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Título: User verification using behavioural cancelable templates
Autor(es): Melo, Marcelo Damasceno de
Palavras-chave: Biometria comportamental;Biometrias canceláveis;Proteção de Template;Funções não inversíveis;Funções canceláveis;Verificação de usuários;Autenticação em Smartphones;Comprimento de chave;Armazenamento de chave
Data do documento: 7-Mar-2016
Citação: MELO, Marcelo Damasceno de. User verification using behavioural cancelable templates. 2016. 84f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2016.
Resumo: The verification of user identity is a faced daily problem to people or system that authorize the acess of people taking account the physical and document characteristics.However, efforts need to be spend to resolve related questions to accuracy of verification system and in the falsification of objects and personal information.Thus, biometrics proposes minimize and resolve these difficulties.Unfortunately, the substitution of biometric traces in the case of compromise is difficult.Hence, the use of non-invertible functions is proposed to distort the biometric traces.Consequently, this procedures allows that biometric templates becomes cancelable or revocable.This thesis analysis some solution to user verification using cancelable behavioural biometrics.The analysed solutions are based on the use of single classifiers and ensemble system to resolve the user verification problem.In addition, this thesis analysis the use of multiple cancelable templates using ensemble system (Multiple-Privacy Protection Schemes).This thesis also presents a discussion of key impact in a cancelable function.Thus, we show a empiric study of use of single or different key values to enrolled users.Moreover, a study of the impact of key length is discussed based on the accuracy of biometric system.Based on the results, it is discussed the generation and storage of cancelable keys in mobile devices. In summary, we have demonstrated that the use of a transformation function usually provides similar or better performance than Original biometric data, except in BioHashing function.In addition, the use of multiple protected templates processed by ensemble system outperformed the previous results in single classifiers and ensemble system.Moreover, we showed that biometric system with cancelable templates preserves the user privacy, i.e, it provides lower False Acceptance and False Rejection Errors in Unknown Key attacks and similar performance to unprotected biometric samples in Known Key Attacks.Based on key length experiments, we observe a perceptible continuous improvement when the key increases in Interpolation and BioHashing method in both key knowledge attacks.In contrast, Double Sum have minor improvements but the most important is the performance does not decrease when the key increases.In conclusion, based on our findings, we proposes the use of a key generated by system to authenticate users in mobile devices using cancelable biometric templates.
metadata.dc.description.resumo: Verificar a identidade de usuários é um problema enfrentado diariamente por pessoas e sistemas que autorizam o acesso de pessoas levando em conta características físicas e documentos apresentados. Entretanto, esforços ainda precisam ser aplicados na resolução de questões relacionadas a precisão do sistema verificador e na falsificação de objetos e informações pessoais.Assim, o uso de biometria pode minimizar ou resolver estas dificuldades. Infelizmente, a substituição de traços biométricos em caso de comprometimento na segurança de sistemas biométricos é dificultoso. Deste modo, o uso de funções não inversíveis é proposto com o objetivo de distorcer os traços biométricos, adicionando assim a característica cancelável aos dados biométricos. Esta tese analisa algumas soluções para verificação de usuários através do uso de biometrias comportamentais canceláveis. Especificamente, as soluções são baseadas no TouchAlytics, uma base de dados com traços realizados por usuários em uma tela touchscreen presente em smartphones. As soluções analisadas contituem no uso de classificadores e comitê de classificadores para resolução do problema de verificação de usuários. Além das soluções descritas, esta tese analisa o uso de múltiplos template biométrico canceláveis utilizando um comitê de classificadores (Esquemas de Proteção de Privacidade Múltipla). Esta tese também apresenta uma discussão facetada do impacto da chave em uma função cancelável. Para isso, apresentamos um estudo empírico na qual utiliza chave única ou chaves diferentes para proteção dos templates biométricos dos usuários. Além disso, um estudo do impacto do tamanho da chave na precisão de um sistema de verificação biométrico é discutido. A partir dos resultados encontrados, a geracão e armazenamento da chave cancelável em telefones móveis é analisado. Nós demostramos que o uso de funções de tranformação geralmente fornece performance similar ou superior a performance dos templates sem proteção (dados Original), exceto usando a funcão BioHashing. O uso de múltiplos templates protegidos processados por comitês de maquina superaram os resultados do uso de classificadores e comitês de máquina. Além do mais, nós mostramos que os sistemas biométricos que utilizam templates canceláveis preservam a privacidade do usuário, ou seja, fornecem baixa Taxa de Falsa Aceitação e Falsa Rejeição em ataques de chave desconhecida e performance similar a templates desprotegidos em ataques com chave conhecida. Baseado nos experimentos de comprimento de chave, nós observamos uma melhora contínua quando o comprimento da chave aumenta nas funções Interpolação e BioHashing em ambos os ataques de chave. A função Soma Dupla teve melhora inferior mas o importante é que a performance não diminui com o aumento do comprimento da chave. Concluindo, baseado em nossos resultados, nós propomos o uso de uma chave de usuário única gerada por sistema para autenticação de usuário em dispositivos móveis usando múltiplos templates biométricos canceláveis.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/21418
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