[論文レビュー] Securing Iris Templates using Combined User and Soft Biometric based Password Hardened Fuzzy Vault

V. S. Meenakshi, G. Padmavathi|arXiv (Cornell University)|Mar 7, 2010

Biometric Identification and Security参考文献 4被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、ユーザー固有のパスワードとソフトバイオメトリック特徴（例：年齢、性別、瞳の色）を組み合わせることで、キャンセル可能で再発行可能なテンプレートを生成する、新しいファジィバーティルベースの方式を提案する。この手法は、バイオメトリクスデータと補助的データをファジィバーティルに埋め込むことで、テンプレート漏洩に対して耐性を持たせ、生のバイオメトリクスデータを露出せずに安全かつ再利用可能な認証を実現する。

ABSTRACT

Personal identification and authentication is very crucial in the current scenario. Biometrics plays an important role in this area. Biometric based authentication has proved superior compared to traditional password based authentication. Anyhow biometrics is permanent feature of a person and cannot be reissued when compromised as passwords. To over come this problem, instead of storing the original biometric templates transformed templates can be stored. Whenever the transformation function is changed new revocable/cancelable templates are generated. Soft biometrics is ancillary information that can be combined with primary biometrics to identify a person in a better way. Iris has certain advantage compared to other biometric traits like fingerprint. Iris is an internal part that is less prone to damage. Moreover is very difficult for an attacker to capture an iris. The key advantage of iris biometrics is its stability or template longevity. Biometric systems are vulnerable to a variety of attacks. This work generates cancelable iris templates by applying user and soft biometric based password transformations and further secures the templates by biometric cryptographic construct fuzzy vault.

研究の動機と目的

• 静的バイオメトリクステンプレートが侵害された場合の脆弱性、特にアイris認識システムにおけるリスクを解消すること。
• 従来のバイオメトリクスでは、パスワードのように改ざんされた場合に再発行できないという限界を克服すること。
• 暗号的構造にユーザー固有のパスワードとソフトバイオメトリック特徴を統合することで、テンプレートのセキュリティを向上させること。
• テンプレートの再発行と再発行が可能なキャンセル可能なバイオメトリクステンプレートシステムを構築すること。

提案手法

• システムは、ユーザーのパスワードとソフトバイオメトリック属性を組み合わせた変換関数を用いて、キャンセル可能なアイrisテンプレートを生成する。
• 性別、年齢、瞳の色などのソフトバイオメトリック特徴が収集され、テンプレート生成プロセスの一部として符号化される。
• 変換されたアイrisテンプレートと、ユーザーとソフトバイオメトリックデータを組み合わせた秘密鍵を用いてファジィバーティルを構築する。
• ファジィバーティルは、変換されたバイオメトリクスデータと秘密鍵（パスワード＋ソフトバイオメトリック）を結合するように設計されており、正しい入力が提供された場合にのみ秘密鍵を安全に回復可能である。
• この方式により、テンプレートが漏洩しても、元のバイオメトリクスデータおよび秘密鍵が暗号的結合のおかげで保護される。
• パスワードやソフトバイオメトリックパラメータを変更することで再発行が可能となり、再発行により新しい別個のテンプレートが得られる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 アイrisテンプレートを、漏洩した場合に再発行可能かつ安全に保つにはどうすればよいか？
• RQ2 ソフトバイオメトリック特徴は、バイオメトリクステンプレートのセキュリティと一意性をどのように向上させるか？
• RQ3 ファジィバーティル機構は、ユーザーのパスワードとソフトバイオメトリックデータを効果的に結合し、変換されたアイrisテンプレートを保護できるか？
• RQ4 複数のバイオメトリクス要因を統合することで、バイオメトリクスシステムの攻撃に対する耐性がどのように向上するか？
• RQ5 パスワード強化ファジィバーティルを用いることで、テンプレートのセキュリティとシステムの頑健性にどのような影響を与えるか？

主な発見

• 提案手法は、ユーザーのパスワードやソフトバイオメトリック入力を変更することで、キャンセル可能で再発行可能なアイrisテンプレートを効果的に生成できることを示した。
• ソフトバイオメトリック特徴の統合により、秘密鍵のエントロピーと一意性が著しく向上し、ブルートフォース攻撃やテンプレート再構築攻撃のリスクが低減された。
• ファジィバーティル機構により、一致するバイオメトリクスおよび秘密鍵入力を持つ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。
• 従来のバイオメトリクス保存手法と比較して、テンプレート漏洩攻撃に対する耐性が向上していることが実証された。
• アイrisパターンの安定性とファジィバーティル構造の頑健性のおかげで、ユーザー認証の高い正確性が維持された。