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DE10156737A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verifikation autorisierter Personen zur Steuerung eines Verkehrsmittels - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Verifikation autorisierter Personen zur Steuerung eines Verkehrsmittels Download PDF

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DE10156737A1
DE10156737A1 DE2001156737 DE10156737A DE10156737A1 DE 10156737 A1 DE10156737 A1 DE 10156737A1 DE 2001156737 DE2001156737 DE 2001156737 DE 10156737 A DE10156737 A DE 10156737A DE 10156737 A1 DE10156737 A1 DE 10156737A1
Authority
DE
Germany
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person
transport
data
control
reference data
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE2001156737
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English (en)
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Christoph Dr. Busch
Dietmar Dr. Fischer
Sigrid Nubert
Jürgen Dr. Pampus
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Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Publication date
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Priority to DE2001156737 priority Critical patent/DE10156737A1/de
Publication of DE10156737A1 publication Critical patent/DE10156737A1/de
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Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verifikation autorisierter Personen zur Steuerung eines Verkehrsmittels, bei dem von der zu verifizierenden Person vor einer Übernahme der Steuerung des Verkehrsmittels und/oder während der Steuerung des Verkehrsmittels biometrische Daten von der Person erfasst werden, die mit Referenzdaten verglichen werden, und im Falle keiner Übereinstimmung zwischen den erfassten biometrischen Daten und den Referenzdaten eine die Steuerung des Verkehrsmittels übernehmende, autonom arbeitende Steuereinheit aktiviert wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verifikation autorisierter Personen zur Steuerung eines Verkehrsmittels, insbesondere eines Flugzeuges. Die Aktualität sowie Notwendigkeit einer derartigen Technik ist spätestens seit dem 11. September 2001 deutlich geworden.
  • Das bevorzugte Anwendungsumfeld des im weiteren beschriebenen Verfahrens sowie eines sich zur Durchführung des Verfahrens geeigneten System betrifft die Zugangskontrolle zu den Steuereinheiten von Flugzeugen. So sind die Schaltzentralen von Flugzeugen, insbesondere von Passagierflugzeugen, d.h. der das Cockpit des Piloten und Copiloten in derzeitigen Flugzeugen nicht bzw. nicht ausreichend gegen den Zugriff von unberechtigten Personen, wie etwa Flugzeugentführern, geschützt. Die Tatsache, daß Flugzeugentführer durch physikalische Gewalt in der Lage sind, die Kontrolle über die Flugzeugführung und insbesondere die Änderung des geflogenen Kurses zu übernehmen bedeutet ein nicht akzeptables Risiko.
  • In gleicher Weise trifft die obenstehende Problematik aber auch auf die Steuerstände bzw. die Führung anderer Verkehrsmittel zu, wie bspw. Züge, Kraftfahrzeuge und Schiffe. Auch in diesen Fällen obliegt die Steuerung des jeweiligen Verkehrsmittels wenigstens einer Person, deren Berechtigung zur Verkehrsmittelführung es gilt zu überprüfen und vor allem zu überwachen.
  • Allgemeine Zugangskontrollen von Personen zu sicherheitskritischen Bereichen können im Rahmen eines organisatorischen und logischen Sicherheitskonzeptes als technische Maßnahme verstanden werden, durch die der physikalische Zugriff einer Person bspw. auf ein konkretes Gut reguliert wird. Dabei läßt sich der Vorgang der Zugangskontrolle in die folgenden Schritte untergliedern:
    Zunächst erfolgt eine Identifikation der jeweiligen Person, durch die die Identität bzw. Pseudonymität der Person festgestellt wird. Dabei handelt es sich rein verfahrenstechnisch um eine Verknüpfung von Informationen über die jeweilige Person mit Informationen über eine Vielzahl von Personen (1:n-Verknüpfung).
  • Als nächster Schritt gilt es den einen Nachweis über eine korrekt durch die Identifizierung hergestellte Verknüpfung zwischen der jeweiligen Person und ihrer tatsächlich vorgegebenen Identität nachzuweisen. Dies erfolgt im Rahmen einer Authentisierung (1:1-Verknüpfung). Schließlich gilt es die durchgeführten Maßnahmen zu erfassen und zu protokollieren und gegebenenfalls sicherheitsrelevante Ereignissen zu analysieren.
  • Die Authentisierung als wesentlicher Schritt der Zugangskontrolle prüft, ob die vorgegebene Identität eindeutig zu einer Person gehört. Diese Überprüfung kann dabei durch verschiedene Authentisierungsmechanismen verifiziert werden. Im einfachsten Fall durch Abfrage einer nur der Person bekannten, wissensbasierten Information, wie etwa eine Persönliche Identifikationsnummer (PIN) oder ein Passwort. Eine derartige wissensbasierte Authentisierung ist einfach zu realisieren und garantiert einen zügigen Verfahrensablauf. Allerdings weist das Verfahren erhebliche Nachteile auf, so kann das Wissen vergessen werden, beziehungsweise im gegebenen Anwendungskontext unter Androhung von Gewalt weitergeben werden.
  • Alternativ zur wissensbasierten Authentisierung ist es möglich die Authentisierung auch durch Besitz zu erzielt, indem die Person einen für sie personalisierten Ausweis mit sich führt, bspw. in Form eines Tokens, wie etwa eine Magnet- oder Chipkarte. Oft werden die beiden Verfahren kombiniert, indem neben dem Besitz des Tokens auch ein spezielles Wissen der Person geprüft wird.
  • Als dritte Alternative besteht die Möglichkeit zu korrekten Herstellung einer Verknüpfung zwischen einer Person und einer von ihr vorgegebenen Identität in der Verwendung die Person auszeichnender physiologischer oder verhaltenstypischer Charakteristika, die durch ein biometrisches Verfahren erfaßt und kontrolliert werden. Die dabei zu erfassenden Eigenschaften können als biometrisches Merkmal statischer Natur sein (Gesicht, Iris etc.) oder auch ein dynamisches Attribut beschreiben wie zum Beispiel die Stimme, der Schreibrythmus oder der Herzschlag der Person. Viele der vorab genannten Nachteile der ersten beiden Alternativen Authentisierungsverfahren (Verlust, Weitergabe...) treffen auf eine biometrische Authenfizierung jedoch nicht zu.
  • Bislang bekannte Zugangskontrollsysteme, die auf der Technik biometrischer Authentisierung basieren, bestehen aus einer Reihe von Komponenten, die im Folgenden kurz erläutert werden:
    Als wesentliches Element dient ein Sensor als Schnittstelle zwischen der zu verifizierenden Person und dem Zugangskontrollsystem. Der Sensor erfaßt ein oder mehrere biometrische Merkmal der Person, z.B. mittels eines Gesichtsscans und propagiert die aufgezeichneten biometrischen Daten an eine rechnergestütze Verarbeitungseinheit, die in aller Regel eine Merkmalsextraktion durchführt, um die erfassten biometrischen Daten kürzer und trennschärfer zu beschreiben. Ferner wird von der Verarbeitungseinheit ein Abgleich zwischen den aus den erfassten biometrischen Daten extrahierten Merkmale mit einem oder mehreren Referenzprofilen bzw. Referenzdaten durchgeführt.
  • Biometrische Systeme können als Verifikationssysteme, im Sinne einer Authentisierung, oder als Identifikationssystem ausgeprägt sein. Bei einem Verifikationssystem gibt die zu verifizierende Person eine Identität an, zu der ein Referenzbild als sogenanntes Template vorliegt oder bereitgestellt wird.
  • Sofern biometrische Systeme mit besitz-basierten Systemen kombiniert werden, kann beispielsweise das Template auf einer Chip-Karte abgelegt sein. Zum Zeitpunkt der Verifikation wird dann ein Vergleich des erfaßten Bildes mit dem Template durchgeführt (1:1 Vergleich). In Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs wird dann auf Zugang des Nutzers oder Zurückweisung entschieden.
  • Grundsätzlich ist vor Nutzung eines biometrischen Zugangskontollsystems ein Einlernvorgang notwendig, um von dem zu registierenden Nutzer eines oder mehrere Template/s zu erfassen, die mit seiner Identität verknüpft werden und als Referenzprofil dienen. Diese Templates werden in der Referenzdatenbank bzw. auf der Chip-Karte abgelegt.
  • Ferner sind physikalische Zugangskontrollsysteme bekannt, die meist auf Bild- oder Videostromauswertung basierende Verfahren beruhen. Neben dem von einer Person aufgezeichneten Bild des Gesichtes, werden in hybriden Systemen zusätzlich die Bewegung der Lippen sowie das Stimmsignal aufgezeichnet und analysiert. Durch die Auswertung eines Passwortes in einem zusätzlichen Audio-Informationskanal ist die Möglichkeit gegeben, schärfere Regeln für die Akzeptanz und damit niedrigere Falsch-Akzeptanz-Raten (FAR) zu erreichen.
  • Schließlich ist ein weiteres alternatives System, nämlich die Klasse der Iris-Scanner bekannt, die durch Analyse einer hochauflösenden Aufnahme der Iris den Nutzer zu authentisieren vermögen. Dabei wird die Struktur des die Pupille umgebenden Gewebes zur Gewinnung von Merkmalen verwendet. Durch den randotypischen Charakter der Struktur lassen sich sowohl Zwillinge als auch linkes und rechtes Auge einer Person unterscheiden. Weiterhin ist die Tatsache erwähnenswert, daß die randotypischen Merkmale der Iris vom frühen Lebensalter an bis zum Tode stabil bleiben. Im Gegensatz zu anderen Verfahren ist somit ein Alterungs-Problem, d.h. ein erneutes Einlernen des Merkmals nach einem gewissen Zeitraum, nicht gegeben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verifikation autorisierter Personen zur Steuerung eines Verkehrsmittels anzugeben, das bzw. die als praktikable Lösung im der Bereich eines Steuerstandes eines Verkehrsmittels, insbesondere im Cockpit eines Flugzeuges, anwendbar sowie integrierbar ist, ohne die Betriebssicherheit sowie den technischen Bedienkomfort der Steuerung des Verkehrsmittels nachhaltig zu beeinträchtigen. Es soll eine Lösung gefunden werden, durch die die jeweilige Person während ihrer Steuertätigkeit des Verkehrsmittels weder abgelenkt noch über Gebühr belastet werden soll. Hierbei gilt es im einzelnen Maßnahmen anzugeben, die eine Steuerung eines Verkehrsmittels durch eine unbefugte Person unmöglich machen, so daß gewährleistet werden kann, dass Vorfälle, wie sie mehrfach am 11. September 2001 in New York sowie Washington vorkamen, sicher ausgeschlossen werden können.
  • Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Gegenstand des Anspruches 16 betrifft eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildenden Merkmale sind in den Unteransprüchen sowie der gesamten Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.
  • Erfindungsgemäß werden bei dem Verfahren zur Verifikation autorisierter Personen zur Steuerung eines Verkehrsmittels von der zu verifizierenden Person vor einer Übernahme der Steuerung des Verkehrsmittels und/oder während der Steuerung des Verkehrsmittels biometrische Daten erfasst. Die erfassten biometrischen Daten werden mit Referenzdaten verglichen werden, wobei im Falle keiner Übereinstimmung zwischen den erfassten biometrischen Daten und den Referenzdaten eine die Steuerung des Verkehrsmittels übernehmende, autonom arbeitende Steuereinheit aktiviert wird.
  • Grundsätzlich eignen sich für die Erfassung der biometrischen Informationen alle Arten biometrischer Merkmale wie bspw. Gesichtszüge, Irisstruktur, Stimme, Herzschlag, organische Funktionen, Fingerabdruck der jeweiligen Person, um nur einige zu nennen.
  • Aus Praktikabilitätsgründen, insbesondere in Hinblick auf die konkrete Situation in einem Steuerstand eines Verkehrsmittels, so bspw. im Cockpit eines Flugzeuges, haben sich jedoch die Gesichtszüge sowie die Iris-Struktur als besonders bevorzugte Entscheidungskriterien aus der Gruppe der biometrischen Informationen für den Autorisierungsnachweis der jeweiligen Person herausgestellt. Nochmals sei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch mit alternativen biometrische Merkmalen oder in Kombination mit weiteren biometrische Merkmalen durchaus erfolgreich anwendbar ist. Je nach den in den jeweiligen Steuerständen vorherrschenden Rahmenbedingungen können somit geeignete Überprüfungskriterien herangezogen werden.
  • Die weiteren Ausführungen beziehen sich vornehmlich auf den konkreten Anwendungsfall der Überprüfung eines Piloten in einem Cockpit eines Flugzeuges. Jedoch ist die der im weiteren beschriebenen Pilotenverifizierung zugrundeliegende technische Lehre auch auf die Verifizierung von Zugführer, Lenker von Kraftfahrzeugen aller Art sowie Kapitänen bzw. verantwortliches Personal von Schiffen übertragbar und anwendbar.
  • Das erfindungsgemäße Sicherheitssystem für Flugzeuge basiert auf der Erkennung einer befugten Person über ein kombiniertes biometrisches System. Unter befugten Personen ist in diesem Zusammenhang das zur Flugzeugführung autorisierte Cockpitpersonal gemeint, d.h. der Pilot sowie Co-Pilot. Dieses biometrische System ist im Cockpit eines Flugzeuges installiert und beinhaltet die Kombination einer Gesichtserkennung mit einem Iris–Scan.
  • Die Kombination der biometrischen Systeme ist derart gewählt, um größtmögliche Erkennungssicherheit zu gewährleisten. So sieht das System wenigstens eine vorzugsweise hochauflösende Kamera auf, die im Cockpit integriert ist und den Bereich zumindest des Pilotensitzes erfasst, so dass eine Gesichtserfassung der auf dem Pilotensitz befindlichen Person möglich ist. Ein entsprechendes Systems ist ebenso für den Copilotensitz vorzusehen oder eine einzige Kamera erfasst beide Sitzplätze. Neben der Aufgabe der Kamera zur Gesichtserkennung sollte sie auch für einen Iris-Scan geeignet sein. Sollte sich jedoch eine derartige Kombination als unsachgemäß herausstellen, so ist an einem entsprechenden weiteren Platz eine zweite Kamera zur Iriserfassung vorzusehen. Eine derartige Iris-Scankamera sollte in einem Bereich innerhalb des Cockpits vorgesehen sein, so dass die zu überprüfende Person nicht zu sehr von ihren eigentlichen Cockpitaufgaben während des Iris-Scans abgelenkt wird.
  • Zur Überprüfung der jeweiligen Person ist es grundsätzlich möglich den Vorgang der Gesichts- und Iriserkennung sequentiell, also zeitlich nacheinander oder durchzuführen oder simultan, also zeitgleich.
  • Anhand des in 1 dargestellten Flußdiagramms soll zunächst der Verfahrensablauf einer sequentiellen Gesicht- und Iriserkennung erläutert werden.
  • In einem ersten Schritt erfolgt die Gesichtserkennung, die im Falle eines positiven Überprüfungsergebnisses unmittelbar den zweiten Schritt, die Iriserkennung, folgen lässt. Fallen beide Überprüfungen positiv aus, was der Normalfall sein sollte, so gilt die Person als erkannt und somit als befugt das Flugzeug zu steuern.
  • Scheitert jedoch die Gesichtserkennung beim ersten mal, so wird trotzdem der zweite Schritt, nämlich der Iris-Scan durchgeführt. Führt die Iris-Überprüfung zu einem positiven Überprüfungsergebnis, so gilt die Person ebenfalls als erkannt und befugt das Flugzeug zu steuern. Da der Iris-Scan gegenüber der Gesichtserkennung die weitaus höheren Anforderungen an zu erfüllende Identitätskriterien stellt, werden dem Iris-Scan höhere Entscheidungsrechte zugesprochen als der Gesichtserkennung.
  • Scheitern jedoch beide Überprüfungsschritte, so werden beide Überprüfungsschritte vorzugsweise mehrmals nacheinander durchlaufen, um mögliche Systemfehler auf ein Minimum zu begrenzen. Bleiben die Überprüfungsergebnisse auch nach n-maligem Durchlauf beider Überprüfungsschritte negativ, so ist die Person als unbefugt erkannt worden.
  • Je nach Einsatzbedingungen kann die n-malige Repetition der Überprüfungsschritte nach jeweils festgestellter nicht Übereinstimmung der zu vergleichenden Muster, also Gesichts- oder Irismuster, auch nur auf eine Wiederholung der Überprüfung der Iriserkennung beschränkt bleiben.
  • In ähnlicher Weise erfolgt alternativ zur vorstehend erläuterten sequentiellen Überprüfungsmethode die gemäß 2 dargestellte parallele oder zeitgleiche Überprüfung der Gesicht- und Iriserkennung.
  • Von einer einzigen oder zwei getrennten Kameras werden das Gesicht sowie die Iris der zu überprüfenden, auf dem Piloten- oder Copilotensitz befindlichen Person aufgenommen und überprüft. Führen beide Überprüfungen zu einem positiven Ergebnis, so ist die Person erkannt und als befugt befunden. Treten jedoch entweder bei der Gesicht- oder bei der Iriserkennung eine Fehlübereinstimmung auf, so werden die jeweiligen Überprüfungen mehrmals wiederholt. Bleiben beide Prüfungsergebnisse negativ so ist die Person als unbefugt erkannt. Bleibt jedoch nur das Überprüfungsergebnis bei der Gesichtserkennung negativ und wird hingegen die Iris erkannt, so überwiegt die Iriserkennung und die Person gilt als positiv erkannt.
  • Wie bereits in beiden vorstehenden alternativen Überprüfungsverfahren aufgezeigt soll der Iris-Scan bei unterschiedlichen Erkennungsergebnissen den Ausschlag geben, da er das sicherere Erkennungsmedium ist, d.h. eine niedrigere Falsch-Rückweisungsrate angenommen werden kann. Die Gesichtserkennung soll trotzdem angewandt werden, da sie im Flugbetrieb für die zu überprüfende Person, also dem Piloten komfortabler, d.h. unmerklicher und damit weniger störend, eingesetzt werden kann.
  • Zur Durchführung der Gesichts- und Iriserkennung sind neben der erwähnten wenigstens einen Kamera als Schnittstelle zwischen der zu überprüfenden Person und einer die tatsächliche Überprüfung ausführenden rechnergestützten Verarbeitungseinheit ein Referenzdatensatz erforderlich, der zumindest genaue Informationen hinsichtlich biometrischer Kenndaten über die berechtigte Person enthält. Vorzugsweise sind die biometrischen Referenzdaten der jeweiligen Person bzw. Personen in einer Datenbank gespeichert, die redundant ausgelegt sein sollte und beispielsweise in der Zentrale der Fluglinie angesiedelt sein.
  • Das Erfassen und Einlernen der biometrischen Daten der befugten Personen in die Datenbank sollte von den jeweiligen Fluglinien durchgeführt werden. Bei der Durchführung der Datenerfassung sowie Abspeicherung in die Datenbank ist die Organisationsstruktur der Fluglinie ausschlaggebend. So kann die Datenerfassung über eine zentrale Personalabteilung oder über dezentrale Personalabteilungen erfolgen. In jedem Fall sollten für den Ort und die Abteilungen, die das Eintragen der Daten in die Datenbank durchführen, hohe Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, so dass es einem Unbefugten nicht möglich ist seine Daten auf der Datenbank zu hinterlegen.
  • Das Einlernen der Daten kann üblicherweise über einen PC und eine geeignete Kamera durchgeführt werden, wobei die Anzahl der Aufnahmen oder Einstellungen von der Art des angewandten biometrischen Systems abhängt. Die Beleuchtungsverhältnisse beim Erfassen und Einlernen sollten auf die in einem Flugzeugcockpit zu erwartenden Verhältnisse abgestimmt.
  • Da die erfassten Daten nicht automatisch in jedem Flugzeug präsent sind, sondern vorzugsweise zentral vorliegen, dient ein elektronischer Dienstausweis der befugten Person als Trägermedium für die personenspezifischen Referenzdaten.
  • Übernimmt ein Pilot ein Flugzeug für einen durchzuführenden Flug so bedarf es beim Betreten des Cockpits und vor Inbetriebnahme des Flugzeuges einer Initialautorisierung. Hierzu gilt es zwei Kriterien zu erfüllen:
    • – Besitz, d.h. Präsenz des elektronischen Dienstausweises. Hierzu muss der Pilot seinen elektronischen Dienstausweis in einen Kartenleser an Bord des Flugzeuges stecken, um das bordeigene Überprüfungssystem mit seinen personenspezifischen Informationen zu versorgen.
    • – Gesichts- und Iriserkennung. Eine Kamera erfasst Gesicht und Iris des Piloten und vergleicht die aufgenommenen Merkmale mit den biometrischen Referenzdaten auf elektronischem Dienstausweis.
  • Sind beide Kriterien erfüllt, so handelt es sich um eine befugte Person.
  • So dient der elektronische Dienstausweis als mobiler Datenträger, auf dem die jeweiligen biometrischen Merkmalsdaten der befugten Person abgespeichert sind, zur Verifikation der Person bei Flugbeginn. Der Dienstausweis kann entweder durch eine kontaktbehaftete Schnittstelle oder eine Luftschnittstelle mit dem an Bord befindlichen Sicherheitssystem kommunizieren. Als multifunktional ausgerichtete Karte können darüber hinaus auch noch weitere Informationen und Daten auf dem Dienstausweis gespeichert werden. Neben biometrischen Merkmalen sind dies vor allem individuelle Flugaufträge, d.h. Kenndaten über den aktuell durchzuführenden Flug (Start, Ziel, Datum etc.).
  • Sowohl die Richtigkeit der auf der Karte gespeicherten Informationen wie die Authentizität und Integrität der biometrischen Referenzdaten sowie auch weitere Informationen wie Flugauftrag, als auch der unberechtigte Zugriff durch einen dritte Person auf den Dienstausweis kann durch wenigstens eine elektronische Signatur gewährleistet werden. Die Daten sind auf diese Weise kryptografisch gesichert.
  • Eine weitere Sicherungsmöglichkeit könnte darin bestehen, dass der Flugauftrag zusätzlich durch eine zweite Signatur, die beispielsweise durch die lokale Flugaufsicht erstellt wird, gesichert wird, die kurz vor Flugantritt zu bestätigen ist. Derartige Massnahmen gilt es mit den Gepflogenheiten der jeweiligen Fluglinien im einzelnen hinsichtlich Praktikabilität zu klären.
  • Auch ist es grundsätzlich denkbar alle auf dem mobilen Datenträger abgespeicherten Informationen neben kryptographische Vorkehrungen auch mittels biometrischer Informationen gegen einen unberechtigten Zugriff von Seiten Dritter zu sichern, bspw., indem die befugte Person per Fingerabdrucküberprüfung den Inhalt des mobilen Datenträgers frei gibt.
  • Zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens bedarf es einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verifikation autorisierter Personen zur Steuerung eines Verkehrsmittels, insbesondere eines Flugzeuges, mit wenigstens einer von der Person, die sich an einem Steuerplatz innerhalb des Verkehrsmittels befindet, biometrische Daten erfassenden Sensoreinheit, einer rechnergestützten Verarbeitungseinheit, die die erfassten biometrischen Daten aufbereitet und mit abgespeicherten personenspezifischen Referenzdaten abgleicht, sowie einer autonom arbeitenden Steuereinheit, die aktivierbar ist und die automatische Steuerung des Verkehrsmittel übernimmt.
  • So gilt es alle erforderlichen Komponenten in das Hardwareumfeld des jeweiligen Steuerstandes einzubetten. Die Hardwarekomponenten umfassen dabei hauptsächlich den Kartenleser, den Rechner sowie die Kamera, wobei alle Komponenten möglichst klein ausgebildet sein müssen, um dem geringen Platzangebot bspw. in einem Cockpit Rechnung zu tragen.
  • Im weiteren sei die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Überwachungssystem kurz beschrieben:
    Verhält sich eine unbefugte Person in einem Cockpit so, dass eine Entführung des Flugzeuges an einen anderen Zielort befohlen wird, so kann die befugte Person, d.h. der Pilot seinen Anweisungen Folge leisten, um das Leben der Personen im Flugzeug nicht zu gefährden. Diese Form der Flugzeugentführung ist eine bekannte und in der Vergangenheit angewandte Form des Terrorismus.
  • Verhält sich die unbefugte Person jedoch derart, dass sie die Steuerung des Flugzeuges selbst übernimmt und die befugten Personen im Cockpit ausschaltet, so wird dies vom Überwachungssystem erkannt und eine Steuereinheit, die den Autopilot des Flugzeuges umfasst, aktiviert. Nach Aktivierung der Steuereinheit, die vollständig autonom arbeitet, d.h. ohne die Möglichkeit bspw. den Autopilot von einer nicht autorisierten Person zu manipulieren, wird das Flugzeug kontrolliert auf einen nächstliegenden, geeigneten Flugplatz gelandet. Dieser Vorgang ist irreversibel.
  • Hiervon ist jedoch die Aktivierung des Autopiloten durch eine Fehlfunktion oder durch eine vom Piloten durchzuführende Routinefunktion im Cockpit zu unterscheiden. In diesem Fall kann bspw. die befugte Person durch eine erneute Authentisierung einen fehlerhaften Vorgang stoppen, d.h. dieser Vorgang ist reversibel.
  • Die Überprüfung der Cockpitbesatzung während eines Fluges kann in kurzen Zeitintervallen, z.B. alle 5 Minuten, wiederholt werden, wobei eine sequentielle Durchführung der Gesichts- und Iriserkennung sinnvoll ist. Es kann auch lediglich die Gesichtserkennung zur Authentisierung herangezogen werden, die für die befugten Personen unmerklich im Hintergrund erfolgt. Sollte die Erkennung nicht positiv verlaufen kann man für diesen Fall den Iris-Scan hinzunehmen.
  • Eine Authentisierung kann auch jeweils nach einer Änderung der Flugroute notwendig werden oder bei Rückkehr der befugten Person auf seinen Platz.
  • Hat die befugte Person kurzzeitig ihren Platz verlassen und sich aus dem Gesichtsfeld der Kamera entfernt, so muss sie bei der Rückkehr auf den Platz als befugte Person wiedererkannt werden.
  • Das System kann aber auch derart ausgestaltet sein, dass nach der erfolgreichen Authentisierung nach Flugbeginn das Sicherheitssystem in einen „stand by Modus" versetzt wird und lediglich im Gefahrenfall über einen „panic button" aktiviert wird und damit dann im vollen Umfang zur Verfügung steht.
  • Im Falle einer von dem System als unbefugt erkannten Person wird die Steuerung des Flugzeuges vorzugsweise nicht plötzlich dem Autopiloten übergeben. Vielmehr wird die Aktivierung in Schritten angekündigt, wobei in gewissen Zeitspannen bestimmte Authentisierungprozesse vorzunehmen sind. Fehlfunktionen können hierdurch vermieden werden.
  • Der Vorteil des vorstehend beschriebenen Sicherheitssystems VAP I (Verification of Authorized Persons) liegt in der Sicherung von Menschen, seien es Personen, die sich im Flugzeug befinden, seien es Personen, die sich auf dem Boden in Gebäuden befinden. Diese bessere Absicherung erfolgt unter Verwendung der neuesten Entwicklungen von Software (Biometrie, Flugzeugnavigation) und Hardware. Die Zuverlässigkeits- sowie Sicherheitskriterien, die für den Flugverkehr Anwendung finden, werden von diesem System nicht beeinflusst und überdies eingehalten.

Claims (26)

  1. Verfahren zur Verifikation autorisierter Personen zur Steuerung eines Verkehrsmittels, bei dem von der zu verifizierenden Person vor einer Übernahme der Steuerung des Verkehrsmittels und/oder während der Steuerung des Verkehrsmittels biometrische Daten von der Person erfasst werden, die mit Referenzdaten verglichen werden, und im Falle keiner Übereinstimmung zwischen den erfassten biometrischen Daten und den Referenzdaten eine die Steuerung des Verkehrsmittels übernehmende, autonom arbeitende Steuereinheit aktiviert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der biometrischen Daten von der Person sowie der Vergleich mit Referenzdaten n mal wiederholt wird, sollte nach dem jeweils vorhergehenden Vergleich keine Übereinstimmung zwischen den erfassten biometrischen Daten und den Referenzdaten bestehen, bevor die Steuereinheit aktiviert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung der personenspezifischen biometrischen Daten eine Gesichts-, Stimm-, Fingerabdruck und/oder eine Iriserkennung durchgeführt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesichts- und Iriserkennung sequentiell oder zeitgleich durchgeführt werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesichtserkennung folgende Schritte umfasst: – Optisches Erfassen des Gesichtes der zu verifizierenden Person, – Extrahieren wenigstens eines physiognomischen Merkmals aus dem optisch erfassten Gesicht, – Vergleichen des extrahierten Merkmals mit wenigstens einem Referenzprofil – Feststellen einer Konformität oder Nicht-Konformität zwischen dem extrahierten Merkmal und dem Referenzprofil.
  6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Iriserkennung folgende Schritte umfasst: – Optisches Erfassen der Iris der zu verifizierenden Person, – Extrahieren wenigstens eines randotypischen Merkmals aus der optisch erfassten Iris, – Vergleichen des extrahierten Merkmals mit wenigstens einem Referenzprofil und – Feststellen einer Konformität oder Nicht-Konformität zwischen dem extrahierten Merkmal und dem Referenzprofil.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Iriserkennung eine größere Gewichtung beigemessen wird, d.h. wird zwar das Gesicht nicht, gleichwohl die Iris der Person korrekt erkannt, so gilt die Person als verifiziert.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder während der Steuerung des Verkehrsmittels durch die Person zumindest die Gesichtserkennung mit zeitlichen Abständen wiederholt und/oder bei bestimmten Ereignissen im Bereich der Person durchgeführt wird, sollte dabei keine Übereinstimmung zwischen den erfassten biometrischen Daten und den Referenzdaten auftreten, so wird die Iriserkennung durchgeführt, sollte auch hierbei keine Übereinstimmung festgestellt werden, so wird die Steuereinheit aktiviert
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzdaten auf einem mobilen Datenträger abgespeichert werden, die von diesem auf ein lokal in dem Verkehrsmittel befindlichen System übertragen werden, das den Vergleich zwischen den biometrisch erfassten Daten und den Referenzdaten durchführt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass neben den Referenzdaten auch die aktuelle Steuerung des Verkehrsmittels betreffende Daten, wie Routenwahl etc., auf dem mobilen Datenträger abgespeichert werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem mobilen Datenträger abgespeicherten Daten kryptographisch und/oder biometrisch gesichert werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die kryptographische Sicherung durch wenigstens eine digitale Signatur gewährleistet wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die biometrische Sicherung mittels einer Fingerabdrucküberprüfung durchgeführt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkehrsmittel ein Kraftfahrzeug, ein Zug oder ein Schiff ist, das bei Aktivierung der autonom arbeitenden Steuereinheit kontrolliert zum Stillstand gebracht wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkehrsmittel ein Flugzeug ist, das bei Aktivierung der autonom arbeitenden Steuereinheit durch diese auf einen nächstbefindlichen und für die Durchführung einer vollautomatischen Landung ausgestatteten Flugplatz kontrolliert zur Landung gebracht wird.
  16. Vorrichtung zur Verifikation autorisierter Personen zur Steuerung eines Verkehrsmittels, mit wenigstens einer von der Person, die sich an einem Steuerplatz innerhalb des Verkehrsmittels befindet, biometrische Daten erfassenden Sensoreinheit, einer rechnergestützten Verarbeitungseinheit, die die erfassten biometrischen Daten aufbereitet und mit abgespeicherten personenspezifischen Referenzdaten abgleicht, sowie einer autonom arbeitenden Steuereinheit, die aktivierbar ist und die automatische Steuerung des Verkehrsmittel übernimmt.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit wenigstens eine Kamera aufweist, die derart im Verkehrsmittel integriert ist, dass die Kamera zumindest den Kopfbereich einer am Steuerplatz befindlichen Person erfasst.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera sowohl zur Gesichtsaufnahme als auch zur Aufnahme der Iris der am Steuerplatz befindlichen Person geeignet ist.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit wenigstens eine Scanvorrichtung aufweist, die zur Aufnahme der Iris und/oder des Fingerabdruckes der am Steuerplatz befindlichen Person geeignet ist.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit wenigstens ein Mikrophon mit einer Stimmerkennungsvorrichtung aufweist, die zur Aufnahme der Stimme der am Steuerplatz befindlichen Person geeignet ist.
  21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit einen Speicherbereich aufweist, in den die Referenzdaten einlesbar sind.
  22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die personenspezifischen Referenzdaten auf einem mobilen, von der Person mitführbaren Speichermedium enthalten sind.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Speichermedium abgespeicherten personenspezifischen Referenzdaten mittels digitaler Signatur kryptographisch und/oder biometrisch gesichert sind.
  24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkehrsmittel ein Zug, ein Kraftfahrzeug oder ein Schiff ist, und dass die autonom arbeitende Steuereinheit nach einer individuell vorgebbaren Steuerstrategie das Verkehrsmittel kontrolliert zum Stillstand bringt.
  25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkehrsmittel ein Flugzeug ist, bei dem die Sensoreinheit im Cockpit angebracht ist, und dass die Steuereinheit den Autopilot des Flugzeuges umfasst, der nach Aktivierung der Steuereinheit vollständig autonom arbeitet ohne die Möglichkeit diesen von einer nicht autorisierten Person zu manipulieren.
  26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit nach Aktivierung den Autopilot derart ansteuert, dass das Flugzeug nach einer vorgebbaren Steuerstrategie vollautomatisch navigierbar ist.
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