KI-Studie zu Fingerabdrücken verändert die Forensik

Eine neue KI-Studie stellt diese Annahme massiv infrage.

Seit mehr als einem Jahrhundert gelten Fingerabdrücke Ermittlern als verlässliches Mittel, um Menschen eindeutig zu identifizieren. Nach Lehrbuchwissen besitzt jeder Finger ein einmaliges Muster. Eine Untersuchung mit künstlicher Intelligenz zeigt nun jedoch, dass Finger derselben Person mehr Gemeinsamkeiten aufweisen könnten, als Menschen bislang erkennen. Das hätte weitreichende Folgen für Ermittlungen und Sicherheitskonzepte.

Wie KI den „Code“ unserer Finger neu interpretiert

Ein Team der Columbia University und der University at Buffalo trainierte eine KI mit etwa 60.000 Fingerabdrücken. Dabei sollte das System nicht bloß feststellen, ob zwei Abdrücke von demselben Finger stammen. Es sollte vielmehr prüfen, ob verschiedene Finger ein und derselben Person eine gemeinsame „Signatur“ besitzen.

Traditionell richten Forensiker ihre Aufmerksamkeit auf sogenannte „Minutien“. Gemeint sind winzige Besonderheiten im Verlauf der Papillarleisten, zum Beispiel:

• Punkte, an denen eine Linie unvermittelt endet
• Bereiche, in denen sich eine Linie aufspaltet
• Gabelungen, Inseln und Kreuzungen innerhalb des Linienmusters

Solche Merkmale gelten als weitgehend zufällig und unterscheiden sich üblicherweise von Finger zu Finger – sogar bei derselben Hand. Genau an diesem Punkt verfolgt die KI einen anderen Ansatz.

Weniger Einzelheiten, stärkere Struktur

Die Forschenden ließen die KI nicht einfach die Minutien nachbilden. Stattdessen wertete das System vor allem den groben Aufbau eines Abdrucks aus:

• den Winkel, in dem sich die Linien in der Mitte des Fingers biegen
• die grundsätzliche Orientierung der Papillarleisten
• das übergreifende Muster, das sich über den Finger erstreckt

Dabei zeigte sich, dass unterschiedliche Finger einer Person auffällige strukturelle Gemeinsamkeiten haben. Die KI erkennt offenbar eine gemeinsame Basissignatur, die sich über die Hand hinwegzieht – ein Muster, das menschlichen Fachleuten bislang verborgen geblieben war.

Die AI erreichte eine rechnerische Zuversicht von 99,99 Prozent und identifizierte in 77 von 100 Fällen unterschiedliche Finger derselben Person korrekt.

Eine Trefferquote von 77 Prozent wirkt im Alltag womöglich nicht außergewöhnlich. Für die Forensik ist sie jedoch ein bedeutender Befund, denn Menschen lagen bei genau dieser Aufgabe bisher nahezu bei null.

Folgen für Ermittlungen

Dieser Ansatz könnte den Blick der Kriminaltechnik auf Spuren an Tatorten verändern. Bisher können zwei Abdrücke nur unmittelbar miteinander verbunden werden, wenn sie:

• vom gleichen Finger stammen und
• eine ausreichend hohe Qualität für einen klassischen Fingerabdruckvergleich aufweisen.

Wird an einem Einbruchsort der Abdruck eines rechten Daumens gefunden und an einem weiteren Tatort der eines linken Zeigefingers, lassen sich beide Spuren bislang nicht verlässlich einer Person zuschreiben. Die neue Methode könnte einer KI zumindest ermöglichen, mit hoher Wahrscheinlichkeit festzustellen, dass die Abdrücke trotz verschiedener Finger vom selben Menschen stammen.

Neue Möglichkeiten bei Serienkriminalität

Besonders bedeutsam könnte das Verfahren bei mehrfachen Taten sein, etwa bei:

• Serieneinbrüchen innerhalb einer Region
• wiederholten Angriffen unter ähnlichen Umständen
• organisierten Banden mit wiederkehrenden Vorgehensweisen

Durch die KI-gestützte Auswertung könnten Ermittler Spuren aus unterschiedlichen Verfahren statistisch miteinander verknüpfen. Auch ohne bekannte tatverdächtige Person ließe sich so erkennen, dass mehrere Tatorte mit hoher Wahrscheinlichkeit demselben Täter oder derselben Tätergruppe zugeordnet werden können.

Aus bislang isolierten Tatorten könnte ein zusammenhängendes Bild entstehen – ein Gamechanger bei der Suche nach Serien- oder Wiederholungstätern.

Grenzen und Risiken der Fingerabdruckanalyse

So überzeugend die Ergebnisse wirken: Für ein Gerichtsverfahren genügt eine Trefferquote von 77 Prozent nicht, um eine Person eindeutig zu belasten. Rechtlich ist ein sehr hohes Maß an Sicherheit bei einer äußerst niedrigen Fehlerquote erforderlich – insbesondere dann, wenn ein einzelnes Beweismittel über Schuld oder Unschuld entscheiden soll.

Aktuell ist der Ansatz daher vor allem ein leistungsfähiges Ermittlungsinstrument und keine abschließende Beweisführung. Die KI kann unter anderem Hinweise darauf geben:

• Welche Verfahren sollten gemeinsam geprüft werden?
• Wo könnte es sinnvoll sein, Spuren erneut zu sichern oder Zeugen nochmals zu befragen?
• Welche Personen könnten für mehrere Taten in Betracht kommen?

Zudem gehören Fingerabdrücke zu den besonders sensiblen biometrischen Daten. Wenn KI-Modelle darin noch feinere Strukturen erkennen können, stellt sich die Frage, wer Zugang zu solchen Systemen erhält und wie ein Missbrauch verhindert werden kann.

Datenschutz und Überwachung

Biometrische Verfahren werden ohnehin intensiv diskutiert – etwa Gesichtserkennung in Innenstädten oder an Flughäfen. Sollten Fingerabdrucksysteme künftig mehr Informationen aus einem einzelnen Abdruck gewinnen können, nehmen auch die Sorgen zu:

• Wer speichert diese erweiterten Profile?
• Für welchen Zeitraum werden sie aufbewahrt?
• Könnte ein solches System irgendwann Menschen wiedererkennen, die ihren Fingerabdruck nur ein einziges Mal hinterlassen haben, beispielsweise bei einer Grenzkontrolle?

Europäische Rechtsvorgaben wie die Datenschutz-Grundverordnung setzen der Nutzung biometrischer Daten strenge Grenzen. Das beschränkt einen Teil der technischen Möglichkeiten, bewahrt jedoch zugleich die Rechte der Bürgerinnen und Bürger.

Was die Studie über KI zeigt

Die Resultate verdeutlichen zugleich, dass KI Probleme anders bearbeitet als Menschen. Menschliche Experten konzentrieren sich auf eindeutig festgelegte Merkmale, während ein neuronales Netz riesige Datenmengen nach Mustern durchsucht, die zuvor nicht einmal benannt wurden.

Daraus lassen sich zwei zentrale Punkte ableiten:

• KI kann verborgene Regelmäßigkeiten in alltäglichen Daten entdecken, die Fachleuten bislang nicht bekannt waren.
• Ihre Funktionsweise ist häufig schwer zu erläutern. Das System liefert Resultate, doch seine interne Logik lässt sich nicht vollständig in einfache Regeln übertragen.

Gerade im Strafrecht löst dieser „Blackbox-Effekt“ Debatten aus. Wenn ein Urteil auf einem Werkzeug beruht, dessen Entscheidungsweg niemand exakt nachvollziehen kann, entsteht ein Spannungsfeld zwischen Effizienz und Rechtsstaatlichkeit.

Fingerabdrücke, Sicherheitssysteme und der Alltag

Fingerabdrücke werden längst nicht mehr ausschließlich von der Polizei verwendet. Smartphones, Laptops und Zugangssysteme im Büro nutzen Daumen oder Finger zur Identifikation. Viele Menschen vertrauen darauf, dass diese Daten vollkommen sicher und eindeutig sind.

Die neue Studie bedeutet nicht, dass Smartphones auf einmal unsicher werden. Sie macht jedoch deutlich, dass sich Fingerabdrücke komplexer auswerten lassen als bisher angenommen. Hersteller könnten ihre Algorithmen künftig beispielsweise so anpassen, dass sie zuverlässig unterscheiden, ob es sich tatsächlich um den vorgesehenen Finger einer Person oder lediglich um einen anderen Finger derselben Hand handelt.

Für Kriminelle dürfte das eher ein Nachteil als ein Vorteil sein: Wer glaubt, durch unterschiedliche Finger an verschiedenen Orten Spuren streuen zu können, könnte damit bald weniger Erfolg haben.

Wichtige Begriffe für Laien

Einige zentrale Begriffe einfach erklärt:

• Fingerabdruck: Ein Muster aus feinen Linien auf der Haut an der Fingerkuppe.
• Minutien: Sehr kleine Besonderheiten dieses Musters, an denen Linien enden oder sich verzweigen.
• KI-Modell: Ein Programm, das aus sehr vielen Beispielen statistische Regeln ableitet, ohne dass jeder einzelne Schritt festgelegt wird.
• Trefferquote: Der Anteil der Fälle, in denen eine Aussage des Systems tatsächlich zutrifft.

Die Studie deutet darauf hin, dass unsere Hände eine verborgene Grundstruktur besitzen, die sich über mehrere Finger hinweg erstreckt. KI kann diese Strukturen auslesen und in Wahrscheinlichkeiten übertragen. Für die Forensik entsteht damit ein zusätzliches Werkzeug, das Fälle verbinden, Muster sichtbar machen und Spuren neu einordnen kann.

Wie weit solche Systeme praktisch eingesetzt werden, hängt künftig weniger von der Technik als von Gerichten, Datenschützern und der Politik ab. Sie müssen bestimmen, unter welchen Bedingungen Ermittler diese neue Form der Fingerabdruckanalyse nutzen dürfen – und wo die rote Linie zum Schutz persönlicher Freiheit verläuft.