User verification using behavioural cancelable templates
Marcelo Damasceno de Melo · 2016
Verificar a identidade de usuarios e um problema enfrentado diariamente por pessoas e sistemas que autorizam o acesso de pessoas levando em conta caracteristicas fisicas e documentos apresentados. Entretanto, esforcos ainda precisam ser aplicados na resolucao de questoes relacionadas a precisao do sistema verificador e na falsificacao de objetos e informacoes pessoais.Assim, o uso de biometria pode minimizar ou resolver estas dificuldades. Infelizmente, a substituicao de tracos biometricos em caso de comprometimento na seguranca de sistemas biometricos e dificultoso. Deste modo, o uso de funcoes nao inversiveis e proposto com o objetivo de distorcer os tracos biometricos, adicionando assim a caracteristica cancelavel aos dados biometricos. Esta tese analisa algumas solucoes para verificacao de usuarios atraves do uso de biometrias comportamentais cancelaveis. Especificamente, as solucoes sao baseadas no TouchAlytics, uma base de dados com tracos realizados por usuarios em uma tela touchscreen presente em smartphones. As solucoes analisadas contituem no uso de classificadores e comite de classificadores para resolucao do problema de verificacao de usuarios. Alem das solucoes descritas, esta tese analisa o uso de multiplos template biometrico cancelaveis utilizando um comite de classificadores (Esquemas de Protecao de Privacidade Multipla). Esta tese tambem apresenta uma discussao facetada do impacto da chave em uma funcao cancelavel. Para isso, apresentamos um estudo empirico na qual utiliza chave unica ou chaves diferentes para protecao dos templates biometricos dos usuarios. Alem disso, um estudo do impacto do tamanho da chave na precisao de um sistema de verificacao biometrico e discutido. A partir dos resultados encontrados, a geracao e armazenamento da chave cancelavel em telefones moveis e analisado. Nos demostramos que o uso de funcoes de tranformacao geralmente fornece performance similar ou superior a performance dos templates sem protecao (dados Original), exceto usando a funcao BioHashing. O uso de multiplos templates protegidos processados por comites de maquina superaram os resultados do uso de classificadores e comites de maquina. Alem do mais, nos mostramos que os sistemas biometricos que utilizam templates cancelaveis preservam a privacidade do usuario, ou seja, fornecem baixa Taxa de Falsa Aceitacao e Falsa Rejeicao em ataques de chave desconhecida e performance similar a templates desprotegidos em ataques com chave conhecida. Baseado nos experimentos de comprimento de chave, nos observamos uma melhora continua quando o comprimento da chave aumenta nas funcoes Interpolacao e BioHashing em ambos os ataques de chave. A funcao Soma Dupla teve melhora inferior mas o importante e que a performance nao diminui com o aumento do comprimento da chave. Concluindo, baseado em nossos resultados, nos propomos o uso de uma chave de usuario unica gerada por sistema para autenticacao de usuario em dispositivos moveis usando multiplos templates biometricos cancelaveis.