[論文レビュー] Cryptanalysis of Cryptanalysis and Improvement of Yan et al Biometric-Based Authentication Scheme for TMIS

Mrudula Sarvabhatla, M. Giri+1 more|arXiv (Cornell University)|Jun 16, 2014

Advanced Authentication Protocols Security参考文献 10被引用数 5

ひとこと要約

本稿は、Dheerendra らが提唱した、遠隔医療情報システム（TMIS）向けに改善されたバイオメトリクスベース認証方式を暗号解析し、その方式がオフライン身元推測攻撃に対して脆弱であることを明らかにした。著者らは、攻撃者がユーザーの身元を侵害し、さまざまな暗号的攻撃を実行できることを示しており、そのような脅威に対してより強固なセキュリティ保証を提供する改訂版方式を提案している。

ABSTRACT

Remote user authentication is critical requirement in Telecare Medicine Information System (TMIS) to protect the patient personal details, security and integrity of the critical medical records of the patient as the patient data is transmitted over insecure public communication channel called Internet. In 2013, Yan proposed a biometric based remote user authentication scheme and claimed that his scheme is secure. Recently, Dheerendra et al. demonstrated some drawbacks in Yan et al scheme and proposed an improved scheme to erase the drawbacks of Yan et al scheme. We analyze Dheerendra et al scheme and identify that their scheme is vulnerable to off-line identity guessing attack, and on successfully mounting it, the attacker can perfom all major cryptographic attacks.

研究の動機と目的

• Dheerendra らが提唱した TMIS 用に改善されたバイオメトリクスベース認証方式のセキュリティを分析すること。
• ユーザーの身元機密性を損なうような方式の脆弱性を同定すること。
• 方式がオフライン身元推測攻撃に対して感受性であることを実証すること。
• このような攻撃に耐性を持ち、全体的なセキュリティを向上させる改訂方式を提案すること。

提案手法

• 標準的な暗号解析技術を用いた Dheerendra らの方式の形式的分析。
• 攻撃者が相互作用なしにユーザーの身元を推測できる欠陥の同定。
• 攻撃者が取得したメッセージを用いてオフラインで推測された身元をテストできる攻撃モデルの構築。
• 身元推測および関連する暗号的脅威に対してより強い保護を提供する改訂認証プロトコルの設計。
• 相互認証および機密性を確保するため、単方向ハッシュ関数や対称鍵演算などの暗号プリミティブの使用。
• オフライン身元推測を含む既知の攻撃ベクトルに対する抵抗性を検証する形式的セキュリティ分析。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Dheerendra らの方式は、オフライン身元推測攻撃に対して真に安全であるか？
• RQ2 攻撃者が、取得したメッセージと計算リソースのみを用いて、ユーザーの身元を正常に回復できるか？
• RQ3 どのような特定の設計上の欠陥が、このような攻撃が成功する原因となっているか？
• RQ4 効率を維持したまま、オフライン身元推測を防ぐために方式をどのように改善できるか？
• RQ5 提案された改訂方式は、リプレイ攻撃やなりすまし攻撃などの標準的な暗号的攻撃に対しても耐性を示すか？

主な発見

• Dheerendra らの方式は、オフライン身元推測攻撃に対して脆弱であり、攻撃者が積極的な相互作用なしにユーザーの身元を侵害できる。
• 攻撃者は、取得したメッセージと計算リソースのみを用いて、ユーザーの身元を正常に推測できる。
• 身元が特定された後、攻撃者はなりすましやセッション鍵回復などの多様な暗号的攻撃を実行できる。
• Yan らの元の方式および Dheerendra らによるその改善版の両方とも、ユーザーの身元機密性を十分に保護できていない。
• 提案された改訂方式は、より強固な暗号的メカニズムとメッセージ認証により、オフライン身元推測攻撃に耐性を持つ。
• 分析により、先行研究とのテキストの重複が顕著であり、改訂方式に著しい新規性が欠けていることが判明した。