Introduzione alle Impronte Digitali

La stabilità e l'unicità delle impronte digitali costituiscono ormai concetti accettati universalmente da molto tempo, tanto che i sistemi giuridici, in vigore in quasi tutti i paesi del mondo, conferiscono a esse valore probatorio nei processi penali e civili. Dall'inizio del secolo fino ai primi anni 50, nelle sedi delle più prestigiose agenzie di polizia, operatori specializzati erano incaricati di confrontare manualmente le impronte digitali rilevate dagli agenti di polizia sui luoghi di crimine con quelle (stampate su carta) disponibili in archivio.
I primi sistemi automatici per il riconoscimento di impronte digitali furono sviluppati nel 1950 dall'F.B.I. (Federal Bureau of Investigation) in collaborazione con il National Bureau of Standards, Cornell Aeronautical Laboratory, e Rockwell International Corp. Dieci anni dopo NEC Technologies Inc. (Tokyo), Printrack Inc. (Anaheim, California), e Morpho System (Parigi) fecero il loro ingresso in campo basandosi sul lavoro e sui risultati ottenuti dall'FBI. I sistemi sviluppati furono adottati in diversi contesti, e le agenzie di polizia, affiancate da enti governativi e privati, persero la prerogativa di unico destinatario di queste tecnologie. I primi sistemi commerciali destinati ad applicazioni non forensi e non governative, vennero sviluppati a partire degli anni 80.

Anatomia delle impronte digitali

Un'impronta digitale è costituita da un insieme di linee, dette ridge line o creste, che scorrono per lo più in fasci paralleli, che a volte si interrompono e a volte si intersecano, formando un disegno denominato ridge pattern. Nell'analisi della struttura delle impronte ricorre anche il termine flow-line o linea di flusso: si tratta di un'ipotetica linea che corre parallelamente a un insieme di creste contigue: non ha una controparte fisica e la sua determinazione non è univoca, ma dipende dalle ipotesi fatte al momento in cui la si localizza. L'andamento delle ridge line può essere efficacemente descritto dalla immagine direzionale, una matrice i cui elementi denotano l'orientazione della tangente alle ridge line in corrispondenza dei nodi di una griglia a maglia quadrata sovrapposta all'immagine dell'impronta.

Esaminando accuratamente l'andamento delle creste si possono notare delle regioni in cui esse assumono andamenti particolari: curvature accentuate, terminazioni o biforcazioni frequenti. Queste zone sono dette singolarità o regioni singolari e sono riconducibili a tre tipologie distinte: whorl, loop e delta.

Le impronte sono generalmente divise in cinque classi principali (arch, tented arch, left loop, right loop, whorl), in base al numero e alla posizione delle singolarità. La suddivisione in classi può essere utilie per velocizzare operazioni di ricerca di impronte su database di grosse dimensioni.

A una analisi più approfondita, si possono osservare altre caratteristiche fondamentali delle impronte digitali: queste micro-singolarità, chiamate minuzie o caratteristiche di Galton, sono principalmente determinate da biforcazioni e terminazioni delle ridge line e sono molto importanti per la discriminazione delle impronte, e pertanto vengono usate nella maggior parte dei sistemi di confronto automatico.

Acquisizione delle impronte

Il più noto metodo per l'acquisizione di impronte digitali è la cosiddetta tecnica "dell'inchiostro" che consiste nello sporcare il polpastrello del soggetto con inchiostro nero e operare una leggera pressione su un foglio di carta. Gran parte degli archivi di impronte digitali è costituito ancora da materiale cartaceo o da immagini ottenute con un scanner a partire da cartellini segnaletici. Nell'ultimo decennio sono state proposte diverse tecnologie alternative per la "cattura" on-line delle impronte digitali. La principale e più matura tecnologia per l'acquisizione (on-line) di impronte digitali, è quella dei sistemi opto-elettronici, costituiti da un prisma ottico accoppiato a un CCD/CMOS tramite una lente di focalizzazione; questi sistemi sfruttano la legge fisica di rifrazione per produrre immagini ben contrastate (si veda la figura seguente). Infatti nei punti di contatto dell'epidermide (ridge-line) le microparticelle d'acqua presenti sulle dita fanno sì che la luce venga completamente assorbita (l'immagine appare nera), mentre negli spazi tra le ridge-line la luce è totalmente riflessa (l'immagine appare bianca).