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-\section{Biometrische Authentifizierungsverfahren}\label{sec:biometrische-authentifizierungsverfahren}
+\section{Biometrische Authentifizierungsverfahren}\label{sec:biometrische-authentifizierungsverfahren}
+
+Die biometrische Authentifizierung ist im Wesentlichen ein Prozess, der die Identität anhand physiologischer oder verhaltensbezogener Merkmale überprüft.
+IN den letzten Jahren hat diese
+Art der Authentifizierung an Popularität gewonnen, aufgrund der starken Verbreitung durch Smartphones und anderen Geräten, die biometrische Sensoren integriert haben.
+Gründe für den Einsatz der biometrischen Authentifizierung sind unter anderem das die Biometrie als einzigartig gilt als ein Passwort.
+Die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Personen zum Beispiel denselben Fingerabdruck haben ist geringer als das gleiche Passwort.
+Außerdem gelten biometrische Authentifizierungssysteme im Vergleich zu wissensbasierten Systemen als sicherer, insbesondere gegen Phishing- oder Social-Engineering-Angriffe.
+Diese Angriffe sind ohne die tatsächliche Anwesenheit des physiologischen oder verhaltensbezogenen Merkmals einer Person nicht erfolgversprechend.
+(vgl.\:\cite{boonkrong2021}, S.\,107)
+
+\subsection{Biometrie}\label{subsec:biometrie}
+
+Im Kontext der Informationstechnologie ist die Biometrie ein Verfahren zur Identifizierung, Authentifizierung und Zugangskontrolle anhand messbarer biologischer Merkmale eines Menschen.
+Biometrische Merkmale können in zwei Kategorien unterteilt werden.
+Die erste Kategorie sind die physiologischen Merkmale, welche zur Beschreibung der Form und Struktur von Körperteilen dienen.
+Die Beschreibung der Merkmale erfolgt anhand von Daten und Messungen der Körperteile.
+Beispiele für physiologische Merkmale sind Fingerabdrücke, Handflächenabdrucke, Handgeometrie, Netzhaut, Iris und das Gesicht.
+
+Verhaltensbezogene Merkmale hingegen beschreiben Verhaltensmuster und Handlungen und beruhen auf Daten und Messungen von menschlichen Aktionen.
+Beispiele für diese Merkmale sind Handschrift oder Unterschrift, Nutzungsmuster in sozialen Medien, Tippverhalten, Herzschlag oder das Gangmuster.
+(vgl.\:\cite{boonkrong2021}, S.\,108-111)
+
+\subsection{Funktionsweise}\label{subsec:funktionsweise}
+
+Zum Verständnis des Prozesses ist der Unterschied zwischen biometrischer Identifikation und biometrischer Authentifizierung zu beachten.
+Die biometrische Identifikation stellt die Identität einer Person fest, somit ist die Zielfrage \glqq{}Wer bist du?\grqq{}.
+Zur Feststellung werden biometrische Merkmale wie das Gesicht, der Fingerabdruck oder das Gangmuster erfasst.
+Die erfassten Merkmale werden mit den einer Datenbank verglichen, so soll herausgefunden werden, um wen es sich handelt.
+Zur Bestätigung der Identität einer Person anhand ihrer biometrischen Merkmale ist der Prozess der biometrischen Authentifizierung notwendig.
+(vgl.\:\cite{boonkrong2021}, S.\,113)
+
+Im Grundprinzip sind alle Systeme der biometrischen Authentifizierung ähnlich aufgebaut.
+Trotz ihres individuellen Aufbaus haben sie die Komponenten zur:
+\begin{itemize}
+    \item Personalisierung und Registrierung des Nutzers (Enrolment)
+    \item Erfassung der biometrischen relevanten Eigenschaften einer Person (Templates)
+    \item Vergleich aktueller präsentierter Daten mir dem zuvor abgespeicherten Daten (Matching)
+\end{itemize}
+
+Erfasst werden die biometrischen Merkmale zum einen bei der erstmaligen Registrierung zur Bildung des Referenzdatensatzes und bei der späteren Erfassung zur Wiedererkennung.
+Sensoren, die dabei verwendet werden, sind zum Beispiel Kameras, Mikrofone, Tastaturen, Druckpads und viele mehr.
+
+Beim Enrolment wird zunächst ein Bild vom Originalmerkmal einer Person erstellt.
+Das Bild wird auch Rohdaten genannt.
+Mithilfe von herstellerspezifischen Algorithmen werden die Rohdaten in einen Datensatz umgewandelt.
+Auch als Template bezeichnet.
+(vgl.\:\cite{bsi2025})\\
+Das Template kann ih den unterschiedlichsten Formaten vorliegen, zum Beispiel als Referenzwerte, als Bild oder als Binärwert(vgl.\:\cite{boonkrong2021}, S.\,114).
+Für Vergleiche von Bildern wird kein Template erstellt, sondern das Originalbild als Referenzbild abgespeichert.
+
+Das Matching vergleicht das Template mit dem neuen Datensatz der bei erneuter Präsentation des Merkmals gegenüber dem biometrischen System erstellt wird.
+Stimmen beide überein, so meldet das Gerät die Erkennung des Nutzers.
+Es kann bei der Erfassung, Auswertung und dem Vergleich der Merkmale zu Messfehlern kommen.
+Diese Messfehler können durch verschiedene Gründe entstehen, wie zum Beispiel, dass Merkmale sich über die Zeit verändert haben.
+Häufige Gründe für solche Veränderung sind Alterung, Verletzungen oder Krankheiten.
+Es ist somit nicht möglich einen exakten Abgleich zu garantieren.
+Die tatsächliche Entscheidung, ob eine Person erkannt wurde oder nicht hängt von den eingestellten Parametern des biometrischen Systems ab.
+Somit werden biometrische Merkmale nicht auf Gleichheit, sondern auf hinreichende Ähnlichkeit geprüft.
+Systeme sind nur in der Lage mittels systematischer Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, ob es sich um den wirklich Berechtigten handelt.
+(vgl.\:\cite{bsi2025})
+
+\subsection{Beispiele für biometrische Authentifizierungsverfahren}\label{subsec:beispiele-fur-biometrische-authentifizierungsverfahren}
+
+Es gibt eine Vielzahl von biometrischen Authentifizierungsverfahren, die sich in der Art der erfassten Merkmale unterscheiden. Im Folgenden werden einige der gängigsten Verfahren vorgestellt.
+
+\subsubsection{Fingerabdruck-Authentifizierung}\label{subsubsec:fingerabdruck-authentifizierung}
+
+Für die Authentifizierung mittels des Fingerabdrucks wird durch das Auflegen des Fingers auf einen Sensor ein Bild des Fingerabdrucks erstellt.
+Auf em Bild ist im Normalfall ein Muster aus dunklen Linien (Ridges) zu sehen, welche die Hautrippen darstellen.
+Zwischen den Ridges liegen die Täler (Valleys), welche als helle Linien auf dem Bild zu sehen sind.
+Die Ridges und Valleys bilden in Kombination die Fingerabdruck-Minutien, was im Wesentlichen die charakteristischen Merkmale des Fingerabdrucks sind.
+In \autoref{fig:fingerabdruck-minutien} sind einige Beispiele für Fingerabdruck-Minutien dargestellt.
+(vgl.\:\cite{boonkrong2021}, S.\,115\:f.)
+
+\begin{figure}[H]
+    \centering
+    \includegraphics[width=0.6\textwidth]{content/Bilder/Grafik_Fingerabdruck}
+    \caption[Darstellung von Fingerabrduck-Minutien]{Darstellung von Fingerabrduck-Minutien (Quelle: \cite{boonkrong2021}, S.\,115)}
+    \label{fig:fingerabdruck-minutien}
+\end{figure}
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+Viele Algorithmen die zur analyse von Fingerabdrücken verwendet werden, basieren auf dem Minutien-Abgleich.
+In der Regel erfolgt die Erkennung des Fingerabdrucks auf zwei Ebenen.
+Die erste Ebene untersucht den generellen Verlauf der Ridges auf dem Finger, während die zweite Ebene Merkmale die entlang der Rippenbahnen liegen oder auch nicht liegen, untersucht.
+Dabei ist das am häufigsten verwendete Merkmal die Bifurkation.
+An dieser Stelle wird durch eine Verzweigung aus einer Ridge zwei Ridges.
+Der Minutienabgleich basiert auf der genauen Postion der Minutien und den Richtungen der Ridges und Valleys.
+
+
+Die Minutienabgleich-Algorithmen sind nicht die einzige Methode, um Fingerabdrücke zu erkennen.
+Eine weitere aber nicht so verbreitete Methode ist das Pattern Matching.
+Dies vergleicht die Bilder der Fingerabdrücke direkt miteinander und stellt fest, wie ähnlich sie sind.
+(vgl.\:\cite{boonkrong2021}, S.\,116)
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+\subsubsection{Iris-Authentifizierung}\label{subsubsec:iris-authentifizierung}
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+Die Iris-Authentifizierung ist ein Prozess, der ein Muster der Iris eines Benutzers erkennt und analysiert.
+Ein Nachteil an diesem Verfahren ist, dass es komplex zu implementieren ist.
+Grundlegend funktioniert die Iris-Authentifizierung, indem ein Bild der Iris aufgenommen wird.
+Die Iris ist der Muskel im Auge, der die Pupille umgibt.
+Eine Herausforderung ist das bei der Aufnahme des Bildes auch andere Bereiche enthalten sind.
+Solche Bereiche sind als Rauschen zu betrachten.
+Die Rauschenbereiche sind zum Beispiel die Wimpern, Augenlider, Augenbrauen, das Sklera und die Pupille.
+
+Vor dem Einsatz des Algorithmus zur Iris-Erkennung, muss ein Algorithmus angewendet werden, der das Rauschen reduziert und charakteristische Merkmale der Iris extrahiert.
+Hierfür is der am häufigsten verwendete Algorithmus die Circular Hough Transform (CHT)-Methode.
+Die CHT-Methode besteht aus zwei Schritten.
+Gestartet wird mit der Segmentierung, in der das Augenbild in verschiedene Bereiche unterteilt wird.
+Dabei wir die Iris als Hauptsegment isoliert.
+Auf die Segmentierung folgt die Normalisierung, in der wird das Rauschen reduziert und wesentliche Merkmale der verschiedenen Augenbereiche und insbesondere der Iris extrahiert.
+Die extrahierten Daten werden in der Regel als Binärwerte gespeichert.
+
+Für den Abgleich des erfassten Iris-Bildes mit dem in einer Datenbank gespeicherten Iris-Bildes wird der Hamming-Distance (HD)-Algorithmus verwendet.
+Dieser mist den statischen Unterschied zwischen beiden Binärwert-Mustern.
+Es wird versucht, den Anteil der übereinstimmenden Binärbits des erfassten Iris-Bildes mit dem gespeicherten Iris-Bild zu bestimmen.
+(vgl.\:\cite{boonkrong2021}, S.\,116\:f.)
+
+\subsection{Einsatzgebiete}\label{subsec:einsatzgebiete-der-biometrischen-authentifizierung}
+
+Die biometrische Authentifizierung findet in vielen Bereichen Anwendung, darunter in Smartphones, beim Militär oder auch im Finanzsektor.
+
+\subsubsection{Smartphones}\label{subsubsec:smartphones}
+
+Hersteller von Smartphones haben erkannt, das anstelle herkömmlicher PIN-Codes eine stärkere Form der Authentifizierung erforderlich ist.
+Die bevorzugte Lösung die entwickelt wurde, ist die biometrische Authentifizierung.
+Dadurch ist die Akzeptanz solcher Systeme in den letzten Jahren stark gestiegen.
+Für Smartphones stehen verschiedene biometrische Authentifizierungsverfahren zur Verfügung.
+Die am häufigsten verwendeten Verfahren sind die Fingerabdruck-Authentifizierung, die Gesichtserkennung und bei einigen Geräten die Tastendynamik.
+Es kann nicht nur zum Entsperren des Geräts verwendet werden, sondern eine viel Zahl von Anwendungen können damit interagieren.
+Als Beispiel kann die Banking-App genannt werden, wo biometrische Authentifizierung für geschützte und sicherheitsrelevante Transaktionen wie Überweisungen oder Zahlungen verwendet wird.
+(vgl.\:\cite{boonkrong2021}, S.\,127)
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+\subsubsection{Militärisch}\label{subsubsec:militarisch}
+
+In den Vereinigten Staaten ist die Nutzung von biometrischer Authentication im Militär weit verbreitet.
+Eine Behörde des Verteidigungsministeriums hat eine große Datenbank eingerichtet, welche rund 7,4 Millionen Identitäten enthält.
+Laut Berichten sollen der Großteile der biometrischen Daten aus dem Operation im Irak und in Afghanistan stammen.
+Die US-Streitkräfte nutzen die biometrische Identifizierung, um die Identität von Feinden auf dem Schlachtfeld zu überprüfen.
+(vgl.\:\cite{boonkrong2021}, S.\,128)
+
+\subsubsection{Finanzsektor}\label{subsubsec:finanzsektor}
+
+Im Bereich des Finanzsektors spielt Key Your Customer (KYC) eine zentrale Rolle und ist verpflichtend.
+Ziel ist es, den Kunden eindeutig zu identifizieren, um Finanzkriminalität und Geldwäsche zu bekämpfen.
+KYC kommt in dem Prozess der Kontoeröffnung zum Einsatz, und dient der Kundenidentifikation und -authentifierung.
+Banken sind in der pflicht, sicherzustellen, dass der Kunde auch wirklich die Person ist, für die er sich ausgibt.
+Werden die KYC-Anforderungen nicht erfüllt, so wird die Kontoeröffnung verweigert.
+Das Verfahren gibt es in zwei Formaten, einmal papierbasiert und einmal digital.
+Für das papierbasierte Verfahren muss der Kunde ein Formular ausfüllen und als Anlage ein Lichtbildausweisdokument wie Personalausweis oder Reisepass vorlegen.
+Das digitale Verfahren hingegen nutzt biometrische Authentifizierung, um die Identität des Kunden zu überprüfen.
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+Ein modernes KYc-Verfahren ist, das Electronic Know Your Customer (E-KYC)-Verfahren.
+Hier muss der Kunden zum Eröffnen eines Kontos nicht einmal mehr persönlich in die Bankfiliale kommen.
+Über die Banking-App werden die biometrischen Merkmale des Kunden erfasst.
+Nötig sind da ein Foto des Gesichts und ein nationales Ausweisdokument oder Reisepass.
+Der Ablauf des E-KYC-Verfahrens ist wie folgt:
+\begin{enumerate}
+    \item Künde öffnet die Banking-App und gibt die benötigten Informationen ein
+    \item Foto des Ausweisdokuments hochladen und ein Selfie aufnehmen
+    \item Gesichtserkennungssystem der Bank vergleicht das Foto des Ausweisdokuments mit dem Selfie
+    \item Bei Übereinstimmung wird das Konto eröffnet
+    \item Das Gesichtsbild kann für anschließende Authentifizierungen und Transaktionen verwendet werden
+\end{enumerate}
+(vgl.\:\cite{boonkrong2021}, S.\,129)
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+\subsection{Vorteile und Herausforderungen}\label{subsec:vorteile-und-herausforderungen-biometrischer-authentifizierungsverfahren}
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+Vorteile der biometrischen Authentifizierung sind eine erhöhte Sicherheit, da es schwierig ist, biometrische Merkmale zu fälschen oder zu stehlen.
+Dadurch wird das Risiko von Identitätsdiebstahl und -betrug verringert.
+Es ist auch nicht erforderlich, Passwörter zu erstellen, zu pflegen oder zu merken.
+Da Fingerabdrücke oder das Gesicht immer verfügbar sind, ist eine Authentifizierung überall und jederzeit möglich.
+Die Nutzung von biometrischer Authentifizierung bietet eine einfache und intuitive Nutzung, es ist nicht notwendig ein Konto anzulegen oder Zugangscodes einzugeben.
+Der letzte Vorteil ist, dass biometrische Authentifizierungen in der Regel schnell und effizient sind.
+
+Die biometrische Authentifizierung steht vor mehreren Herausforderungen.
+Ein zentrales Problem sind implizite Vorurteile, die vor allem in der Gesichtserkennungstechnologie deutlich werden.
+Viele Systeme basieren auf verzerrten Datensätzen, die zu 77 \% aus männlichen und zu 83 \% aus weißen Personen bestehen.
+Diese ungleiche Verteilung führt zu einer groben Fehldarstellung der allgemeinen Demografie und hat zur Folge, dass bestimmte Bevölkerungsgruppen benachteiligt werden.
+So werden asiatische und afroamerikanische Personen häufiger falsch oder gar nicht erkannt.
+Auch Transgender- und nicht-binäre Personen werden oft fehlerhaft kategorisiert, was nicht nur zu praktischen Problemen, sondern auch zu Diskriminierung führen kann.
+Ein weiteres zentrales Thema sind Datenschutzbedenken.
+Die Sammlung großer Mengen biometrischer Daten findet oftmals ohne ausdrückliche Zustimmung durch staatliche Stellen ab und wirft erhebliche Fragen nach dem Schutz der Privatsphäre auf.
+Durch die Speicherung dieser sensiblen Informationen in großen Datenbanken werden sie zu einem attraktiven Ziel für Hacker, wodurch das Risiko von Identitätsdiebstahl und Betrug deutlich steigt.
+Selbst wenn Verschlüsselungstechnologien eingesetzt werden, bleiben Sicherheitsbedenken bestehen, da biometrische Merkmale im Gegensatz zu Passwörtern nicht einfach geändert werden können.
+Einmal kompromittierte Daten stellen daher ein dauerhaftes Risiko dar.
+Darüber hinaus sind biometrische Systeme anfällig für physische Veränderungen.
+Verändert sich das Aussehen einer Person zum Beispiel durch Verletzungen, Operationen, Alterungsprozesse oder andere körperliche Anpassungen, kann dies dazu führen, dass die Authentifizierung fehlschlägt.
+Im schlimmsten Fall kann der Zugang zu Konten oder Geräten dauerhaft verloren gehen, wenn keine alternativen Authentifizierungsmethoden vorhanden sind.
+(vgl.\:\cite{bocetta2023})