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Wie funktioniert Windows Hello

04.02.2025

Windows Hello ist eine moderne, biometrische Authentifizierungsmethode, die von Microsoft entwickelt wurde, um Nutzern eine passwortlose und sichere Anmeldung auf ihren Windows-Geräten zu ermöglichen. Dabei setzt Windows Hello auf Gesichtserkennung, Fingerabdruckscanning und eine PIN, um die Identität des Nutzers zu verifizieren. Das Ziel ist, die Anmeldeprozesse schneller, bequemer und sicherer zu gestalten als mit herkömmlichen Passwörtern.

Biometrische Authentifizierungsmethoden

Windows Hello bietet drei Hauptmethoden zur Anmeldung:

Gesichtserkennung

Die Gesichtserkennung nutzt eine spezielle Kamera, um das Gesicht des Nutzers zu scannen. Dies geschieht mithilfe von Infrarot-Technologie (IR), die es ermöglicht, das Gesicht auch bei schwachem Licht oder Dunkelheit zu erkennen.

IR-Kamera: Die Kamera verwendet Infrarotlicht, um die Struktur des Gesichts zu erfassen und sicherzustellen, dass es sich um einen echten Nutzer handelt und nicht um ein Foto oder ein Video. Dies verhindert sogenannte Spoofing-Angriffe.
3D-Gesichtserkennung: Durch den Einsatz von 3D-Technologie werden verschiedene Merkmale des Gesichts wie die Tiefe, der Abstand zwischen den Augen und andere einzigartige Merkmale erfasst. Dies sorgt für eine zuverlässigere Identifizierung und verhindert, dass flache Fotos oder einfache Masken das System täuschen können.

Fingerabdruckerkennung

Für die Fingerabdruckerkennung wird ein Fingerabdrucksensor verwendet, der den Fingerabdruck des Nutzers scannt und diesen mit den vorher gespeicherten Daten vergleicht. Die Fingerabdruckerkennung ist eine schnelle und bequeme Methode, um sich anzumelden, besonders auf mobilen Geräten oder Laptops mit integrierten Scannern.

Fingerabdruckscanner: Moderne Fingerabdrucksensoren erfassen nicht nur die äußeren Merkmale des Abdrucks, sondern auch die unter der Haut liegenden Merkmale, was sie besonders sicher macht. Diese Scanner verwenden meistens optische, kapazitive oder ultraschallbasierte Technologien.
Lokale Speicherung: Die Fingerabdruckdaten werden verschlüsselt im Trusted Platform Module (TPM) des Geräts gespeichert, um sie vor Diebstahl oder unbefugtem Zugriff zu schützen.

Als Backup-Option für die biometrische Anmeldung dient eine PIN, die als einfache numerische Kombination fungiert. Diese PIN ist nur lokal auf dem Gerät gespeichert und wird nie online übertragen.

Vorteil der PIN: Im Gegensatz zu einem Passwort, das über Netzwerke übertragen werden kann und somit anfällig für Phishing-Angriffe oder Datenlecks ist, bleibt die PIN ausschließlich auf dem Gerät. Selbst wenn jemand Zugriff auf das Gerät hat, benötigt er dennoch den physischen Zugriff auf das Gerät, um die PIN einzugeben.

Technische Grundlagen und Sicherheitsarchitektur

Windows Hello basiert auf Public-Key-Kryptographie, was bedeutet, dass das System einen privaten Schlüssel auf dem Gerät speichert und den öffentlichen Schlüssel zur Identifikation verwendet. Diese Schlüsselpaare werden nie über das Internet übertragen, wodurch die Sicherheit gegen Angriffe erhöht wird.

Trusted Platform Module (TPM): Windows Hello nutzt das TPM, einen sicheren Hardware-Chip, der alle biometrischen Daten (Gesicht, Fingerabdruck) verschlüsselt und schützt. Selbst bei physischen Angriffen auf das Gerät bleibt der private Schlüssel sicher und nicht zugänglich.
FIDO2-Standard: Windows Hello unterstützt auch den FIDO2-Standard (Fast Identity Online), der eine passwortlose Authentifizierung ermöglicht. FIDO2 schützt vor Phishing-Angriffen, da beim Login keine Passwörter übermittelt werden. Stattdessen wird die Identität durch kryptografische Schlüssel verifiziert.

Kameraanforderungen für Windows Hello

Für die Gesichtserkennung ist eine spezielle Infrarotkamera (IR-Kamera) erforderlich, die die Gesichtserkennung auch bei schwachem Licht oder Dunkelheit ermöglicht. Diese Technologie sorgt dafür, dass das Gesicht des Nutzers präzise und sicher erkannt wird.

Warum eine IR-Kamera notwendig ist:

Infrarotlicht: Die IR-Kamera arbeitet mit unsichtbarem Infrarotlicht, das für den Menschen nicht sichtbar ist. Dies ermöglicht eine präzise Erkennung des Gesichts bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen, ohne dass sich die Kamera auf sichtbares Licht angewiesen ist.
3D-Erkennung: Im Vergleich zu herkömmlichen 2D-Kameras, die nur flache Bilder aufnehmen, ermöglicht eine 3D-Gesichtserkennung eine präzisere Identifikation. Sie berücksichtigt die Tiefe und Struktur des Gesichts, sodass sie nicht von flachen Fotos oder Masken täuschbar ist.
Windows Hello-zertifizierte Kameras: Es müssen Windows Hello-zertifizierte IR-Kameras verwendet werden, damit die Gesichtserkennung ordnungsgemäß funktioniert. Diese Kameras sind speziell auf die Sicherheitsanforderungen von Windows Hello ausgelegt. Viele moderne Laptops, wie die Microsoft Surface-Geräte, haben bereits integrierte IR-Kameras.

Alternativen bei fehlender Infrarotkamera:

Wenn dein Gerät keine integrierte IR-Kamera hat, kannst du eine externe IR-Kamera anschließen. Diese Kameras werden über USB verbunden und erfüllen dieselben Anforderungen wie die internen Kameras.

Fingerabdrucksensoren für Windows Hello

Für die Fingerabdruckerkennung in Windows Hello sind bestimmte Arten von Fingerabdrucksensoren erforderlich, die besonders sicher sind und mit der Windows Hello-Plattform kompatibel sind.

Arten von Fingerabdrucksensoren:

Optische Sensoren: Diese Sensoren nehmen Bilder des Fingerabdrucks auf, indem sie das Licht reflektieren, das von der Oberfläche des Fingers zurückkommt. Sie sind weit verbreitet, aber weniger sicher als andere Technologien.
Kapazitive Sensoren: Diese Sensoren messen die Kapazität (elektrische Leitfähigkeit) der Fingeroberfläche. Sie sind sicherer als optische Sensoren, da sie die strukturellen Details des Fingerabdrucks mit hoher Präzision erfassen.
Ultraschallsensoren: Diese Sensoren senden Schallwellen aus, die vom Fingerabdruck reflektiert werden. Ultraschalltechnologie kann tiefer in die Hautstruktur eindringen und so eine noch präzisere Erkennung ermöglichen. Sie gelten als die sicherste Option.

Wichtige Merkmale von Fingerabdrucksensoren:

Windows Hello-kompatibel: Der Sensor muss speziell für Windows Hello entwickelt sein, um die Daten sicher zu erfassen und mit den Windows Hello-Anmeldeprotokollen zu interagieren.
Sicherheit durch Verschlüsselung: Die Fingerabdruckdaten werden lokal auf dem Gerät gespeichert und mit TPM oder einer anderen sicheren Methode verschlüsselt. Dadurch wird das Risiko eines Datenlecks oder Diebstahls minimiert.

Fazit zu den Fingerabdrucksensoren:

Windows Hello benötigt hochwertige, moderne Fingerabdrucksensoren, die die Anforderungen an Sicherheit und Präzision erfüllen. Wenn du auf der Suche nach einem Gerät mit Fingerabdruckerkennung bist, solltest du sicherstellen, dass es mit Windows Hello kompatibel ist und den neuesten Standards entspricht.

Zusammenfassung

Windows Hello ist eine schnelle und sichere Methode zur Anmeldung auf Windows-Geräten, die Gesichtserkennung, Fingerabdruckscanning und PIN-basierte Authentifizierung nutzt. Für die Gesichtserkennung wird eine Infrarotkamera benötigt, während für die Fingerabdruckerkennung hochwertige Fingerabdrucksensoren erforderlich sind. Beide Technologien bieten eine hohe Sicherheit, da die biometrischen Daten verschlüsselt gespeichert werden und nicht über Netzwerke übertragen werden. Die Wahl des richtigen Geräts mit kompatibler Hardware stellt sicher, dass du die Vorteile von Windows Hello voll ausschöpfen kannst.