[논문 리뷰] Securing Iris Templates using Combined User and Soft Biometric based Password Hardened Fuzzy Vault

V. S. Meenakshi, G. Padmavathi|arXiv (Cornell University)|2010. 03. 07.

Biometric Identification and Security참고 문헌 4인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 사용자 고유의 암호와 소프트 생체정보 특성(예: 연령, 성별, 눈 색상)을 조합하여 취소 가능하고 재발급 가능한 템플릿을 생성함으로써 아이ris 템플릿을 보호하는 새로운 퍼지 병창 기반 기법을 제안한다. 이 방법은 생체정보와 보조 데이터를 모두 퍼지 병창에 통합함으로써 템플릿 泄密 공격에 강건하며, 원시 생체정보를 폭 lộ하지 않고도 안전하고 반복적으로 사용 가능한 인증을 가능하게 한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 정적 생체정보 템플릿이 손상될 경우의 취약성을 해결하기 위해, 특히 아이리스 인식 시스템에서의 취약성을 해결하기 위해.
• 기존 생체정보 기법은 암호처럼 손상된 경우 취소할 수 없음을 해결하기 위해.
• 사용자 고유의 암호와 소프트 생체정보 특성을 암호학적 구조에 통합하여 템플릿 보안을 향상시키기 위해.
• 템플릿 취소 및 재발급 기능을 지원하는 취소 가능한 생체정보 템플릿 시스템을 개발하기 위해.

제안 방법

• 사용자 암호와 소프트 생체정보 특성을 포함하는 변환 함수를 사용하여 취소 가능한 아이리스 템플릿을 생성한다.
• 성별, 연령, 눈 색상과 같은 소프트 생체정보 특성은 수집되어 템플릿 생성 과정의 일부로 인코딩된다.
• 변환된 아이리스 템플릿과 사용자-소프트 생체정보 데이터의 조합을 비밀 키로 사용하여 퍼지 병창을 구성한다.
• 퍼지 병창은 변환된 생체정보 데이터와 비밀 키(암호 + 소프트 생체정보)를 결합하여, 정확한 입력이 제공될 경우에만 안전하게 비밀 키 복구가 가능하도록 설계된다.
• 정확한 입력이 제공되지 않으면 원본 생체정보와 비밀 키가 암호학적으로 보호되어 노출되지 않도록 보장한다.
• 사용자 암호나 소프트 생체정보 파rameter를 변경함으로써 취소 가능성이 확보되며, 이는 새로운 고유한 템플릿을 생성한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 하면 아이리스 템플릿을 손상된 경우에도 취소 가능하고 泄密 공격에 대비한 보안을 확보할 수 있는가?
• RQ2 소프트 생체정보 특성은 생체정보 템플릿의 보안성과 고유성을 향상시키는 데 어떤 역할을 하는가?
• RQ3 퍼지 병창 메커니즘이 사용자 암호와 소프트 생체정보 데이터를 효과적으로 결합하여 변환된 아이리스 템플릿을 보호할 수 있는가?
• RQ4 다중 생체정보 요소의 통합은 생체정보 시스템의 공격에 대한 내성 강화에 어떻게 기여하는가?
• RQ5 암호 강화 퍼지 병창을 사용할 경우 템플릿 보안성과 시스템의 내구성에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 제안된 방법은 사용자 암호나 소프트 생체정보 입력을 변경함으로써 취소 및 재발급이 가능한 취소 가능한 아이리스 템플릿을 성공적으로 생성한다.
• 소프트 생체정보 특성의 통합은 비밀 키의 엔트로피와 고유성을 크게 증가시켜 브루트 포스나 템플릿 재구성 공격의 가능성을 감소시킨다.
• 퍼지 병창 메커니즘은 정확한 생체정보와 비밀 키 입력을 가진 사용자만이 원본 템플릿을 재구성할 수 있도록 보장한다.
• 기존의 생체정보 저장 방식에 비해 템플릿 泄密 공격에 대해 향상된 저항성을 보여준다.
• 아이리스 패atters의 안정성과 퍼지 병창 구조의 강건성 덕분에 사용자 인증 정확도가 높은 수준을 유지한다.