23. November 2023

Neuer Meilenstein für die Detektion von Morphing-Angriffen: Fraunhofer HHI-Forscher erzielt erste Plätze bei NIST Challenge

23. November 2023

Der Wissenschaftler Clemens Seibold hat bei der Face Analysis Technology Evaluation (FATE) „MORPH“ Challenge gleich mehrere Erfolge erzielt. Seine Arbeiten zur Detektion von Face-Morph-Angriffen belegten bei der FATE Challenge des US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology (NIST) in mehreren Kategorien weltweit den ersten Platz. Am Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) untersucht Clemens Seibold in der Abteilung „Vision and Imaging Technologies“ (VIT) das Thema Face-Morphing.

In modernen Identifikationsprozessen werden die biometrischen Informationen auf Personalausweisen, Reisepässen und Visen meist automatisch mithilfe spezieller Gesichtserkennungssysteme ausgelesen. Kriminelle können die eindeutige Identifizierung durch sog. „Morphing-Angriffe“ jedoch umgehen: Dabei werden die Gesichter zweier Menschen digital miteinander verschmolzen, sodass ein künstliches, aber realistisches, neues Gesicht entsteht, das Charakteristika beider Gesichter beinhaltet. Wenn ein solches Bild bspw. für ein offizielles Reisedokument genutzt wird, können so zwei Menschen dieses gefälschte Reisedokument nutzen, ohne vom Gesichtserkennungssystem gestoppt zu werden.

Clemens Seibolds Algorithmen zur Detektion von Morphing-Angriffen sind im Rahmen seiner Dissertation und seiner Arbeit an insbesondere zwei abgeschlossenen Fraunhofer HHI-Forschungsprojekten entstanden: Das BMBF-Projekt ANANAS (Anomalieerkennung zur Verhinderung von Angriffen auf gesichtsbildbasierte Authentifikationssysteme) und das EU-Projekt D4Fly (Detecting Document frauD and iDentity on the fly).  

Das Ziel von ANANAS war es, das Risiko von Morphing-Angriffen zu analysieren und Methoden zu entwickeln, um diese zu erkennen. Die Forschung an Methoden zur Erkennung von Morphing-Angriffen im Rahmen von ANANAS war sehr breit gefächert und konzentrierte sich auf semantische Bildinhalte, Kameramerkmale und biometrische Daten. Die Fraunhofer HHI-Forschenden untersuchten in dem Konsortialprojekt insbesondere Detektionsmethoden.

Das Projekt D4FLY zielte darauf ab, die Abläufe an europäischen Grenzübergangsstellen zu verbessern und zu beschleunigen. Die Forschenden entwickelten neue Methoden, um die derzeitigen Fähigkeiten und Kapazitäten der Grenzbehörden bei manuellen Kontrollen sowie an hochautomatisierten Grenzkontrollstellen zu erweitern. Dazu gehörten der Einsatz neuer biometrischer Verfahren zur Identifizierung von Personen sowie neue Methoden zur Aufdeckung verschiedener Arten von Identitäts- und Dokumentenbetrug.

Clemens Seibold trat direkt nach Abschluss seines Informatikstudiums an der Humboldt Universität zu Berlin seine Stelle am Fraunhofer HHI an. Dort ist der Diplominformatiker seit Dezember 2015 in der Gruppe „Computer Vision und Grafik“ der Abteilung VIT tätig.

Die FATE-Challenge läuft kontinuierlich seit einigen Jahren. Weltweit können Forschende ihre eigenen Methoden hochladen, um sie auf einem nicht-öffentlichen Datensatz zu testen und von FATE bewerten zu lassen. Neue Algorithmen werden an allen bisher hochgeladenen Methoden gemessen und entsprechend platziert. Ihr Bericht wird immer dann aktualisiert, wenn neue Algorithmen bewertet, neue Datensätze hinzugefügt und neue Analysen einbezogen wurden. Die FATE MORPH-Bewertung bleibt weiterhin und auf unbestimmte Zeit für die Einreichung neuer Algorithmen offen.