenen Angaben zufolge mit dem taiwanischen Hersteller MAG Group vereinbart, in den nächsten vier Jahren 35 Millionen Fingerabdruck-Leser in dessen Computerterminals zu integrieren. Auch der französische Anbieter SGS Thomson und der in Melbourne, Florida, beheimatete Spezialist Harris Semiconductor haben Spezialchips und Produkte für das Scannen von Fingerabdrücken, integriert in Laptops, versprochen.

All diese Ankündigungen sind jedoch mit Vorsicht zu genießen: "Das Problem, das über allem steht, ist die Integration von Biometrie-Techniken in die Arbeitsplatzinfrastruktur", beobachtet Ira Machevsky, Analyst der Giga Information Group. "Alle Anbieter reden mit Monitor- und Tastatur-Herstellern. Ich warte darauf, daß die PC-OEMs endlich entsprechende Produkte anbieten."

Möglicherweise haben externe Lösungen wie etwa "U.are.U" von Digital Persona aus Redwood City mehr Erfolg: Anläßlich der Comdex in Las Vegas wurde das 99 Dollar teure Gerät zur externen Erfassung und Identifikation von Fingerabdrücken vorgestellt. Das Gerät hat die Form einer Maus und wird neben dem PC plaziert. Konkurrierende Produkte sind etwa die rund 300 Dollar teure "Bio Mouse", die mit einem von Texas Instruments entwickelten Sensor ausgestattet ist und von der im kanadischen Ottawa ansässigen American Biometric Company angeboten wird, oder die "Fingerprint Identification Unit" von der Sony-Abteilung Bionics.

Ob sich Biometrie-Techniken als Zugangssysteme für den PC durchsetzen, gilt derzeit als fraglich. Einerseits müßten die Anbieter große Stückzahlen absetzen, da sie nur mit einer Massenprodukt-Strategie die Preise erträglich gestalten könnten. Andererseits sind die PC-User mit ihrem eher mäßigen Paßwortschutz oft schon zufrieden und haben kein großes Interesse an der Erfassung persönlicher Daten im Orwellschen Sinne. Und schließlich erweisen sich die gängigen Fingerabdruck-Systeme in der Regel nicht als sicher genug, um den Kriterien professioneller Anwender zu genügen.

"Wenn es Biometrie gäbe, die wirklich funktioniert und sicher ist, dann würde man sie in allen Bankfilialen vorfinden", ist sich Tschanz sicher. "Die Banken verlieren sehr viel Geld durch Kreditkartenmißbrauch. Sie würden solche Systeme sofort einsetzen, wenn die Technik entsprechend ausgereift wäre."

Tschanz arbeitet mit Markus Müller zusammen, einem der führenden Biometrie-Entwickler Europas. Gemeinsam mit Hugues Lüdi hat Müller in der Schweiz die Fingerprin AG ins Leben gerufen, um eine über Jahre entwickelte Fingererkennungs-Technik zu vermarkten, die gegenüber den bisherigen Systemen angeblich einen deutlichen Sicherheitsfortschritt bietet. "Die besseren Biometriesysteme beherrschen heute nahezu alle die Abweisung nicht berechtigter Benutzer", erklärt Müller, "das Problem liegt jedoch in der Erkennung der jeweils Berechtigten: Die Quote liegt oft nur zwischen 95 und 98 Prozent."

Von 100000 Geldtransaktionen in einem Netz von Bankautomaten schlügen mit den heute verfügbaren Systemen mindestens 2000 fehl, weil die Benutzer wegen nicht erkannter Fingerabdrücke abgewiesen würden. Solche Systeme sind nicht verwendbar. Müller nimmt für das ab Juni 1998 vermarktete eigene Produkt in Anspruch, eine Erkennungsrate von einem Fehler pro eine Million Zugriffe zu erreichen. Man werde diese Quote in den nächsten Jahren weiter steigern.

Seinen Optimismus zieht Müller aus der angewandten Methode. Sein System basiere nicht allein auf der ohnehin schon schwierigen Erfassung daktyloskopischer Merkmale, man kombiniere diese Informationen noch mit anderen Kennzeichen, etwa mit Daten über Form und Struktur des Fingers.

"Wir arbeiten nicht mit einer Direktauflage des Fingers oder mit Abstempelverfahren wie die anderen", so Müller. Statt dessen komme eine optische, kontaktlose Abtastung mittels Infrarot- oder Strahlung aus dem sichtbaren Lichtbereich zur Anwendung. Der Finger müsse keinen Gegenstand (Glasplättchen) mehr berühren - ein Vorteil, da keine Verformung durch Druck stattfinde.

"Bei uns erkennt man die Haut nicht nur an der Oberfläche, sondern auch etwas tiefer." Das sei beispielsweise nötig, um einen "lebenden" von einem "toten" Finger zu unterscheiden - ein Aspekt, der möglichem Mißbrauch durch Verstümmelungen entgegenwirkt.

Müller peilt zunächst die Schweizer Bankenwelt als finanzkräftige Zielgruppe an. Mit einigen Instituten, aber auch mit Herstellern von Zutrittskontrollsystemen für Banken, Krankenhäuser und den öffentlichen Dienst hat Fingerprin bereits Vorverträge abgeschlossen. Der Schweizer möchte sein Produkt nur auf indirektem Weg - als Bestandteil von Geldautomaten, Zugangssystemen, langfristig aber auch PCs - vermarkten.

Ob die Eidgenossen ihre großen Ziele erreichen können, wird die Zukunft zeigen. Christoph von der Malsburg, Professor am Institut für Neuroinformatik an der Ruhruniversität in Bochum, hegt generell Zweifel an diesem Verfahren: "Der große Nachteil liegt darin, daß etwa fünf Prozent der Menschen keine verwertbare Fingerabdrücke haben." Arbeiter, die beispielsweise mit groben Baustoffen konfrontiert seien, schliffen sich nicht selten die Rillen an den Fingern ab, was zu Identifikationsproblemen führe.

Was die PC-Sicherheit betrifft, gibt es große Skepsis seitens der Anwender, die in aller Regel ein nur rudimentär ausgeprägtes Sicherheitsverständnis haben und mit einem mehr oder weniger ernstgenommenen Paßwortschutz bereits zufrieden sind. Ihre Vorbehalte mehren sich noch, wenn Fingerabdrücke in einer Datenbank verwaltet werden sollen - die Furcht vor dem Überwachungsstaat keimt schnell auf.

Solche Bedenken dürften auch dafür sorgen, daß die populär gewordene Identifikation über die Iris (Regenbogenhaut) in der Praxis die Ausnahme bleibt. Zwar weist die Haut eine Struktur auf, die unverwechselbar und damit ein hundertprozentig sicheres Identifikationsmerkmal ist, doch eine Akzeptanz in Massenmärkten scheint nahezu ausgeschlossen. Nur wenige Bankkunden dürften es akzeptabel finden, sich vor einer Geldtransaktion per Laserstrahl das Muster der Regenbogenhaut ablichten zu lassen, um Zugangsberechtigung zu erwirken.

Die wichtigsten Patente für Identifikationstechniken der Iris liegen in den Händen der US-Softwareschmiede Iriscan Inc., die in Mt. Laurel, New Jersey, beheimatet ist. John Daugman, heute Senior-Wissenschaftler bei Iriscan, hat sich mit seinem 1994 patentierten Verfahren weltweiten Ruhm in der Biometrie-Szene gesichert. In der Bankenwelt hat es jedoch auch die Sensar Inc., Moorestown, New Jersey, zu einiger Bekanntheit gebracht.

Wie das US-Handelsunternehmen Rayco Security aus dem kalifornischen Van Nuys behauptet, ist es bisher nicht vorgekommen, daß sich ein nicht autorisierter Anwender in ein durch Iris-Erkennung geschütztes System einschmuggeln konnte. Allerdings, und hier liegt ein entscheidender Nachteil, werde in 12,4 Prozent aller Zugangsversuche der rechtmäßige Anwender nicht erkannt. Die Quote sinkt, je öfter der Versuch wiederholt wird: Bei drei Anläufen scheitern nur noch 0,4 Prozent aller Anmeldungsversuche.

Diese alles in allem positiven Erfahrungen stehen in diametralem Gegensatz zu Ergebnissen, die Gerüchten zufolge bei der Schweizer Armee in einem Feldversuch erzielt wurden. Dort soll eines der populärsten Systeme zur Iriserkennung, das versuchsweise für den Zugangsschutz von Bunkern verwendet wurde, mit einem Zwei-Franken-Stück überlistet worden sein, daß sich der Betreffende wie ein Monokel vor das Auge klemmte. Insider halten jedoch nicht die Methode an sich für fehleranfällig, sondern die Softwareprodukte, die in sehr unterschiedlicher Qualität angeboten würden.

Der am schnellsten wachsende Biometriemarkt ist der für Gesichtserkennung. Die Verbreitung von Multimedia-PCs einschließlich Videokamera und -karte führt dazu, daß Anwender nur noch ein entsprechendes Softwarepaket benötigen. Das bekannteste Produkt, "Face It 3.0" von der US-Softwareschmiede Visionics, Jersey City, ist für den Massenmarkt konzipiert und kostet lediglich 99 Dollar. Übergangsweise war es von der Web-Seite sogar für nur 59 Dollar herunterzuladen. Das Produkt basiert nicht auf neuronaler Netztechnik, sondern auf einem eigens entwickelten und patentierten Algorithmus zur statistischen Mustererkennung bestimmter Gesichtsregionen, die besonders individuelle Merkmale aufweisen.

Die Prozedur für den Anwender ist einfach: Er bringt sich vor seinem PC in Position und macht drei Bilder aus unterschiedlichen Blickwinkeln, die zusammen mit einigen weiteren persönlichen Informationen in einer Datenbank abgelegt werden. Der PC-Benutzer oder auch der "Datenbank-Administrator" erklärt nun eine oder mehrere Personen für autorisiert und schließt alle anderen von der Benutzung des Geräts aus.

Im Messaging-Modus grüßt der PC abgewiesene Benutzer mit einer zuvor aufgenommenen Stimme und öffnet ihnen ein Bildschirmfenster, in dem eine Nachricht hinterlassen werden kann. In diesem Fenster findet der rechtmäßige Benutzer später auch ein fingernagelgroßes Foto des abgewiesenen Besuchers oder Eindringlings. Face It ermöglicht auch das Sichern einzelner Dokumente, die per Drag and drop auf das sogenannte Cipher-Icon gezogen werden. Der Zugriff auf die in diesem Ordner verschlüsselt abgelegten Dateien erfolgt wahlweise über ein Foto oder über ein Paßwort. Auch hier lassen sich unrechtmäßige Annäherungen per Foto dokumentieren.

Einer der weltweit renommiertesten Spezialisten für Gesichtserkennung, der Bochumer Professor für Neuroinformatik Christoph von der Malsburg, hat bereits 1994 das vor allem in Zugangskontrollsystemen eingesetzte Produkt "ZN Face" entwickelt. Die Technik, die unter anderem von der Deutschen Bank intern eingesetzt wird, trieben die Wissenschaftler mit ihrem "Personalspotter" jetzt noch weiter voran. Mit Hilfe computergestützter Überwachungskameras und der Software können nun auch in bewegten Szenen einzelne Gesichter identifiziert werden.

Das System besteht aus zwei Bestandteilen: Während die eine Komponente Gesichter in Videosequenzen findet, vergleicht die andere das Gefundene mit den in Datenbanken abgelegten Konterfeis. In einem von den Army Research Laboratories der USA ausgerichteten Wettbewerb bekam das von den Bochumern gemeinsam mit der University of South California entwickelte System die mit Abstand besten Noten. Einsatzfelder für das System, das Personen auch bei Halbprofil, in schlecht beleuchteten Umgebungen sowie mit leichten Veränderungen (Brille, Drei-Tage-Bart) erkennt, könnte bei der Überwachung von Flughäfen und Grenzen sowie bei der Verbrechensbekämpfung zum Einsatz kommen.

Für von der Malsburg gehört die Zukunft weniger den einzelnen Biometrietechniken als vielmehr Systemen, die es ermöglichen, "lebendige Szenen" zu erfassen und zu entschlüsseln. "Die PCs werden in einigen Jahren wissen, wohin ein Benutzer sieht, sie werden auf seine Gesten und Reaktionen eingehen", so der Forscher. Computer würden dann ständig "beobachten", ob die jeweils autorisierte Person davor sitze. Sei das nicht der Fall, schalte sich der Rechner automatisch ab. Mit solchen Produkten werde die größte Sicherheitslücke geschlossen, die darin bestehe, daß Anwender ihre Arbeit mal eben für eine Kaffeepause unterbrechen, und dabei ihren Rechner unbeaufsichtigt lassen.

Haupthindernis auf dem Weg zu einer solchen Zukunftstechnik ist nach Angaben des Bochumers die noch immer geringe Marktverbreitung von Videokameras sowie der enorme Bedarf an Rechenleistung, der jeden Desktop in die Knie zwinge. "Wenn man den PC mit Sehoperationen belasten wollte, dann würde der nichts anderes mehr machen", so der Wissenschaftler. Benötigt würden Koprozessoren, die an entsprechende Anwendungen angepaßt seien.

Mit dem "SEE-1" von Siemens werde gegenwärtig ein solcher Koprozessor entwickelt. Obwohl ein erstes System dieser Art schon in Kürze demonstriert werden soll, dauert es laut von der Malsburg noch einige Jahre, bis genügend Geräte mit diesem Prozessor ausgestattet sein werden. "In zehn Jahren wird es einen großen Markt für Sehanwendungen geben", prophezeit der Hochschullehrer, der darauf seinen Kopf verwetten würde.