[論文レビュー] Secure Iris Authentication Using Visual Cryptography

P. S. Revenkar, Anisa Anjum+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 10, 2010

Biometric Identification and Security参考文献 15被引用数 57

ひとこと要約

本稿では、生体認証システムにおける虹彩テンプレートの機密性を確保し、不正な改ざんを防ぐための視覚暗号に基づくフレームワークを提案する。虹彩テンプレートが共有画像に暗号化され、個々に観察しても情報が露わにならないことで、機密性が保証され、人間が解読可能な方法で元のテンプレートを再構築することで、安全で多要素認証が可能になる。

ABSTRACT

Biometrics deal with automated methods of identifying a person or verifying the identity of a person based on physiological or behavioral characteristics. Visual cryptography is a secret sharing scheme where a secret image is encrypted into the shares which independently disclose no information about the original secret image. As biometric template are stored in the centralized database, due to security threats biometric template may be modified by attacker. If biometric template is altered authorized user will not be allowed to access the resource. To deal this issue visual cryptography schemes can be applied to secure the iris template. Visual cryptography provides great means for helping such security needs as well as extra layer of authentication.

研究の動機と目的

• 中央集権的な生体テンプレートデータベースが改ざんや盗難に対して脆弱であるという問題に対処すること。
• 攻撃者が検出されずに虹彩テンプレートを改ざんするのを防ぐこと。これは、正当なユーザーがアクセスできなくなる可能性があるため重要である。
• 視覚暗号を秘密分散メカニズムとして活用することで、虹彩ベースの認証におけるセキュリティとプライバシーを強化すること。
• 暗号解読を伴わない視覚的再構築によって、追加の認証層を提供すること。

提案手法

• 視覚暗号に使用するため、虹彩テンプレートを2値画像表現に変換する。
• 視覚暗号方式（VCS）を用いて、二つのランダムな見た目の共有画像にテンプレートを符号化する。
• 各共有画像は、元のテンプレートに関する情報を個別には露わにしないため、機密性が保証される。
• 二つの共有画像を重ね合わせることで、ピクセルの重ね合わせによって視覚的に秘密が再構築される。
• 再構築には両方の共有画像が必要であるため、(2,2)しきい値型視覚暗号方式を採用する。
• 標準的なテンプレート保存方法に代えて共有画像の配布を導入することで、既存の虹彩認識システムと統合可能である。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにして中央集権的なデータベースにおける虹彩テンプレートを不正な改ざんから保護できるか？
• RQ2 視覚暗号は、暗号解読を伴わず、人間が解読可能な方法で虹彩生体認証を認証可能にする安全な手法を提供できるか？
• RQ3 視覚暗号の導入が、虹彩認識システムの正確性と使いやすさに与える影響は何か？
• RQ4 この方式は、両方の共有画像を保有している正当なユーザーのみが元のテンプレートを再構築できることをどのように保証できるか？
• RQ5 視覚暗号を用いた虹彩認証において、どの程度のセキュリティとテンプレートの忠実度が達成可能か？

主な発見

• 提案手法は、いずれの共有画像も独立して虹彩テンプレートに関する情報を露わとしないことから、不正アクセスや改ざんを効果的に防止する。
• 共有画像の重ね合わせによる視覚的再構築により、生体データの正確かつ信頼性の高い回復が達成される。
• テンプレートが両方の共有画像がなければ視覚的に解読不能であるため、追加のセキュリティ層が提供され、データベースの侵害に対する耐性が向上する。
• 標準的なテンプレートフォーマットと再構築技術を用いることで、既存の虹彩認識システムとの互換性を維持する。
• 一方の共有画像が漏洩しても、元のテンプレートは安全のまま保たれる。
• 本手法は、プライバシーが重要な生体認証の実世界への導入に実現可能性を示している。