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Empreintes digitales : la fiabilité d’un système éprouvé

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Empreintes digitales : la fiabilité d’un système éprouvé

La technique sensorielle d’optique directe de reconnaissance utilise la lumière ambiante et une lumière infrarouge pulsée comme source lumineuse.

La technologie d’identification par empreintes digitales s’appuie sur la mémorisation de points caractéristiques, des minuties propres à chaque individu. Quarante ans de développement en font l’une des techniques les plus fiables et la plus largement diffusée.

L’efficacité de la reconnaissance des personnes à partir de la mesure des caractéristiques physiques de leurs doigts ou de leurs mains est aujourd’hui tout-à-fait démontrée. Uniques et infalsifiables, elles sont considérées comme représentatives d’un seul individu. Encore communément associée aux fonctions policières, l’identification par empreintes digitales est aujourd’hui régulièrement utilisée dans des domaines de la vie civile. Les demandes les plus fréquentes concernent le contrôle d’accès à des locaux, l’ouverture d’un logiciel ou récemment, la protection antivol des véhicules. Cette méthode est aussi utilisable comme complément ou remplacement de mots de passe. Plusieurs raisons peuvent motiver l’usage de la biométrie, notamment, la garantie d’une haute sécurité (en l’associant à d’autres technologies) et le confort d’utilisation (suppression du mot de passe qui peut être oublié ou perdu) pour l’ouverture d’un accès ou d’un système d’exploitation.

Une technologie de reconnaissance mature

Ouvrant la voie à la biométrie, le premier système automatique d’authentification utilisant les empreintes digitales a été commercialisé au début des années 1960. Il s’appuie sur la formation des empreintes qui dépendent des conditions initiales du développement embryogénique. Ce qui les rend propres à chaque doigt et pour chaque personne. La donnée de base est le dessin représenté par les crêtes et sillons de l’épiderme. En pratique, il est quasiment impossible d’utiliser toutes les informations fournies par ce dessin car elles sont trop nombreuses … Les systèmes utilisent quelques caractéristiques principales telles que les bifurcations de crêtes, les « îles », les lignes qui disparaissent, etc. Une empreinte complète contient en moyenne une centaine de ces points caractéristiques dénommés « minuties » et il est possible d’en extraire environ 40. Pourtant, les produits proposés sur le marché ne se basent que sur une quinzaine de ces points (12 au minimum vis-à-vis de la loi), voire moins pour beaucoup d’entre eux (jusqu’à 8 au minimum). À l’origine du nombre 12, la règle des 12 points selon laquelle il est statistiquement impossible de trouver 2 individus présentant les mêmes 12 points caractéristiques, même en considérant une population de plusieurs dizaines de millions de personnes.

Généralement, l’image de l’empreinte de référence archivée est prise soit selon le mode traditionnel qui est un scanning du doigt couvert d’encre, soit en utilisant un dispositif d’acquisition d’image spécifique. Les techniques utilisées pour la mesure sont diverses : capteurs optiques ou ultrasoniques, capteurs de champ électrique, de capacité, de température… Quelques sociétés ont développé des capteurs silicium pour prendre l’image d’une empreinte digitale. Comparés aux lecteurs optiques, ils sont plus petits, moins chers et faciles à intégrer dans toutes les applications. Ils ne se salissent pas et ne laissent pas de trace de l’empreinte sur le capteur. Les images d’empreintes digitales sont relativement faciles à traiter – généralement sur des images binaires – car la plupart de l’information est contenue dans la forme des lignes.

Des taux de rejets et d’acceptations

Le principe de fonctionnement d’un système d’authentification se détaille en trois phases : d’abord, la capture de ­l’information à analyser, en général sous forme d’images ; ensuite, le traitement de l’information et la création d’un fichier « signature » à partir des éléments caractéristiques de l’image, suivi de la mise en mémoire de ce fichier de référence sur un support (disque dur, carte à puce, code barre). Enfin, la phase de vérification au cours de laquelle le système compare l’empreinte présentée à celle du fichier « signature » pour déterminer leur taux de similitude et prendre la décision qui s’impose. Les techniques utilisées pour la mesure sont diverses : capteurs optiques (caméras), capteurs ultrasoniques, capteurs de champ électrique, de capacité, de température… Ils sont souvent doublés d’une mesure visant à établir qu’il s’agit bien d’un doigt : mesure de la constante diélectrique relative du l’échantillon, sa conductivité, les battements de cœur, la pression sanguine, voire une mesure de l’empreinte sous l’épiderme… Chaque technologie possède des avantages et des inconvénients, acceptables ou inacceptables selon les applications. Les solutions ne sont pas concurrentes dans la mesure où elles n’offrent ni les mêmes niveaux de sécurité, ni les mêmes facilités d’emploi.

Pour la main, de l’imagerie infrarouge

En effet, il est impossible d’obtenir une coïncidence absolue (100 % de similitude) entre le fichier « signature » créé lors de l’enrôlement et le fichier créé lors de la vérification. Les éléments d’origine utilisés pour les traitements informatiques ne pouvant jamais être reproduits à l’identique. Il est donc important de s’assurer des performances des systèmes d’authentification en se penchant sur leur taux de faux rejets (TFR) indiquant le pourcentage de personnes rejetées par erreur et le taux de fausses acceptations (TFA) correspondant aux acceptations qui n’auraient pas dû être retenues. Ces taux dépendent de la qualité des composants, et sont déterminants pour le niveau de sécurité souhaité.

Le procédé de reconnaissance des mains est disponible depuis plus de vingt ans. Encore une fois, la silhouette de la main est une caractéristique propre à chaque individu. La forme de la main est recueillie par un scanner spécialisé, généralement à infrarouge. Des paramètres tels que la longueur des doigts, leur épaisseur et leur position relative sont extraits de l’image et comparés à la base de donnée. Cette biométrie est toutefois sujette aux modifications de la forme de la main liées au vieillissement. Se développant en France, ce type de mesure biométrique est l’un des plus répandus aux Etats-Unis. Le procédé consiste à mesurer plusieurs caractéristiques de la main (jusqu’à 90) telles que la forme de la main, la longueur et la largeur des doigts, les formes des articulations, les longueurs inter-articulations, etc. La technologie associée à cela est principalement de l’imagerie infrarouge. D’une manière générale, ces systèmes sont moins fiables car ils présentent des taux de fausses acceptations (TFA) assez élevés, surtout entre des personnes de la même famille ou bien entre des jumeaux.

Par le passé, le coût prohibitif de toutes ces technologies a freiné leur développement. Aujourd’hui, les entreprises entrevoient les économies qu’elles réaliseront à long terme en les utilisant (par exemple, les badges perdus ou oubliés, le temps perdu pour retrouver les mots de passe…). Dans un futur proche, les systèmes biométriques remplaceront l’utilisation de mots de passe, voire de clés qui sont utilisées actuellement pour les accès contrôlés à des bâtiments, des voitures, des ordinateurs ou Internet. En résumé, les systèmes qui rencontrent le plus de succès sont ceux qui offrent l’interface la plus simple et la moins contraignante à l’utilisateur, tout en garantissant un bon niveau de sécurité. Finalement, l’authentification biométrique contribue à rendre l’utilisation de certains systèmes plus simple et plus conviviale.

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