Touch ID vs. Face ID: Der große Vergleich

Mit dem iPhone X hat Apple das Sicherheits-Feature Face ID eingeführt. Der 3D-Gesichtsscanner wird auf lange Sicht wohl den Fingerabdruckscanner Touch ID ablösen, den aktuell das iPhone 8 und das iPhone 8 Plus bieten. Hier vergleichen wir die beiden Technologien und zeigen Vor- und Nachteile auf.

Wie funktioniert Face ID?

Face ID nutzt die sogenannte TrueDepth-Kamera auf der Vorderseite des iPhone X. Dabei handelt es sich eigentlich nicht um eine einzelne Kamera, sondern um zwei Sensoren, die zusammen mit dem Prozessor ein dreidimensionales Abbild des Nutzergesichts erstellen. Das funktioniert so: Der Nutzer hält das iPhone X in einem Abstand von 25 bis 50 Zentimeter vom Gesicht entfernt. Der "Dot Projector" projiziert 30.000 Punkte auf das Gesicht und eine Infrarot-Kamera erfasst anschließend die Platzierung jedes Punktes.

So entsteht eine dreidimensionale Karte des Gesichts. Ein Teil der KI-Architektur des Prozessors Apple A11 Bionic wandelt die Karte nun auf der Secure Enclave in eine mathematische Darstellung um. Die Secure Enclave ist ein isolierter virtueller Bereich auf dem A11-Chip, der von außen nicht zugänglich ist. Möchte sich ein Nutzer via Face ID anmelden, wird sein Gesicht auf die beschriebene Weise erfasst und die mathematische Darstellung mit den registrierten Gesichtsdaten verglichen.

Wie funktioniert Touch ID?

Touch ID ist der Name von Apples kapazitivem Fingerabdruckscanner. Im Gegensatz zu einem optischen Scanner nimmt dieser nicht einfach ein Foto des Fingerabdrucks auf. Vielmehr sind auf dem kapazitiven Scanner winzige Kondensatoren angebracht, die ihre Ladung ändern, wenn ein Finger aufgelegt wird. Die Ladung wird an leitende Platten an der Scanner-Oberseite weitergegeben. Algorithmen im Apple-Prozessor ermitteln grundlegende Muster auf dem Finger wie das Ende von Linien. Anschließend sichert das iPhone den Fingerabdruck in Form von digitalen Daten.

Die Fingerabdruck-Daten werden verschlüsselt auf der Secure Enclave im iPhone gespeichert. Ohne den zugehörigen Schlüssel sind die Daten nutzlos. Möchte nun jemand das iPhone mit seinem Fingerabdruck entsperren, vergleicht das iPhone die gespeicherten Muster mit denen des aufgelegten Fingers. Das Entsperren funktioniert auch mit leicht schmutzigen oder teils aufgelegten Fingern, da Touch ID keine Details beachtet, sondern nur das Muster des Fingerabdrucks.

Was sind die Vor- und Nachteile von Face ID?

Face ID ist laut Apple sicherer als Touch ID. So liege die Wahrscheinlichkeit, dass eine zufällige Person in der Bevölkerung das iPhone X mit Face ID entsperren kann, angeblich bei eins zu einer Million, während sie bei Touch ID bei eins zu Fünfzigtausend liege. Offenbar sind zudem die Befürchtungen, dass Apple Face-ID-Daten mit App-Entwicklern teilen würde, unbegründet. Vielmehr werden nur nach Zustimmung der Nutzer Daten von der Selfie-Kamera mit Entwicklern geteilt, wie Gizmodo mit Bezug auf Apple schreibt – nicht aber Daten von Face ID.

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Auch zukünftige iPad-Pro-Modelle sollen Face ID einsetzen. Bild: © Carlos Guerra 2018

Die Selfie-Cam konstruiert mit Hilfe des ARKits ein 3D-Netz des Nutzergesichts. Dieses ermöglicht das Echtzeit-Tracking des Gesichts bei der Nutzung bestimmter Apps. Die Entwickler dürfen die Selfie-Cam-Daten aber nicht für die Entwicklung eigener Authentifizierungs-Anwendungen einsetzen und sie nicht für Werbezwecke verwenden oder an Werbepartner weitergeben. Kurzum: Die Face-ID-Daten bleiben auf dem iPhone X gespeichert, während weit weniger präzise Selfie-Cam-Daten mit Zustimmung des Nutzers von bestimmten App-Entwicklern verwendet werden dürfen.

Face ID auszutricksen ist sehr schwierig. Die Sensoren prüfen sogar, ob der Anwender aufmerksam ist, wenn er das iPhone X ansieht. So kann es nicht einfach von einem schlafenden Nutzer gegen seinen Willen entsperrt werden. Weniger zuverlässig funktioniert Face ID bei Zwillingen und Geschwistern, die sich sehr ähnlich sehen, sowie bei Kindern unter 13 Jahren, deren Gesichtszüge sich noch entwickeln. Am Ende können Kriminelle die iPhone-Besitzer natürlich noch immer mit vorgehaltener Waffe zwingen, das iPhone zu entsperren.

Was sind die Vor- und Nachteile von Touch ID?

Auch die Daten von Touch ID werden sicher in der Secure Enclave des iPhones verschlüsselt gespeichert. Der Chaos Computer Club konnte Touch ID zwar überlisten, musst dafür jedoch auf eine äußerst aufwendige Art eine Fingerattrappe erstellen. Dennoch lässt sich Touch ID leichter austricksen als Face ID und lässt sich auch wahrscheinlicher zufällig entsperren.

Ein weiterer Nachteil von Touch ID liegt bei der Bequemlichkeit: Das Smartphone mittels Finger-Auflegen zu entsperren ist aufwendiger, als das Smartphone lediglich anzusehen. Ein Vorteil ist hingegen die weitere Verbreitung: Die meisten iPhones seit dem iPhone 5s bis hin zum iPhone 8 Plus setzen auf Touch ID. Außerdem funktioniert das Entsperren mittels Touch ID etwas schneller.

Zusammenfassung

Wie funktioniert Face ID?

1. Der Nutzer blickt in 25-50 Zentimeter Entfernung auf das iPhone X
2. Der "Dot Projector" projiziert 30.000 Punkte auf das Gesicht
3. Eine Infrarot-Kamera erfasst die Platzierung jedes Punktes
4. So wird ein 3D-Modell des Gesichts erstellt und verschlüsselt in der Secure Enclave auf dem Chip gespeichert
5. Der Apple-Chip wandelt die Daten in der isolierten Secure Enclave in eine mathematische Darstellung um
6. Face ID vergleicht das gescannte Gesicht mit den auf der Secure Enclave gesicherten mathematischen Daten

Wie funktioniert Touch ID?

1. Ein Nutzer legt seinen Finger auf den Touch-ID-Fingerabdrucksensor
2. Winzige Kondensatoren auf der Oberfläche ändern ihre Ladung
3. Der Apple-Chip ermittelt grundlegende Fingerabdruck-Muster
4. Die Daten werden digital und verschlüsselt in der Secure Enclave gespeichert
5. Das iPhone vergleicht das Muster des aufgelegten Fingers mit den hinterlegten Fingerabdruck-Daten

Was sind die Vor- und Nachteile von Face ID?

1. Face ID lässt sich weniger leicht überlisten als Touch ID
2. Die Face-ID-Daten bleiben sicher in der Secure Enclave gespeichert
3. App-Entwickler erhalten die Daten, entgegen anders lautender Gerüchte, nicht
4. Bei Kindern unter 13 Jahren und bei sich sehr ähnlich sehenden Geschwistern stößt Face ID an seine Grenzen

Was sind die Vor- und Nachteile von Touch ID?

1. Touch ID lässt sich leichter mit Attrappen überlisten als Face ID
2. Touch ID kann mit höherer Wahrscheinlichkeit zufällig entsperrt werden als Face ID
3. Touch ID ist weniger bequem zu nutzen als Face ID
4. Touch ID ist viel weiter verbreitet als Face ID
5. Das Entsperren funktioniert mit Touch ID etwas schneller