Gummi-Fingerprints £  la choppe/biometrik/ ¢  2.2 Matsumoto - Rezept Matsumoto...

download Gummi-Fingerprints £  la choppe/biometrik/ ¢  2.2 Matsumoto - Rezept Matsumoto stellte

of 13

  • date post

    14-Oct-2019
  • Category

    Documents

  • view

    0
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Gummi-Fingerprints £  la choppe/biometrik/ ¢  2.2 Matsumoto - Rezept Matsumoto...

  • Gummi-Fingerprints ‡ la Matsumoto

    - Ausarbeitung -

    Vorlesung: Biometrik (Arbeitsgruppe Multimedia and Security, SS 2003) Team: Marcus Holley, Tobias Hoppe, Sebastian Stober

    Inhalt

    136 Quellen-Verzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    125 Diskussion / Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    94 Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    8 3.2 Eigene Variationen am bisherigen Rezept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3.1.2 Erster Eindruck nach der Durchf¸hrung des Matsumoto-Rezeptes . . . . . . . . . . . . . . 3 3.1.1 Durchf¸hrung des Matsumoto-Rezeptes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Protokoll der Versuchsdurchf¸hrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    2 2.2 Matsumoto - Rezept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2.1 Fingerabdr¸cke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    11 Einf¸hrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    1 Einf¸hrung

    Im IT Sicherheitsbereich gewinnt die Analyse biometrischer Merkmale wie Fingerabdr¸cke zunehmend an Bedeutung. Verschiedene Hersteller versprechen f¸r ihre Produkte hohe Erfolgsquoten, aber wie leicht lassen sich ihre Systeme wirklich hinter das Licht f¸hren?

    Basierend auf dem Versuch des japanischen Kryptographen Tsutomu Matsumoto von der Yokohama National University wollen wir untersuchen, wie verschiedene Fingerprint-Systeme auf Abdr¸cke k¸nstlicher Fingerduplikate reagieren. Dazu planen wir, Matsumotos Versuch zun‰chst mˆglichst identisch nachzuvollziehen und nach der Auswertung erster Ergebnisse eventuell einige eigene Modifikationen vorzunehmen.

    1

  • 2 Grundlagen

    2.1 Fingerabdr¸cke

    Zum Abnehmen von Fingerabdr¸cken gibt es Sensoren, die auf unterschiedlichen Arten von Technologien beruhen. Dazu gehˆren:

    Statisch kapazitive Sensoren Typ 1 Statisch kapazitive Sensoren Typ 2 Dynamisch kapazitive Sensoren Lumineszierend kapazitive Sensoren Optisch reflexive Sensoren Optisch transmissive Sensoren mit Lichtleiterplatte Akustische Sensoren (Ultraschall) Drucksensitive Sensoren Thermische Zeilensensoren Kapazitive und optische Zeilensensoren

    Es ist zu erwarten, dass nicht alle Sensortypen gleich auf einen falschen Finger reagieren werden. Matsumotos Versuche zeigte beispielsweise, dass die von ihm hergestellten k¸nstlichen Finger von optischen Sensoren oft akzeptiert wurden, w‰hrend dies bei kapazitiven Sensoren nur selten der Fall war.

    2.2 Matsumoto - Rezept

    Matsumoto stellte die k¸nstlichen Finger aus einfacher Gelatine her, auf der zum Beispiel auch Weingummiprodukte basieren. Deshalb sind diese k¸nstlichen Finger auch durchaus essbar, wenngleich sie in der unges¸flten ÑStandardversionî noch keinen groflen Genussfaktor mit sich bringen Da die Behebung dieses Nachteils f¸r die mit den biometrischen Systemen erzielten Ergebnisse nicht von besonderer Bedeutung sein d¸rfte, hier also zun‰chst Matsumotos geschmacklich nicht optimiertes Grundrezept:

    Zutaten:

    Modelliermasse (F¸r die Negative) Blatt-Gelatine (F¸r die Positive)

    Zubereitung:

    1) Herstellen des Negativs:

    Modelliermasse vorbereiten Ziel-Finger hereindr¸cken

    2) Herstellen des Positivs

    300 ml kochendes Wasser mit 30 g Gelatine zusammenmischen und verr¸hren (20 min.)

    Gelatinemasse ins Negativ gieflen und 10 Minuten im K¸hlschrank abk¸hlen lassen.

    2

  • 3 Protokoll der Versuchsdurchf¸hrung

    3.1.1 Durchf¸hrung des Matsumoto-Rezeptes

    Teil 1: Herstellung eines (mehrfach verwendbaren) Negativs:

    Matsumoto stellte die Negative mit Hilfe einer Kunststoff-Modellier-Masse her, die vor dem Aufnehmen des Abdrucks erw‰rmt wird. Weil wir hier leider kein vergleichbares Material finden konnten, sind wir auf ein Zweikomponen- ten-Silikon ausgewichen, wie es in der Zahntechnik verwendet wird, aber auch f¸r allgemeine Modellierzwecke f¸r jedermann zu bestellen ist. Auf eine etwas einfachere und kosteng¸nstigere Lˆsung weisen wir unten im Abschnitt 3.2 noch hin.

    Vorbereiten der Modelliermasse

    Auf die weiche, hellblaue Modelliermasse

    geben wir etwas H‰rterpaste.

    Vermischen der beiden Komponenten

    Durch Verkneten der beiden Massen wird die

    Modelliermasse mit der H‰rterpaste zu einer

    homogenen Masse vermischt. Dieser Vorgang

    sollte nicht l‰nger als 30 - 60 Sekunden

    dauern, da man sonst Gefahr l‰uft, dass die

    Masse sonst hart wird, bevor der Abdruck

    genommen werden kann.

    Nehmen des Fingerabdruckes

    In die noch weiche Masse wird nun der Finger

    gedr¸ckt. Damit auch die ‰ufleren Bereiche

    ¸bernommen werden, rollen wir den Finger

    dabei leicht ab.

    3

  • Die fertige Negativ-Form

    Nach wenigen Minuten ist die

    Modellier-Masse geh‰rtet und l‰sst sich ohne

    Einsatz hˆherer Gewalt nicht weiter

    verformen.

    Teil 2: Herstellung des Gummi-Fingers:

    Mit Hilfe dieser Formen kˆnnen wir jetzt beliebig viele Gummifinger herstellen:

    Die Zutaten

    ∑ 10 g weifle Blattgelatine (6 Blatt) ∑ 100ml Wasser

    Diese Menge reicht f¸r ca. 3 Gummifinger.

    Die vorgefertigten und gleich wieder

    benˆtigten Negativ-Formen sind rechts unten

    zu sehen.

    Aufkochen des Wassers und Hineingeben der Blattgelatine

    Bei unserem ersten Versuch zeigte es sich, dass

    es hilfreich ist, die Gelatine vorher noch besser

    zu zerkleinern als aus diesem Bild ersichtlich.

    Dadurch verklumpt die Gelatine im n‰chsten

    Schritt weniger und lˆst sich im Wasser

    deshalb merklich schneller und unter weniger

    R¸hraufwand auf.

    Umr¸hren, bis sich die Gelatine aufgelˆst hat

    Das Auflˆsen der Gelatine dauerte in unserem

    ersten Versuch 15-20 Minuten, was sich durch

    oben angemerktes Verkleinern aber noch um

    einige Minuten verk¸rzen liefl. Zun‰chst lassen

    wir das Wasser weiterkochen damit sich die

    Gelatine besser auflˆst.

    4

  • Zweite Phase des Umr¸hrens

    Die Verwendung eines Schneebesens bietet

    sich an, damit sich die letzten kleineren

    Gelatinebrocken besser auflˆsen. Die eben

    noch recht d¸nnfl¸ssige Masse sollte jetzt

    langsam dickfl¸ssiger werden. Der Topf

    braucht nicht mehr weiter aufgeheizt werden,

    die Masse kann also ruhig schon etwas

    abk¸hlen.

    Die Gelatinemasse ist fertig zum Eingieflen

    Seit dem Einsch¸tten der festen Gelatine in das

    kochende Wasser sind beim Einr¸hren

    inzwischen etwa 20 Minuten vergangen und

    die Gelatinemasse hat eine dickfl¸ssigere

    Form angenommen. Wir hoffen, dass sich die

    wohl durch den Schneebesen entstandenen

    Luftbl‰schen nicht negativ auf unser Ergebnis

    auswirken werden.

    F¸llen der Negative mit der Gelatinemasse

    Mit einem Teelˆffel nehmen wir die jetzt dick-

    fl¸ssige Gelatinemasse aus dem Topf und

    geben sie in unsere Negativ-Formen.

    Die Gummifinger abk¸hlen lassen

    Damit die Gummifinger fest werden, kommen

    sie nun zum Abk¸hlen f¸r 10-15 Minuten in das

    K¸hlfach.

    5

  • Die fertigen abgek¸hlten Gummifinger

    Nach 15 Minuten sind die Gummifinger

    abgek¸hlt und haben allem Anschein nach eine

    realistische Festigkeit erreicht.

    Herauslˆsen der fertigen Gummifinger

    Das Herauslˆsen der Gummifinger aus den

    Formen geht leicht und gl¸cklicherweise auch

    ohne dass R¸ckst‰nde der Gelatine in den

    Formen zur¸ckbleiben.

    Eine Form und der fertige herausgelˆste Gummifinger

    (Ganz rechts ist ein Versuchsfinger zu sehen,

    den wir mit einem anderem Material aus der

    Zahntechnik aus derselben Form hergestellt

    haben.)

    Der fertige Gummifinger aus Gelatine

    Gegen das Licht sind die Merkmale des zur

    Herstellung unseres Negatives verwendeten

    Fingers auch in unserem fertigen

    Gelatinemodell gut zu erkennen.

    6

  • 3.1.2 Erster Eindruck nach der Durchf¸hrung des Matsumoto-Rezeptes

    Die Gummifinger sind unserer Meinung nach f¸r den ersten Versuch recht gut gelungen. Die Struktur des Originalfingers scheint gut abgebildet zu sein und die Konsistenz der Gelatine ist nach dem Herausnehmen aus dem K¸hlschrank recht nah an einem Ñechtenî Finger.

    Diese essbare Masse ist allerdings noch vˆllig geschmacklos. Man kˆnnte vorher eventuell noch S¸flstoff hinzugeben, was f¸r die Qualit‰t des Ergebnisses allerdings keine effektive Verbesserung bedeuten d¸rfte ;-)

    Inwieweit sich die biometrischen Systeme unseren Gummifingern gegen¸ber verhalten, werden wir noch untersuchen.

    Aber schon jetzt sind bereits einige Probleme zu