Technologies biométriques physiques et comportementales - 3

Introduction à la reconnaissance d'empreintes digitales

La reconnaissance d'empreintes digitales est la technologie biométrique qui existe depuis le plus longtemps, remontant aux années 1500. Depuis, il est associé aux forces de l'ordre. En fait, l'empreinte digitale est devenue la norme de facto utilisée dans l'application de la loi.

Les empreintes digitales ont été utilisées dès 2000 av. J.-C., utilisées comme signature légale dans les transactions commerciales primitives de cette époque. Le premier véritable article de recherche qui a tenté d'examiner les structures uniques de l'empreinte digitale a été publié vers 1694, et le tout premier système de classification des empreintes digitales a évolué en 1823, par un scientifique connu sous le nom de Jan Purkinje. Et bien sûr, au tournant du siècle, à partir du début des années 1900, les forces de l'ordre ici aux États-Unis ont commencé à utiliser les empreintes digitales comme principale méthode pour retrouver des suspects et des criminels connus.

Les statistiques suivantes illustrent la popularité de l'utilisation des empreintes digitales comme principal moyen de vérification et/ou d'identification des personnes :

• 1994, les bases de données du FBI contenaient 810 000 empreintes digitales.
• 2003, ce nombre était passé à plus de 200 millions d'empreintes digitales conservées dans leurs bases de données.
• 2009, ce nombre était passé à 500 millions plus les empreintes digitales détenues dans les bases de données du FBI.

Afin de répondre à la demande croissante d'utilisation des empreintes digitales, le FBI a conçu le système automatisé d'identification des empreintes digitales, ou AFIS, pour automatiser les recherches basées sur les empreintes digitales aux niveaux national, étatique et local de l'application de la loi. Et pour répondre aux demandes croissantes de cette base de données gargantuesque, le système intégré d'identification automatisée des empreintes digitales, ou IAFIS, a été introduit, avec des fonctionnalités améliorées.

Mais, dans le monde de la biométrie, les détails de l'empreinte digitale sont décomposés en trois niveaux distincts :

1. Les images de motifs présentes dans l'empreinte digitale.
2. Les points minutieux de l'empreinte digitale (d'où la plupart des caractéristiques uniques sont extraites).
3. Cela inclut les formes et les images des crêtes et les pores associés.

Caractéristiques uniques des empreintes digitales

Il est important de noter à ce stade que la plupart des systèmes d'empreintes digitales basés sur la biométrie ne collectent que des images aux niveaux 1 et 2 ; seuls les systèmes de reconnaissance d'empreintes digitales les plus puissants collectent des informations de niveau 3 et sont principalement utilisés à des fins d'identification. Les fonctionnalités spécifiques au niveau 1 incluent les éléments suivants :

• Arches : ce sont les crêtes qui coulent simplement dans une direction, sans doubler ni reculer. Celles-ci ne représentent qu'environ 5% des caractéristiques de l'empreinte digitale.
• Boucles : dans cette fonction, les arêtes reculent et vont de gauche à droite ou de droite à gauche. Il existe deux types distincts de boucles : a) les boucles radiales qui descendent ; et b) la boucle ulnaire qui monte sur l'empreinte digitale. Ceux-ci représentent 65% des caractéristiques de l'empreinte digitale.
• Verticilles : les crêtes de l'empreinte digitale forment un cercle autour d'un noyau, et celles-ci comprennent 30 % des caractéristiques de l'empreinte digitale.

En plus des caractéristiques ci-dessus, qui sont collectées par un système de reconnaissance d'empreintes digitales, le nombre réel de crêtes et la façon dont ces crêtes sont positionnées (orientées) peuvent également s'avérer être une caractéristique très distinctive et peuvent contribuer à la vérification et/ou à l'identification d'un individu. D'autres caractéristiques distinctives qui peuvent être extraites, mais qui sont moins couramment utilisées, incluent les suivantes :

• Îlots : Les crêtes très courtes que l'on retrouve sur une empreinte digitale
• Lacs : Les échancrures/dépressions spéciales situées en plein milieu de la crête
• Intersections : Les croisements réels d'une crête à l'autre. 

Le processus de reconnaissance des empreintes digitales

1. La reconnaissance d'empreintes digitales fonctionne bien non seulement pour les scénarios de vérification, mais également pour les applications d'identité. Ceci est mieux illustré par les bases de données gargantuesques administrées par le FBI. Mais qu'il s'agisse d'identification ou de vérification, la reconnaissance d'empreintes digitales suit une méthodologie distincte qui peut être décomposée en plusieurs étapes : Les images brutes de l'empreinte digitale sont acquises grâce à la technologie de capteur utilisée. À ce stade, un contrôle de qualité est également inclus. Cela signifie que les images brutes qui sont collectées sont finalement examinées par le système biométrique pour voir s'il y a trop de données étrangères dans l'image de l'empreinte digitale, car cela pourrait interférer dans l'acquisition de données uniques. Si une obstruction trop importante est détectée, le lecteur d'empreintes digitales rejettera automatiquement cette image particulière et invitera l'utilisateur final à placer son doigt dans la platine pour qu'une autre image brute de l'empreinte digitale soit collectée. Si les images brutes sont acceptées, elles sont ensuite transmises à l'unité de traitement, située au sein du dispositif de reconnaissance d'empreintes digitales.
2. Une fois les images brutes acceptées par le système, les caractéristiques uniques sont ensuite extraites et stockées en tant que modèle d'inscription. Si la reconnaissance d'empreintes digitales est utilisée par un smartphone, une carte à puce est alors utilisée pour stocker le modèle d'inscription réel. Certains smartphones peuvent même traiter les fonctionnalités.
3. Une fois que l'utilisateur final souhaite obtenir un accès physique ou logique, il doit placer son doigt sur le capteur du système de reconnaissance d'empreintes digitales, afin que les images brutes et les caractéristiques uniques puissent être extraites comme décrit précédemment ; cela devient les modèles d'inscription. Les modèles d'inscription et de vérification sont ensuite comparés l'un à l'autre, pour déterminer le degré de similarité/non-similarité l'un avec l'autre.

Comme vous pouvez l'imaginer, les contrôles de qualité mis en place pour les images brutes d'empreintes digitales sont assez étendus. Une erreur de pensée courante est que les modèles d'inscription et de vérification sont les plus importants dans tout type de système biométrique. Bien que cela soit vrai dans une certaine mesure, ces modèles sont en fait construits et créés à partir des images brutes d'empreintes digitales elles-mêmes.