How does facial recognition work.

Worum genau handelt es sich bei der Gesichtserkennung?

Die Gesichtserkennung ist ein Verfahren zur Identifizierung oder Bestätigung der Identität einer Person anhand ihres Gesichts. Gesichtserkennungssysteme können für die Bestimmung von Personen auf Fotos, in Videos oder in Echtzeit eingesetzt werden.

Die Gesichtserkennung ist eine Kategorie der biometrischen Sicherheit. Weitere Arten biometrischer Software sind beispielsweise die Spracherkennung, die Fingerabdruckerkennung sowie die Netzhaut- oder Iriserkennung. Die Technik wird größtenteils zu Sicherheitszwecken und zur Strafverfolgung eingesetzt, wenngleich sie auch in anderen Einsatzbereichen immer beliebter wird.

Wie funktioniert die Gesichtserkennung?

Viele sind mit der Gesichtserkennungstechnologie per FaceID zum Entsperren von iPhones vertraut (dies ist allerdings nur eine Anwendungsmöglichkeit der Gesichtserkennung). In der Regel greift die Gesichtserkennung nicht auf riesige Fotodatenbanken zur Bestimmung der Identität einer Person zurück – sie bestimmt und erkennt schlichtweg eine Person als den alleinigen Eigentümer des Geräts und verwehrt allen anderen den Zugriff.

Neben dem Entsperren von Mobiltelefonen lassen sich mit der Gesichtserkennung auch Gesichter von Personen, die an bestimmten Kameras vorbeilaufen, mit Bildern von Personen auf einer Überwachungsliste abgleichen. Die Beobachtungslisten können Bilder von ganz verschiedenen Personen enthalten, auch von Personen, die nicht eines Fehlverhaltens verdächtig sind und die Bilder können aus ganz verschiedenen Quellen stammen – auch aus Social-Media-Profilen. Es gibt verschiedene Arten von Gesichtserkennungssystemen, in der Regel funktionieren jedoch alle in etwa wie folgt:

Schritt 1: Gesichtsbestimmung

Die Kamera bestimmt und ermittelt ein Gesicht, entweder alleine oder in einer Gruppe. Dabei kann es sich um die Frontalansicht oder um die Profilansicht des Gesichts handeln.

Schritt 2: Gesichtsanalyse

Dann wird das Gesicht erfasst und analysiert. Die meisten Gesichtserkennungstechnologien basieren auf 2D- statt auf 3D-Bildern, da sie ein 2D-Bild bequemer mit öffentlichen Fotos oder denen in einer Datenbank abgleichen können. Die Software liest die Geometrie des Gesichts. Zu den Schlüsselfaktoren zählen der Abstand zwischen den Augen, die Tiefe der Augenhöhlen, der Abstand zwischen der Stirn und dem Kinn, die Form der Wangenknochen und die Konturen der Lippen, Ohren und des Kinns. Das Ziel ist es, die Gesichtszüge zu identifizieren, die für das jeweilige Gesicht charakteristisch sind.

Schritt 3: Umwandlung des Gesichts in Daten

Der Gesichtserfassungsprozess wandelt analoge Informationen (eines Gesichts) in einen Satz digitaler Daten auf Grundlage der Gesichtsmerkmale einer Person um. Die Analyse des Gesichts wird im Grunde genommen in eine mathematische Formel umgewandelt. Der nummerische Code wird als Gesichtsabdruck bezeichnet. Genauso wie Fingerabdrücke ist auch der eigene Gesichtsabdruck jeder Person einzigartig.

Schritt 4: Eine Übereinstimmung feststellen

Ihr Gesichtsabdruck wird dann mit einer Datenbank anderer bekannter Gesichter abgeglichen. Beispielsweise hat das FBI Zugriff auf bis zu 650 Millionen Fotos aus verschiedenen staatlichen Datenbanken. Auf Facebook wird jedes Foto, das mit dem Namen einer Person markiert ist, Teil der Facebook-Datenbank, die auch zur Gesichtserkennung verwendet werden kann. Wenn Ihr Gesichtsabdruck mit einem in einer Gesichtserkennungsdatenbank gespeicherten Bild übereinstimmt, ist dies ein Treffer.

Von allen biometrischen Verfahren gilt die Gesichtserkennung als das natürlichste. Dies ergibt intuitiv Sinn, da wir uns selbst und andere in der Regel anhand des Gesichts, und nicht anhand von Fingerabdrücken oder der Iris visuell erkennen. Schätzungen zufolge ist mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung regelmäßig mit Gesichtserkennungstechnologien konfrontiert.

Einsatz von Gesichtserkennung

Die Technologie wird für viele verschiedene Zwecke eingesetzt. Dazu zählen:

Entsperren von Mobiltelefonen

Verschiedene Mobiltelefone, darunter auch die neusten iPhones, verwenden die Gesichtserkennung zum Entsperren des Geräts. Bei einem Diebstahl des Mobiltelefons können mit diesem Mechanismus personenbezogene Daten solide geschützt werden, wobei ein Zugriff auf sensible Daten nicht möglich ist. Laut Apple liegt die Wahrscheinlichkeit, dass ein Mobiltelefone mittels eines anderen als dem eigenen Gesicht entsperrt wird, bei 1 zu 1 Million.

Strafverfolgung

Strafverfolgungsbehörden setzten regelmäßig auf die Gesichtserkennung. Laut diesem NBC-Bericht greifen Strafverfolgungsbehörden in den USA immer häufiger auf diese Technologie zurück – und das Gleiche gilt für viele andere Länder. Die Polizei speichert Fotos von Inhaftierten und gleicht sie mit lokalen, einzel- sowie bundesstaatlichen Gesichtserkennungsdatenbanken ab. Sobald das Foto eines Festgenommenen aufgenommen wurde, wird sein Bild zu Datenbanken hinzugefügt, um bei jeder weiteren polizeilichen Durchsuchung gescannt zu werden.

Zudem kann die Polizei mit der mobilen Gesichtserkennung mithilfe von Smartphones, Tablets und anderer tragbarer Geräte Fotos von Autofahrern oder Fußgängern vor Ort aufnehmen und diese sofort mit einer oder mehreren Gesichtserkennungsdatenbanken abgleichen.

Flughäfen und Grenzkontrollen

Die Gesichtserkennung wird mittlerweile an vielen Flughäfen weltweit eingesetzt. Immer mehr Reisende verfügen über biometrische Reisepässe, mit denen sie die normalerweise lange Warteschlangen umgehen, direkt eine E-Pass-Kontrolle passieren und somit schneller das gewünschte Gate erreichen können. Die Gesichtserkennung verringert nicht nur die Wartezeit, sondern sorgt auch für eine höhere Sicherheit an den Flughäfen. Laut Prognosen des Ministeriums für Innere Sicherheit in den USA wird auf 97 % aller Reisenden bis 2023 das Gesichtserkennungsverfahren angewandt werden. Neben Flughäfen und Grenzübertritten wird die Technologie auch zur Erhöhung der Sicherheit bei Großveranstaltungen wie den Olympischen Spielen eingesetzt.

Applications of face recognition.

Suche nach vermissten Personen

Die Gesichtserkennung kann bei der Suche nach vermissten Personen und Opfern von Menschenhandel eingesetzt werden. Dabei können nur Vermisste aufgefunden werden, deren Gesichter in einer Datenbank gespeichert sind. Die Strafverfolgungsbehörden können bei einer positiven Übereinstimmung nach einem Gesichtsabgleich – ob an einem Flughafen, in einem Geschäft oder an einem anderen öffentlich zugänglichen Ort – unverzüglich benachrichtigt werden.

Bekämpfung von Ladendiebstählen

Mit der Gesichtserkennung werden Ladendiebe oder Personen mit Vorstrafen beim Betreten von Einzelhandelsgeschäften erkannt. Personenfotos können mit großen Straftäterdatenbanken abgeglichen werden, sodass Fachkräfte für Diebstahlsverhütung und Sicherheit im Einzelhandel informiert werden können, sobald potenzielle Diebe das Geschäft betreten.

Verbesserung des Einkauferlebnisses

Mit der Technologie lässt sich zudem das Einkauferlebnis der Kunden optimieren. Beispielsweise könnten die Abteilungen in Einkaufshäusern Kunden erkennen, Produktvorschläge basierend auf der Kaufhistorie unterbreiten und sie in die richtige Richtung weisen. Mit einer „Face pay“-Technologie könnten die Kunden lange Warteschlangen an der Kasse umgehen und die Bezahlung der Ware schneller über die Gesichtserkennung abwickeln.

Banking

Biometrisches Online-Banking ist ein weiterer Vorteil der Gesichtserkennung. Anstatt von Einmalpasswörtern können Kunden Transaktionen durch einen Blick auf ihr Smartphone oder ihren Computer autorisieren. Mit der Gesichtserkennung gibt es keine zu hackenden Passwörter mehr. Wenn Hacker Ihre Fotodatenbank stehlen, sollte die „Liveless“-Erkennung – eine Technik, mit der bestimmt wird, ob es sich bei dem biometrischen Abbild um einen wirklichen Menschen oder nur um eine Aufnahme handelt – dafür sorgen, dass die darin enthaltenen Bilder nicht zu Imitationszwecken verwendet werden können. Mit der Gesichtserkennung könnten EC-Karten und Unterschriften der Vergangenheit angehören.

Marketing und Werbung

Marketing-Spezialisten haben Kundenerfahrungen bereits mit der Gesichtserkennung verbessert. Die Tiefkühlpizzamarke DiGiorno nutzte beispielsweise Gesichtserkennung für eine Marketingkampagne aus dem Jahr 2017, bei der sie die Mimik von Menschen auf DiGiorno-Mottopartys analysierte, um die emotionalen Reaktionen der Menschen auf Pizza zu messen. Medienunternehmen nutzen die Gesichtserkennung auch, um die Reaktion des Publikums auf Filmtrailer, Charaktere in TV-Piloten und die optimale Platzierung von TV-Werbung zu testen. Durch Werbetafeln mit integrierter Gesichtserkennungstechnologie – wie am Piccadilly Circus in London – können Firmen maßgeschneiderte Werbung schalten

Gesundheitswesen

Krankenhäuser setzten die Gesichtserkennung zur Unterstützung bei der Patientenversorgung ein. Gesundheitsdienstleister testen derzeit den Einsatz von Gesichtserkennungstechnologie für den Zugang zu Patientenakten, zur Optimierung der Patientenregistrierung, zur Ermittlung von Emotionen und Schmerzen bei Patienten und für die Erkennung spezifischer genetischer Erkrankungen. AiCure hat eine App entwickelt, die mittels Gesichtserkennung dafür sorgt, dass die Patienten ihre Medikamente wie vorgegeben einnehmen. Aufgrund der sinkenden Kosten für biometrische Technologie wird von einem umfangreicheren Einsatz im Gesundheitssektor ausgegangen.

Nachverfolgung der Anwesenheit von Arbeitnehmern und Studierenden

Einige Bildungseinrichtungen in China kontrollieren mittels Gesichtserkennung die Anwesenheit der Schüler im Unterricht. Die Gesichter der Schüler werden mit Tablets gescannt und mit Fotos in einer Datenbank abgeglichen, um ihre Identität zu überprüfen. Außerdem kann die Technologie dazu verwendet werden, dass sich Arbeitnehmer an ihrem Arbeitsplatz an- und abmelden, so dass Arbeitgeber die Anwesenheit verfolgen können.

Erkennung des Autofahrers

Lauf diesem Verbraucherbericht experimentieren Automobilfirmen derzeit mit der Gesichtserkennung, um die Fahrzeugschlüssel dadurch zu ersetzen. Mit der Technologie sollen zukünftig das Öffnen der Autotüren und das Starten des Fahrzeugs ermöglicht werden – außerdem sollen so die individuellen Fahrersitz-, Spiegel- und Radioeinstellungen automatisch erkannt werden.

Überwachung von Spielsüchtigen

Mit der Gesichtserkennung können Glücksspielanbieter ihre Kunden besser schützen. Die Überwachung von Spielhallen-Besucher ist für das Personal schwierig zu bewerkstelligen, insbesondere in großen Räumen mit hohem Besucheraufkommen, wie in Kasinos. Mit der Gesichtserkennung können die Betreiber als spielsüchtig registrierte Personen bestimmen und deren Spielverhalten dokumentieren, damit die Mitarbeiter sie zur Einstellung der Spieltätigkeit auffordern können. Kasinobetreibern drohen möglicherweise hohe Bußgelder, wenn auf freiwilligen Ausschlusslisten geführte Spieler beim Spielen erwischt werden.

Beispiele für Gesichtserkennungstechnologie

  1. Amazon hatte seinen Cloud-basierten Gesichtserkennungsdienst Rekognition den Strafverfolgungsbehörden angeboten. In einem Blog-Beitrag im Juni 2020 gab das Unternehmen jedoch bekannt, dass es einen einjährigen Aufschub der Technologie hinsichtlich des Einsatzes bei der Polizei plant. Dadurch soll dem Gesetzgeber in den USA noch etwas Zeit eingeräumt werden, um Gesetze zum Schutz der Menschen- und Bürgerrechte zu erlassen.
  2. Besitzer von Apple-Geräten können mittels Gesichtserkennung ihr Handy schnell entsperren, sich auf Apps anmelden und Käufe tätigen.
  3. British Airways setzt beim Boarding der Passagiere auf Flügen in die USA Gesichtserkennung ein. Die Gesichter der Reisenden können mit einer Kamera gescannt werden, um die Identität festzustellen, sodass beim Boarding kein Pass und keine Bordkarte mehr vorgelegt werden müssen. Die Fluggesellschaft verwendet diese Technologie auf britischen Inlandsflügen ab dem Flughafen London Heathrow und arbeitet derzeit auch an biometrischen Boardingprozessen auf internationalen Flügen.
  4. Zur Bekämpfung von Versicherungsbetrug können bei Cigna, einer US-amerikanischen Krankenversicherungsgesellschaft, die Versicherten nun mit einem Foto, anstatt mit einer Unterschrift signierte Anträge einreichen.
  5. Coca-Cola setzt die Gesichtserkennung weltweit für ganz verschiedene Zwecke ein. Beispiele sind die Belohnung von Kunden für das Recycling an einigen Getränkeautomaten in China, die Auslieferung von personalisierter Werbung an Automaten in Australien und für das Eventmarketing in Israel.
  6. Facebook begann 2010 in den USA mit dem Einsatz von Gesichtserkennung, als es mit seinem Tool für Tag-Vorschläge automatisch Personen in Fotos markierte. Das Tool scannt das Gesicht des Nutzers und macht Vorschläge zum Namen dieser Person. Seit 2019 hat Facebook die Funktion zum Opt-in gemacht, als Antrieb sich mehr auf die Privatsphäre zu konzentrieren. Facebook erläutert hier, wie die Gesichtserkennung aktiviert und deaktiviert werden kann.
  7. Google nutzt diese Technologie in Google Photos, um Bilder zu sortieren und sie anhand der erkannten Personen automatisch zu markieren.
  8. MAC Make-up setzt die Gesichtserkennungstechnologie in seinen stationären Einzelhandelsgeschäften ein, sodass die Kunden Make-up mit den Augmented Reality Spiegel virtuell „auftragen“ können.
  9. McDonald’s setzt die Gesichtserkennung in seinen japanischen Restaurants ein, um die Qualität des Kundenservice dort zu messen – und auch um zu analysieren, ob die Mitarbeiter beim Kundenkontakt lächeln.
  10. Snapchat gehört zu den Pionieren in Sachen Gesichtserkennungssoftware: Mit diesem Dienst können Unternehmen Filter zu erstellen, die sich dem Gesicht des Benutzers anpassen – Beispiele dafür sind die weit verbreiteten Welpengesichter und Blumenkronenfilter in den sozialen Netzwerken.

Beispiele für Technologieunternehmen, die auch Gesichtserkennungstechnologie anbieten:

  • Kairos
  • Noldus
  • Affectiva
  • Sightcorp
  • Nviso

Vorteile der Gesichtserkennung

Neben dem Entsperren des Smartphones kann die Gesichtserkennung auch für andere Zwecke eingesetzt werden:

Erhöhte Sicherheit

Behörden können die Gesichtserkennung einsetzen, um Terroristen und andere Straftäter zu ermitteln. Privatpersonen können die Gesichtserkennung als Sicherheitstool zum Entsperren persönlicher Geräte sowie für persönliche Überwachungskameras verwenden.

Verminderte Kriminalität

Mit der Gesichtserkennung können Einbrecher und Diebe leichter aufgespürt werden. Die bloße Kenntnis von der Existenz eines Gesichtserkennungssystems kann abschreckend wirken, insbesondere für Kleinkriminelle. Neben der physischen Sicherheit dient die Gesichtserkennung auch der Cybersicherheit. Unternehmen können mit dem Einsatz von Gesichtserkennungstechnologie Zugangspasswörter für den Computer ersetzen. Theoretisch kann die Technologie nicht gehackt werden, da es im Gegensatz zu einem Passwort nichts gibt, das gestohlen oder geändert werden könnte.

Weniger Polizeikontrollen

Unbegründete Polizeikontrollen in der Öffentlichkeit sind immer wieder ein kontrovers diskutiertes Thema – die Gesichtserkennungstechnologie könnte hier einen positiven Beitrag leisten. Da Verdächtige aus einer Menschenmenge anhand eines automatisierten statt menschlichen Prozess herausfiltert herausgegriffen werden, könnte sich die Anzahl von Polizeikontrollen bei gesetzestreuen Bürgern verringern lassen.

Mehr Vorteile

Mit zunehmender Verbreitung der Technologie werden Kunden in der Lage sein, in Geschäften mit ihrem Gesicht zu bezahlen, anstatt ihre Kreditkarte oder Bargeld zu zücken. Dadurch verringert sich die Wartezeit an der Kasse. Da die Gesichtserkennung im Gegensatz zu Fingerabdruck- oder sonstigen Sicherheitsverfahren ganz im Sinne der COVID-19 Pandemie kontaktlos erfolgt, ist sie ein schnelles, automatisches und reibungsloses Verifizierungsverfahren.

Schnellere Bearbeitung

Ein Gesicht kann in nur einer Sekunde erkannt werden, sodass sich dieses Verfahren für Unternehmen, die auf die Gesichtserkennung setzen, als sehr nützlich erweist. Aufgrund der zahlreichen Cyberattacken und immer ausgeklügelter Hacker-Tools benötigen Unternehmen sichere und schnelle Technologien. Mit der Gesichtserkennung kann die Identität einer Person schnell und effizient überprüft werden.

Integration mit anderen Technologien

Die meisten Gesichtserkennungssoftware sind mit den meisten Sicherheitssoftware kompatibel. Tatsächlich lassen sie sich ganz einfach integrieren. Somit hält sich der weitere finanzielle Aufwand für die Implementierung ebenfalls in Grenzen.

Nachteile der Gesichtserkennung

Während es einigen Personen nichts ausmacht, öffentlich gefilmt zu werden und Gesichtserkennungsverfahren bei einem eindeutigen Vorteil oder aus einem guten Grund begrüßen, kann diese Technologie bei anderen heftige Reaktionen hervorrufen. Beispiele für Nachteile oder Bedenken:

Überwachung

Manche befürchten, dass der Einsatz von Gesichtserkennung zusammen mit den allgegenwärtigen Videokameras, der künstlichen Intelligenz und Datenanalysen zu einer Massenüberwachung führen könnte, die die individuelle Freiheit einschränkt. Zwar können staatliche Stellen mit der Gesichtserkennungstechnologie Straftäter aufspüren, jedoch könnten sie damit auch jederzeit gewöhnliche und unschuldige Personen verfolgen.

Fehlerquote

Auch die Gesichtserkennung liefert nicht zu 100 % fehlerfreie Daten, sodass Personen für Straftaten verantwortlich gemacht werden könnten, die sie nicht begangen haben. Beispielsweise könnte eine geringe Veränderung des Kamerawinkels oder eine äußerliche Veränderung einer Person, wie eine neue Frisur, zu einem Irrtum führen. Im Jahr 2018 berichtete die Newsweek, dass die Gesichtserkennungstechnologie von Amazon fälschlicherweise 28 Abgeordnete des US-Kongresses als verurteilte Straftäter identifiziert hat.

Verletzung der Privatsphäre

Die ethischen Aspekte und die Privatsphäre sind die am kontroversesten diskutierten Themen in diesem Zusammenhang. Behörden in verschiedenen Ländern haben nachweislich Bilder von Bürgern ohne deren Einwilligung gespeichert. Die Europäische Kommission gab 2020 bekannt, dass sie ein Verbot der Gesichtserkennungstechnologie auf öffentlichen Plätzen für bis zu fünf Jahren erwägt, um ein Regelwerk zum Schutz der Privatsphäre und vor Datenmissbrauch auszuarbeiten.

Massenspeicherung von Daten

Gesichtserkennungssoftware basiert auf der Technologie des maschinellen Lernens, die enorme Mengen an Datensätzen benötigt um zu "lernen" und genaue Ergebnisse zu liefern. Derart große Datensätze erfordern einen robusten Datenspeicher. Kleine und mittelständige Unternehmen verfügen möglicherweise nicht über genügend Ressourcen für die Speicherung der benötigten Daten.

Sicherheit der Gesichtserkennung: So schützen Sie sich

Zwar gelten biometrische Daten allgemein als das verlässlichste Authentifizierungsverfahren, jedoch sind damit auch erhebliche Risiken verbunden. Wenn beispielsweise die Kreditkartendaten ausspioniert werden, kann die betroffene Person ihre Kreditkarte sperren lassen und die personenbezogenen Daten ändern lassen, die Gegenstand der Verletzung waren. Was ist bei einem Verlust des digitalen „Gesichts“ zu tun?

Überall auf der Welt werden biometrische Daten in immer größerem Umfang erfasst, gespeichert und analysiert und das oft von Organisationen und Regierungen mit einer gemischten Bilanz in Sachen Cybersicherheit. Immer häufiger stellt sich die Frage nach der Sicherheit der Infrastruktur, auf der alle diese Daten gespeichert und verarbeitet werden.

 Da die Gesichtserkennung noch eine relativ junge Technologie ist, sind die Gesetze dazu noch nicht ausgereift und manchmal noch gar nicht vorhanden. Normale Bürger, deren Daten missbräuchlich verwendet werden, haben kaum rechtliche Verfolgungsmöglichkeiten. Cyberkriminelle entkommen oftmals den Behörden oder werden erst Jahre nach der Tat verurteilt, während ihre Opfer keine Entschädigung erhalten und auf sich alleine gestellt bleiben.

Da die Gesichtserkennung immer umfangreicher eingesetzt wird, nehmen auch die Gelegenheiten der Hacker zu, Ihre Gesichtsdaten für Betrugszwecke zu stehlen.

Ein umfangreiches Cybersicherheitspaket ist ein essentieller Teil des Schutzes Ihrer Privatsphäre und Sicherheit im Netz. Wir empfehlen die Kaspersky Security Cloud, mit der Sie alle Ihre Geräte schützen können und die Antivirenschutz, Anti-Ransomware, Mobile Security, Passwortverwaltung, VPN und Kindersicherung umfasst.

Die biometrische Technologie bietet sehr überzeugende Sicherheitslösungen. Trotz der Risiken sind die Systeme praktisch und kaum zu kopieren. Diese Systeme entwickeln sich stets weiter – die Aufgabe besteht darin, die Vorteile zu maximieren und die Risiken zu minimieren.

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