Sistemi Biometrici

Prof. P. Campisi



  • Obiettivi del corso

    • L'autenticazione biometrica si riferisce all'autenticazione automatica di un individuo sulla base delle proprie caratteristiche morfologiche (impronte digitali, volti (2D e 3D), geometria della mano, palmo della mano, strutture venose, iride, etc.) o comportamentali (firma, voce, modalità di digitazione, andatura, etc.) Rispetto ai metodi di autenticazione tradizionali che utilizzano password e PIN, l'autenticazione biometrica permette di eliminare la necessità per l'utente di ricordare password o PIN che possono essere facilmente dimenticate o di portare con sè documenti di identificazione che possono essere persi o rubati. Per contro l'uso non autorizzato dei dati biometrici solleva numerose problematiche di privacy e sicurezza. Infatti se una password è dimenticata ne può essere generata una nuova, se un documento è perso ne può essere rilasciato uno nuovo, ma se un dato biometrico è compromesso non può essere sostituito.
    • Scopo di questo corso di 9 CFU equivalenti a 50 ore di didattica frontale, è quello di fornire agli studenti gli strumenti necessari per l'analisi, il progetto e l'implementazione di sistemi di autenticazione biometrici.
  • Contenuti del Corso

    • Il corso coprirà i seguenti argomenti:
      • Fondamenti di Biometria: Identità e biometria. Introduzione ai sistemi biometrici. Applicazioni.
      • Identificatori biometrici morfologici: impronte digitali, volti (2D e 3D), geometria della mano, palmo della mano, strutture venose, iride, termogrammi, etc.) e comportamentali (firma, voce, modalità di digitazione, andatura, movimento delle labbra, etc.).
      • Progetto di un sistema biometrico: architettura dei sistemi biometrici. Fasi di progetto di un sistema biometrico (requisiti, definizione delle specifiche di progetto, architettura, implementazione, messa in esercizio, manutenzione del sistema).
      • Verifica e valutazione delle prestazioni del sistema: FAR, FRR. FTE, FTA, curve ROC, DET, CMC, usabilità, scalabilità.
      • Sicurezza, vulnerabilità, e privacy di un sistema biometrico: attacchi ad un sistema biometrico, protezione del template (criptosistemi biometrici, "cancelable templates").
      • Sistemi biometrici multimodali.
      • Standards Biometrici.
      • Aspetti sociali, culturali e legali dell'uso dei sistemi biometrici.
  • Course Objectives

    • The objective of this course, (9 CFU/ECTS), is to give the students the necessary tools for the analysis, the design, and the implementation of biometric based authentication systems.
  • Topics covered will include

    • Biometrics fundamentals: identity and biometrics. Introduction to biometric systems. Biometric applications.
    • Biometric modalities. Physical: fingerprints, face (2D and 3D), hand geometry, palmprint, vein patterns, iris, thermography). Behavioral: signature, voice, keystroke, gait, lip motion).
    • Biometric system design: biometric system architecture. Biometric system design stages: system requirements, system specification, architecture, implementation, deployment, and maintenance.
    • System testing: FAR, FRR, FTE, FTA, curves ROC, DET, CMC, usability, and scalability
    • Sicurezza, vulnerabilità, e privacy di un sistema biometrico: attacchi ad un sistema biometrico, protezione del template (criptosistemi biometrici, "cancelable templates").
    • Security, vulnerability, and privacy of a biometric system: attacks, privacy enhancing technologies (PETs).
    • Multimodal biometric systems.
    • Biometric Standards.
    • Social, cultural, and legal implications.
  • Laboratorio Didattico

    • Come parte integrante del corso di Sistemi Biometrici, il Dott. Hine tiene il corso di Laboratorio Didattico.
    • Il corso ha lo scopo di fornire agli studenti gli strumenti necessari per l'analisi, il progetto e l'implementazione di sistemi di autenticazione biometrica.
    • Il corso è suddiviso in ore di didattica frontale e di laboratorio.
    • Durante la didattica frontale, oltre a rimarcare i concetti teorici, dandone una interpretazione pratica ed ingegneristica, il corso si propone di fornire allo studente le capacità tecniche per poter analizzare, progettare ed implementare un generico sistema di elaborazione numerica.
    • In particolare, vengono trattati argomenti quali:
      • programmazione Matlab avanzata;
      • tecniche di vettorizzazione del codice;
      • gestione della memoria per problemi di medio/grandi dimensioni.
      • cenni di programmazione parallela: multi-core & many-cores (GPU)
    • Durante il semestre, gli studenti vengono invitati ad implementare un sistema biometrico od una componente di supporto ad esso.
    • Normalemente, questi progetti si compongono di uno studio di uno o più articoli, l'implementazione pratica del sistema studiato, l'analisi delle prestazioni ed una successiva presentazione orale del lavoro svolto.
  • Testi Consigliati

    • Guide to Biometrics, R. M. Bolle , J. H. Connell , S. Pankanti , N. K. Ratha , A. W. Senior , Springer, 2003.
    • Handbook of Biometrics , A. K. Jain, P. Flynn, A. Ross, Springer, 2007.
    • Handbook of Multibiometrics, A. A. Ross, K. Nandakumar, and Anil K. Jain, Springer, 2006.