• Descripció

La Biometria, en un punt de vista general, és la ciència que estudia les característiques biològiques relacionades amb les distàncies. I fent anàlisis estadístics, arriba a conclusions de la pertinença de l'objecte a una classe. La biometria es pot aplicar en molts camps diferents. Per exemple, per saber el dia que es va engendrar un fetus, s'amida el fetus i es dedueix el nombre de dies que fa que es va engendrar assumint un creixement segons un funció estadística. També s'usa per a deduir l'existència de malalties. O fins i tot, saber quina subclasse pertany una flor, tot amidant els pètals o fulles. Però en aquesta assignatura no parlarem d'aquest tipus de biometria i des d'ara, ja no comentarem res més sobre la biometria aplicada a aquest objectius. Usarem la biometria només per a la identificació de les persones. La definició de biometria en aquesta assignatura és: "La biometria és la ciència relacionada amb les tecnologies que analitzen les característiques humanes per automàticament reconèixer o verificar la seva identitat".

En aquesta assignatura estudiarem els mètodes bàsics usats en la identificació o classificació de les persones mitjançant la biometria. En el primer mòdul detallarem els conceptes bàsics per a poder entendre com funciona un sistema biomètric. En el següent mòdul expliquem quines eines disposem per a poder avaluar la seva bondat i mostrem aplicacions reals basades en la biometria. A la resta de mòduls entrarem en detall en varis trets biomètrics. Els trets biomètrics més usats actualment són la ditada, la cara i l'iris que s'estudiaran en més detall en aquesta assignatura. Finalment, a l'últim mòdul expliquem com augmentar la seguretat als sistemes biomètrics.

• L'assignatura en el conjunt del pla d'estudis

Aquesta assignatura està ubicada en l'especialitat de seguretat en serveis i aplicacions. Això és degut a que els sistemes biomètrics sempre s'han de veure com a sistemes que per ells sols no existirien, sinó que sempre estan acoblats a altres sistemes i serveixen per a garantir la seguretat a aquests altres sistemes. Mirat des d'aquest punt de vista, l'assignatura està composta de tres punts bàsics: Explicar com funcionen i s'avaluen per a garantir la seguretat, explicar com són específicament els sistemes biomètrics basats en la ditada, la cara i l'iris (els més usats actualment) i explicar com garantim la seguretat al propi sistema biomètric.

• Camps professionals en què es projecta

L'assignatura permet als estudiants adquirir les competències pròpies de professionals especialitzats en la seguretat a través de la biometria. Aquesta ciència està avançant molt ràpidament els últims darrers anys. Per aquest motiu, quan es proposen tècniques específiques en la biometria a través de la ditada, cara o iris no es pretén explicar les últimes tecnologies que s'estan presentant als congressos sinó que l'alumne entengui el procés general de tot el sistema. Per altra banda, si que s'intenta entrar en detall en les tècniques de seguretat aplicada a la biometria.

• Coneixements previs

En aquesta assignatura no es considera que sigui necessari haver cursat altres assignatures d'aquest màster. No obstant, hi ha dos punts importants a comentar. El primer és que la majoria de tècniques aplicades a la biometria usen algorismes de visió per computador o reconeixement de patrons. Com que aquests coneixements no s'imparteixen en aquest màster (ni a la majoria de graus en informàtica), llavors estan incorporats a les pròpies explicacions dels mòduls que us lliurem. I el segon aspecte està relacionat amb les tècniques de seguretat que s'expliquen al mòdul 6. Encara que el coneixement d'aquestes tècniques forma part del pla docent d'altres assignatures, s'ha cregut convenient explicar-les (adaptant-se al cas de la biometria) per així aconseguir un material auto contingut.

• Informació prèvia a la matrícula

En aquest punt, volem destacar dos aspectes. El primer és que per tal que els estudiants segueixin adequadament l'assignatura, es recomana que tinguin algunes nocions d'estadística. No obstant, quan aquests conceptes apareixen, no es donen per explicats, sinó que es comenten de forma detallada. El segon és que no es demana a l'estudiant que facin pràctiques a casa. Això és degut a que els sensors de ditada o iris no són habituals. En el cas de la cara, es podrien fer algunes parts amb una senzilla web-cam. A més, comportaria dedicar molt temps a fer rutines que són més de visió per computador que de biometria i aquest no és l'objectiu de l'assignatura. Encara que donéssim un paquet de rutines ja fetes, l'estudiant dedicaria massa temps al programari en lloc de dedicar temps a comprendre les tècniques i la seva aplicació en la seguretat.

• Objectius i competències

Els objectius de l'assignatura de Biometria són explicar els fonaments bàsics de la biometria per a la identificació de les persones, així com explicar els trets biomètrics més usats en la indústria i en instal·lacions civils i militars:

• Definir les característiques bàsiques dels sistemes biomètrics.
• Definir les eines per a avaluar la bondat dels sistemes biomètrics.
• Explicar el reconeixement de les persones a través de la ditada.
• Explicar el reconeixement de les persones a través de la imatge de la cara.
• Explicar el reconeixement de les persones a través de la imatge de l'iris.
• Explicar els mètodes per garantir la seguretat en els sistemes biomètrics.

• Continguts

Mòdul 1: La Biometria per la Identificació de les Persones

1    Els inicis

2    Reconeixement Biomètric

3    Els sistemes biomètrics

4    Els Trets Biomètrics

5    Aplicacions dels Sistemes Biomètrics

6    Història de la Biometria

7    Biometria, Cinema i Art

8    Reflexions sobre una Societat Biomètrica

Mòdul 2: Avaluació dels Sistemes Biomètrics en Aplicacions Reals

1. Errors dels Sistemes Biomètrics

2    Avaluació d'un Sistema Biomètric

3    Primeres Grans Aplicacions Reals

Mòdul 3: Reconeixement de les Persones per la Ditada

1    Dispositius de Captura de la Ditada

2    Anàlisi i Representació de la Ditada

3    Processat de la Imatge de la Ditada

4    Detecció de Singularitats i del Nucli

5    Millora de la Imatge de la Ditada

6    Detecció de les Minutiae

7    Comparació de Ditades

8    Classificació de les Ditades

Mòdul 4: Reconeixement de les Persones per la Cara

1    Etapes dels sistemes de reconeixement de persones per la cara

2    Detecció de les cares

3    Normalització de la cara

4    Extracció de les característiques

5    Verificació d'una cara

6    Identificació d'una cara

7    Generació de cares

Mòdul 5: Reconeixement de les Persones per l'Iris

1    Anatomia de l'Iris

2    Història de la Biometria basada en l'Iris

3    El mètode de Daugman

4    Obtenció de la Imatge de l'Ull

5    Localització de l'Iris

6    Normalització de la Regió de l'Iris

7    Generació del codi de l'Iris

8      Comparació d'Iris

Mòdul 6: Seguretat en els Sistemes Biomètrics

1               Objectius de l'atac a un sistema biomètric

2               Punts febles dels sistemes biomètrics

3               Defenses especifiques per millorar la seguretat en sistemes biomètrics

4               Atacs Directes

5               Atacs indirectes

6               Atacs Side channel

• Consulta dels recursos d'aprenentatge de la UOC per a l'assignatura

• Informació addicional sobre els recursos d'aprenentatge i eines de suport

En cada mòdul es lliurarà la documentació corresponent escrita pel professor de l'assignatura. A més, hi haurà alguns fulls excel per explicar alguns detalls i practicar alguns algorismes. També es disposarà d'algunes aplicacions lliures pel reconeixement de les persones a través de les ditades, cares o iris. Aquestes aplicacions funcionen a través de sensors biomètrics específics (ditada i iris) o amb una web-cam estàndard (cara). Però a més, també accepten que l'entrada sigui un fitxer. D'aquesta manera es pot analitzar el seu funcionament sense la necessitat de tenir aquests sensors específics. Es penjaran bases de dades conegudes d'aquests tres trets biomètics.   

• Informacions sobre l'avaluació a la UOC

A la UOC, l'avaluació generalment és virtual. S'estructura entorn de l'avaluació contínua, que inclou diferents activitats o reptes; l'avaluació final, que es porta a terme mitjançant proves o exàmens, i el treball final de la titulació.

Les activitats o proves d'avaluació poden ser escrites i/o audiovisuals, amb preguntes aleatòries, proves orals síncrones o asíncrones, etc., d'acord amb el que decideixi cada equip docent. Els treballs finals representen el tancament d'un procés formatiu que implica la realització d'un treball original i tutoritzat que té com a objectiu demostrar l'adquisició competencial feta al llarg del programa.

Per verificar la identitat de l'estudiant i l'autoria de les proves d'avaluació, la UOC es reserva la potestat d'aplicar diferents sistemes de reconeixement de la identitat i de detecció del plagi. Amb aquest objectiu, la UOC pot dur a terme enregistrament audiovisual o fer servir mètodes o tècniques de supervisió durant l'execució de qualsevol activitat acadèmica.

Així mateix, la UOC pot exigir a l'estudiant l'ús de dispositius electrònics (micròfons, càmeres o altres eines) o programari específic durant l'avaluació. És responsabilitat de l'estudiant assegurar que aquests dispositius funcionen correctament.

El procés d'avaluació es fonamenta en el treball personal de l'estudiant i pressuposa l'autenticitat de l'autoria i l'originalitat de les activitats acadèmiques. Al web sobre integritat acadèmica i plagi de la UOC hi ha més informació respecte d'aquesta qüestió.

La manca d'autenticitat en l'autoria o d'originalitat de les proves d'avaluació; la còpia o el plagi; la suplantació d'identitat; l'acceptació o l'obtenció de qualsevol activitat acadèmica a canvi d'una contraprestació o no; la col·laboració, l'encobriment o l'afavoriment de la còpia, o l'ús de material, programari o dispositius no autoritzats en el pla docent o l'enunciat de l'activitat acadèmica, inclosa la intel·ligència artificial i la traducció automàtica, entre altres, són conductes irregulars en l'avaluació que poden tenir conseqüències acadèmiques i disciplinàries greus.

Aquestes conductes irregulars poden comportar el suspens (D/0) en les activitats avaluables que es defineixin en el pla docent -incloses les proves finals- o en la qualificació final de l'assignatura, sigui perquè s'han utilitzat materials, programari o dispositius no autoritzats durant les proves (com l'ús d'intel·ligència artificial no permesa, xarxes socials o cercadors d'informació a internet), perquè s'han copiat fragments de text d'una font externa (internet, apunts, llibres, articles, treballs o proves d'altres estudiants, etc.) sense la citació corresponent, per la compravenda d'activitats acadèmiques, o perquè s'ha dut a terme qualsevol altra conducta irregular.

Així mateix, i d'acord amb la normativa acadèmica, les conductes irregulars en l'avaluació també poden donar lloc a la incoació d'un procediment disciplinari i a l'aplicació, si escau, de la sanció que correspongui, de conformitat amb el que estableix la normativa de convivència de la UOC.

En el marc del procés d'avaluació, la UOC es reserva la potestat de:

• Sol·licitar a l'estudiant que acrediti la seva identitat segons el que estableix la normativa acadèmica.
• Sol·licitar a l'estudiant que acrediti l'autoria del seu treball al llarg de tot el procés d'avaluació, tant en l'avaluació contínua com en l'avaluació final, per mitjà d'una entrevista oral síncrona, que pot ser objecte d'enregistrament audiovisual, o pels mitjans que estableixi la Universitat. Aquests mitjans tenen l'objectiu de verificar els coneixements i les competències que garanteixin la identitat de l'estudiant. Si no és possible garantir que l'estudiant és l'autor de la prova, aquesta pot ser qualificada amb una D, en el cas de l'avaluació contínua, o amb un suspens, en el cas de l'avaluació final.

Intel·ligència artificial en el marc de l'avaluació

La UOC reconeix el valor i el potencial de la intel·ligència artificial (IA) en l'àmbit educatiu, alhora que posa de manifest els riscos que comporta si no s'utilitza de manera ètica, crítica i responsable. En aquest sentit, en cada activitat d'avaluació s'informarà l'estudiantat sobre les eines i els recursos d'IA que es poden utilitzar i en quines condicions. Per la seva banda, l'estudiantat es compromet a seguir les indicacions de la UOC a l'hora de dur a terme les activitats d'avaluació i de citar les eines utilitzades i, concretament, a identificar els textos o les imatges generats per sistemes d'IA, els quals no podrà presentar com si fossin propis.

Amb relació a fer servir o no la IA per resoldre una activitat, l'enunciat de les activitats d'avaluació indica les limitacions en l'ús d'aquestes eines. Cal tenir en compte que fer-les servir de manera inadequada, com ara en activitats en què no estan permeses o no citar-les en les activitats en què sí que ho estan, es pot considerar una conducta irregular en l'avaluació. En cas de dubte, es recomana que, abans de lliurar l'activitat, es faci arribar una consulta al professorat col·laborador de l'aula.

• Consulta del model d'avaluació