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Authentification biométrique : l’haleine, bientôt utilisée ?

Qu’est-ce que l’authentification biométrique ?

Une authentification biométrique permet de prouver que l’on est bien la personne que l’on prétend être. Cette méthode de vérification offre un haut niveau de sécurité (du moins, en théorie). Pourquoi ? Parce qu’elle repose sur des caractéristiques biologiques universelles, permanentes et uniques. La biométrie est ainsi de plus en plus utilisée pour gérer l’identité et le contrôle d’accès. Les traits du visage, les empreintes digitales, la voix et l’iris de l’œil sont déjà largement utilisés. Une nouvelle donnée biométrique pourrait bientôt s’ajouter à la liste : l’haleine. Des chercheurs japonais ont en effet mis au point un capteur olfactif capable d’identifier les individus en analysant les composés contenus dans l’air qu’ils expirent.

Une authentification biométrique plus difficile à duper

Téléphones mobiles, véhicules intelligents, identité civile (passeports et cartes d’identité), sécurité publique et cybersécurité… Voilà tout autant de cas d’utilisation de l’authentification biométrique. Des machines sont aujourd’hui capables d’analyser une variété de données biométriques. Y compris le réseau veineux des doigts et l’acoustique de l’oreille ! Pourtant, la méthode n’est pas totalement infaillible, comme le souligne Chaiyanut Jirayupat, premier auteur de l’étude présentant le nouveau dispositif. « Les caractéristiques physiques peuvent être copiées, voire compromises par une blessure ».

L’odeur humaine est récemment apparue comme une nouvelle classe d’authentification biométrique. Elle repose en effet sur une composition chimique propre à chaque individu. Ce qui n’a que peu de risque d’être altérée ou copiée. Les scientifiques se sont notamment concernés aux gaz percutanés – des gaz libérés à travers la peau. Cette approche présente certaines limites, car la peau ne produit pas une concentration suffisamment élevée de composés volatils pour que les machines puissent les détecter (de quelques ppt à plusieurs dizaines de ppb).

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L’haleine, en revanche, contient des milliers de composés organiques volatils, dont les concentrations sont environ de trois ordres de grandeur plus élevées que celles du gaz percutané (jusqu’à plusieurs ppm). Jusqu’à présent, la détection de l’odeur de l’haleine a été principalement dirigée vers le diagnostic médical : elle peut servir à révéler un diabète, une maladie hépatique, un cancer et plus récemment, la COVID-19. Malgré son potentiel, elle n’a cependant jamais été utilisée pour l’authentification individuelle.

Une précision qui dépend du nombre de capteurs

Pour la première fois, Jirayupat et ses collaborateurs ont testé l’efficacité de l’authentification biométrique individuelle basée sur l’haleine, à travers un système de capteurs olfactifs spécialement conçu à cet effet. Ils ont tout d’abord collecté l’haleine de trois personnes, afin d’en déterminer la composition. L’objectif était de mettre en évidence les composés volatils qui pourraient être utilisés pour l’authentification. Au total, 28 composés se sont révélés particulièrement pertinents. Ils ont ensuite développé une gamme de capteurs olfactifs artificiels à 16 canaux, chacun pouvant identifier une spécifique de composés.

Cartes thermiques des réponses du capteur à 16 canaux pour la détection de l’odeur de l’air expiré de chaque personne testée.

Les données du capteur ont ensuite été transmises à un système d’apprentissage automatique pour analyser la composition de l’haleine de personne et développer un « profil type », une cartographie de fragments moléculaires permettant de distinguer une personne parmi d’autres. Ceci fait, l’équipe a testé son système sur des échantillons d’haleine de six personnes âgées de 23 à 40 ans, trois hommes et trois femmes, de nationalités différentes.

Les chercheurs notent qu’en utilisant un seul capteur, la précision de l’authentification tend à diminuer lorsque le nombre d’individus testés augmente. « Les précisions moyennes lors de l’utilisation d’un seul capteur étaient de 96,9 %, 84,1 %, 80,1 %, 68,5 % et 54,3 % pour l’authentification individuelle de 2, 3, 4 , 5 et 6 personnes, respectivement »rapportent-ils dans Communications chimiques. Mais plus le nombre de capteurs augmentait, plus la méthode était précise !

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L’alimentation et certaines maladies modifiant l’haleine

En utilisant 16 capteurs, la précision a augmenté significativement, atteignant les 97,8 % pour authentifier une personne parmi six. Ce haut niveau de précision est demeuré constant. Même lorsque la taille de l’échantillon a été portée à 20 personnes, souligne l’équipe.

Précision des capteurs pour l'authentification biométrique via l'haleine

(A) Précision de l’authentification individuelle basée sur la détection de l’odeur de l’haleine. Pour 6 personnes en fonction du nombre de capteurs utilisés. (B) Corrélation entre le nombre de personnes et le nombre de capteurs requis, selon différents seuils de précision (>95 %, >96 % et >97 %).

Même si cette nouvelle méthode d’authentification biométrique s’avère prometteuse, elle n’intègre pas nos smartphones de sitôt. En effet, dans cette étude, il a été demandé aux participants de jeûner six heures avant le test. Pourquoi ? Pour ne pas que l’alimentation influe sur la composition de l’haleine. « Nous avons développé une bonne base. La prochaine étape consistera à affiner cette technique pour qu’elle fonctionne quel que soit le régime alimentaire », a découvert Takeshi Yanagida, qui a dirigé l’étude.

En effet, l’odeur de l’haleine peut être plus ou moins activée – momentanément ou durablement – ​​par le tabac, certaines boissons (alcools, café) ou aliments (ail, régime hyperprotéiné, etc.) récemment ingérés. Elle peut également être modifiée ! Par une mauvaise hygiène buccale ou des problèmes de santé affectant la bouche, le système digestif et les poumons. Yanagida reste confiant. « Notre étude actuelle a montré que l’ajout de plus de capteurs et la collecte de plus de données peuvent permettre de surmonter cet obstacle », at-il déclaré.

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