I principali utilizzi applicativi della firma grafometrica

La firma grafometrica, come già detto nell’articolo Definizione e caratteristiche della firma grafometrica (Firma Elettronica Avanzata), è un particolare tipo di tecnologia biometrica. In quanto tale, la firma grafometrica può essere utilizzata con scopi di identificazione (riconoscimento) e di autenticazione (verifica).

Il termine identificazione indica “l’attività diretta a stabilire l’identità di una persona, di una cosa o di un elemento astratto.”In particolare, nell’ambito della firma grafometrica, con identificazione si intende la possibilità di stabilire correttamente, data una firma manoscritta, l’identità dell’utente che ha realizzato la firma. In altre parole, un sistema di riconoscimento biometrico deve essere in grado di analizzare i dati biometrici della firma ricevuti come input e di confrontarli con le firme che possiede nel proprio database, per riconoscere l’identità dell’utente a cui appartiene quella specifica firma. Questo processo necessita quindi di un database contenente tutti i dati biometrici di ciascun utente. Il sistema confronta le caratteristiche estratte dalla firma biometrica con tutti i dati biometrici presenti in archivio, al fine di trovare tutti quelli caratterizzati da un grado di coincidenza superiore ad una soglia prefissata: per questo motivo l’identificazione è anche conosciuta come comparazione one-to-many (uno con tutti). Il risultato del processo è l’identità associata all’utente con il migliore grado di coincidenza oppure una segnalazione “utente non identificato”. In realtà in diversi sistemi la procedura di identificazione viene interrotta non appena si trova un utente la cui similarità è maggiore della soglia. Perciò, l’identificazione biometrica risponde alla semplice domanda: “chi è l’utente?”. Il processo automatico di identificazione della firma è molto difficoltoso a causa della complessità dei pattern di firma, in quanto vi è una grande variabilità tra i pattern di una singola persona: ogni persona, infatti, non firma sempre nello stesso identico modo, ogni firma differisce leggermente da tutte le altre. Sebbene quindi operare in modalità identificazione possa risultare molto utile, è anche piuttosto rischioso, specie se il database contiene molti utenti.

L’altra modalità di utilizzo della firma grafometrica consiste nell’autenticazione. Il verbo “autenticare” significa riconoscere come autentico, convalidare, confermare con prove che una cosa è vera o giusta. L’autenticazione, nella firma grafometrica, consiste quindi nel riconoscere e verificare se la firma di un utente sia vera e autentica. Nel processo di verifica della firma si parte dal presupposto che la firma, ricevuta come input, appartenga ad un determinato utente; il sistema di autenticazione deve verificare quindi se la firma è genuina (prodotta realmente dall’utente in questione) o se è, invece, un tentativo di falsificazione. Anche per il processo di autenticazione, come per l’identificazione, si necessita quindi di un database contenente tutti i dati biometrici di ciascun utente. Tuttavia, in questo caso, la comparazione che si deve effettuare avviene solamente tra il campione biometrico del firmatario, dal quale vengono estratte le caratteristiche, e le caratteristiche biometriche dell’utente che si vuole verificare: per questo motivo ci si riferisce spesso all’autenticazione come a una comparazione one-to-one (uno a uno). Il processo di verifica di una firma avrà, quindi, esito positivo o negativo a conferma o rifiuto dell’identità dell’utente, in funzione del superamento o di un mancato superamento di una soglia prefissata del grado di coincidenza (matching score) tra la firma presentata e quella precedentemente memorizzata. Il processo di verifica risponde quindi alla domanda: “l’utente è realmente chi dice di essere?”.

Fasi di Addestramento, Autenticazione e Identificazione

Entrambe le modalità appena descritte necessitano di una fase preliminare di “enrollment “, ovvero una fase di registrazione che crea e memorizza un dato digitale riassuntivo delle caratteristiche biometriche dell’utente chiamato template. La registrazione dell’utente (enrollment) è la prima fase di un processo biometrico e consiste nell’acquisizione da parte del sensore della caratteristica biometrica dell’individuo. Del campione ottenuto viene generalmente controllata la qualità e se essa non è soddisfacente il processo di registrazione viene reiterato. Generalmente il processo segue una procedura nota come “estrazione delle caratteristiche”, che si fonda sulla derivazione, dal campione acquisito, di alcune caratteristiche numeriche il cui insieme prende il nome di “template”. La fase di registrazione si conclude con la memorizzazione del template su un supporto di memorizzazione, che dovrebbe essere un dispositivo sicuro. Le successive fasi di riconoscimento verificano l’identità dell’utente confrontando il dato biometrico acquisito con uno (autenticazione) o più (identificazione) template memorizzati.

Indipendentemente dal modo di operare (autenticazione o identificazione) la fase di confronto delle caratteristiche con il template non è banale come un semplice confronto di password e può dare origine a errori quali falsi rifiuti e false accettazioni. Per questa delicata fase di confronto vengono utilizzate tecniche quali l’apprendimento bayesiano (Bayesian Learning), il modello di Markov nascosto (Hidden Markov Model HMM), la distorsione tempo dinamica (Dynamic time warping DTW), le reti neurali (Neural Networks NN), le macchine a vettori di supporto (Support Vector Machines SVM) etc. Questi metodi sono tra i più utilizzati nella verifica delle firma; data la complessità del processo di riconoscimento, si dovrà scegliere di volta in volta il metodo ottimale per approssimare le differenti caratteristiche di firma e utilizzarlo per identificare un individuo[38].
Il principale utilizzo pratico della firma grafometrica, al giorno d’oggi, ha come obiettivo la sostituzione dell’utilizzo della normale firma autografa su carta: la firma indica una specifica volontà del firmatario, e viene usata in questo modo specialmente nei contratti e, in generale, negli atti giuridici. La firma su carta deve permettere l’identificazione e la lettura in chiaro del nome e del cognome, per confermare e rendere noto l’autore della firma stessa. Così anche la procedura di firma biometrica viene utilizzata, oggi, principalmente con fini di autenticazione di un documento digitale. I principali motivi dell’introduzione della firma grafometrica rispetto all’utilizzo della normale firma su carta sono: una migliore sicurezza e identificazione, senza possibilità di falsificazione o possibili tentativi di frode, e una maggiore usabilità, con conseguente velocizzazione del processo di firma, dematerializzazione in ambito aziendale e riduzione dei costi di gestione. Nella sezione seguente si illustrano i principali scenari di utilizzo della firma grafometrica e gli ambiti ai quali viene applicata.

Applicazione e utilizzi della firma grafometrica

Gli ambiti di applicazione della firma grafometrica, se confrontati con quelli delle altre tecnologie biometriche, risultano essere ancora piuttosto limitati. Gli ambiti di applicazione delle tecnologie biometriche, infatti, possono essere distinti in tre macro-categorie, come si evince dalla Tabella seguente. Tuttavia, le tecnologie biometriche più impiegate nell’ambito dei settori e delle specifiche applicazioni indicate in tabella sono il rilevamento dell’impronta digitale, lo scan dell’iride o della retina, il riconoscimento vocale, il riconoscimento facciale e la termografia del volto. La firma biometrica è ancora scarsamente utilizzata in tali procedure. I principali ambiti di applicazione della firma biometrica, attualmente, sono gli istituti di credito e il settore medico-sanitario.