본 논문에서는 다중고유얼굴 기반의 퍼지볼트를 이용하는 인증기법을 제안하였다. 다중고유얼굴을 형성하기 위한 중요정보는 사용자의 스마트카드에 저장하며, 이 정보들은 공유하려는 비밀정보 및 비밀키를 안전하게 보호하기위한 퍼지볼트 스킴에 적용하여 기존의 퍼지볼트 기반의 인증 프로토콜보다 한층 강화된 보안성을 확보하는 방안을 연구였다.
지문 템플릿(Fingerprint Template)을 보호하기 위해 암호학적 기법인 퍼지볼트(Fuzzy Vault)가 적용되었다. 퍼지볼트 기법은 지문으로 부터 추출되는 특징점을 은닉하기 위하여 지문 템플릿에 다수의 거짓 특징점을 "임의"로 삽입하는 방법이다. 그러나 최근 이러한 지문 퍼지볼트를 효과적으로 크래킹 할 수 있는 상관공격(Correlation Attack)에 관한 연구가 발표되었는데, 이것은 동일한 지문으로 부터 생성되는 두 개의 지문 템플릿을 획득함으로써 진짜와 거짓 특징점을 쉽게 구별하는 방법이다. 본 논문에서는 상관공격에 강인도록 지문 퍼지볼트를 생성하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 특징점의 각도 정보를 이용하여 거짓선분(Chaff Line)을 생성한 후 "규칙적"으로 거짓특징점을 삽입함으로써, 두 개 지문 템플릿을 획득하더라도 동일한 지문에 대해 삽입된 거짓 특징점의 위치와 각도가 유사하기 때문에 진짜와 거짓 특징점을 구별하기 어려워 상관공격을 피할 수 있다. 실험을 통하여 거짓 특징점을 규칙적으로 저장하는 방법을 적용함으로써 기존 방법의 인식 성능을 유지하면서, 상관 공격에 강인함을 확인하였다.
생체 암호 시스템에서 키로 사용하는 인간의 생체 특징은 외부 환경이나 인간적 요소를 포함하고 있기 때문에 항상 같은 개수, 같은 값의 데이터를 얻을 수 없는 불확실성을 가지고 있다. 퍼지볼트 체계 (Fuzzy vault scheme) [1]는 이러한 불확실성을 가지고 있는 데이터의 특성을 효과적으로 반영 할 뿐만 아니라, 등록된 생체 데이터의 보안을 보장해 주는 알고리즘으로서 얼굴, 지문이나 홍채와 같은 단일 생체 특징으로의 적용 방법이 소개되어 왔다 [2,4,5]. 본 논문에서는 퍼지볼트 시스템의 인식 성능을 높이기 위해 이러한 단일 생체 데이터의 불확실성을 보완할 수 있는 다중 생체 특징 (얼굴과 지문) 데이터를 퍼지볼트 체계에 적용하는 방법을 제안하고 실효성을 검증한다.
바이오인식 기술을 이용한 사용자 인증은 편리함과 동시에 강력한 보안성을 제공하는 등 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 사용자 인증을 위해 저장된 중요한 바이오정보가 타인에게 유출되어 도용된다면 패스워드나 PIN과 달리 변경이 불가능하므로 심각한 문제를 일으킬 수 있다. 지문 템플릿 정보를 안전하게 보호하기 위해 암호학적 방법으로 연구되어지고 있는 퍼지볼트 이론(Fuzzy Vault Scheme)을 적용한 지문퍼지볼트 시스템이 가장 널리 알려진 방법이다. 그러나 지문퍼지볼트 시스템은 두 개 이상의 지문볼트를 이용하여 진짜특징점을 구분하는 상관관계 공격 (Correlation Attack)에 취약한 결정적인 문제점이 있다. 본 논문에서는 거짓특징점을 임의로 추가하지 않고 특징점의 좌표, 방향 등 진짜특징점의 정보를 이용하여 추가함으로써 상관관계 공격에 강인한 지문퍼지볼트 시스템을 제 안한다. 또한, 인접위치에 두 개 이상의 거짓특징점을 추가하는 중첩을 허용함으로써 보안성을 향상시킬 수 있다. 실험을 통하여 제안한 방법은 높은 인식성능을 유지하면서 상관관계 공격에 강인함을 보였다.
Juels와 Sudan의 퍼지 볼트 기법은 기법이 갖는 오류 내성 때문에 많은 연구에 사용 되어오고 있다. 그러나 이들의 퍼지 볼트 기법은 그들의 논문에서 영화 애호가 문제를 예를 들었음에도 불구하고, 사람들이 일반적으로 갖는 선호도(preference)의 차이에 대한 고려가 존재하지 않는다. 한편, Nyang과 Lee는 안전하고 성능이 좋은 얼굴인증 시스템을 만들기 위해서, 얼굴 특징이 서로 다른 가중치를 갖도록 얼굴 특징과 퍼지 볼트(vault) 사이에 특별한 연관 구조를 갖는 얼굴 인증 시스템(이른바, 퍼지 얼굴 볼트)을 소개하였다. 그러나 그들의 기법은 일반적인 특징 추출 기법들이 클래스 내부/간 차이를 최적화하려는 특성이 있기 때문에 인증 실패율을 성공적으로 낮추지 못할 것으로 쉽게 예상할 수 있다. 이 논문에서는 퍼지 볼트의 유연성을 제공해주기 위하여 Nyang과 Lee의 퍼지 볼트기반의 얼굴 인증 시스템에서 가중치 아이디어를 다른 방식으로 구현한 버킷(bucket) 구조와 사용자 선호도와 시스템 구현 간 관계를 공식화하는 세 가지 분포 함수에 대해서 소개한다. 또한 이를 바탕으로 선호도 매치메이커(preference matchmaker) 기법을 제안하며, 영화 데이터베이스를 이용하여 이러한 매치메이커의 연산 성능을 확인해본다.
생체정보를 이용한 사용자 인증시스템은 편리함과 동시에 강력한 보안을 제공할 수 있다. 그러나 사용자 인증을 위해 저장된 중요한 생체정보가 타인에게 도용된다면 심각한 문제를 일으킨다. 따라서 타인에게 유출되더라도 재사용이 불가능하도록 하기 위하여 사용자의 생체정보에 역변환이 불가능한 함수를 적용하여 저장하고 변환된 상태에서 인증 과정을 수행할 수 있는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 최근 지문 템플릿(Fingerprint Template)을 보호하기 위해 암호학적 방법으로 연구되어지고 있는 퍼지볼트(Fuzzy Vault) 이론을 이용하여 안전하게 지문 템플릿을 보호하는 방법을 제안한다. 특히, 지문 템플릿에 퍼지볼트 이론을 단순 적용할 경우 기준점 부재로 인하여 야기되는 지문 정렬(alignment) 문제를 해결하기 위하여 기하학적 해싱(Geometric Hashing)방법을 사용하였다. 실험을 통하여 제안한 지문 퍼지볼트(Fuzzy Fingerprints Vault) 기법은 추가적인 정보없이 변환된 도메인에서 자동으로 지문 정렬을 수행하여 안전한 지문 템플릿 보호 및 인증이 가능하다는 것을 확인하였다.
바이오인식 시스템은 변하지 않는 고유의 특성으로 인하여 범죄를 포함한 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 바이오인식정보가 불법 사용자에게 누설되었을 때 많은 문제점을 지니고 있다. 본 논문에서는 지문과 얼굴 정보를 보호하기 위하여 실수형 오류정보 부호 코드화를 수행하는 실수형 퍼지 볼트를 이용한 다중 바이오 인식 시스템을 개발한다. 제안된 방법은 실수형 퍼지볼트를 이용함으로써 분실시 재생성할 수 없는 지문 및 얼굴 특징값과 달리 개인 킷값을 수시로 변경할 수 있다는 장점과 두 가지 바이오정보를 융합함으로써 보안이 강화된 바이오인식 시스템을 구현할 수 있다는 장점이 있다. 제안된 방법의 타당성을 검증하기 위하여 실험한 결과 기존 방법에 비하여 우수한 결과를 나타냈다.
본 논문에서는 퍼지볼트와 스테가노그래피를 결합한 스마트폰 지문 인증 시스템을 제안한다. 생체정보를 이용한 인증은 높은 보안성을 제공하지만 생체정보는 타인에게 노출되면 수정이 불가능하다는 점에서 안전하게 다루어져야 한다. 만약 인증을 위해 변형된 생체정보가 사용된다면, 생체정보가 노출되더라도 원래의 생체정보는 안전하게 유지될 수 있다. 본 논문에서 제안하는 기법은 스마트폰에서 지문정보를 보호하기 위해 지문 인증 시스템에 퍼지볼트 기법을 적용한다. 또한, 퍼지볼트로 변형된 생체정보는 스테가노그래피 기법과 결합하여 은닉되므로 정보 노출에 더욱 안전할 수 있다. 그에 따라 지문 DB를 이용한 실험 결과는 기존에 알려진 이 두 기법을 결합한 방법이 지문 인식 센서를 가지고 있는 스마트폰의 사용자 인증에 높은 편리성과 보안성을 제공함을 보여준다.
본 논문에서는 유무선 통신환경의 클라이언트-서버 모델에서 바이오정보를 이용해 비밀 키 또는 비밀 정보를 실시간 공유할 수 있는 신뢰구간 기반의 바이오-암호 기법을 설계하고 분석한다. 제안하는 바이오-암호 기법은 키 결합 방식의 바이오-암호 기법의 대표적인 기법의 하나인 퍼지볼트 기법을 기본 모델로 두고 있으나, 퍼지볼트 기법의 주요 이슈인 거짓 볼트 수의 증가에 따른 인식률 저하, 고차 다항식 복원 시간의 실용성 여부, 상관 공격에의 취약을 해결하기 위하여 T-검정 기반 신뢰구간을 적용한 키 결합 방식으로 설계하였다. 실험결과는 거짓 볼트 수의 증가와 상관없이 항상 비밀 키를 획득해 보안성과 정확성이 향상되고, 이때의 수행시간도 사용자가 인지하기 힘든 작은 값으로 실시간 사용의 가능성을 높이고, 유사 바이오정보로 비밀 키를 획득할 수 없어 상관 공격에도 강인함을 확인하였다.
본 논문에서는 경량화된 서명의 특징추출기법을 이용하여 사용자의 편의성 및 전자상거래의 효율성을 높일 수 있는 퍼지볼트스킴 기반의 인증 프로토콜을 설계한다. 서명은 간편하고 저렴한 생체정보 중 하나이기 때문에 전자상거래에서 보편적으로 사용되는 인중수단이지만, 전자상거래시 저비용의 안전성을 확보한 프로토콜의 부재라는 취약성을 가진다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 비밀정보를 정확하게 생성해내는 퍼지볼트스킴 및 서명의 특성에 적합한 특징추출기법을 설계하고, 이 특징추출 과정에서 적용된 매개변수들을 활용하여 서명 기반의 효율적인 인증 프로토콜을 설계한다. 본 프로토콜을 적용시의 효과는 1) 간편하고 저렴한 서명의 이용, 2) 서명처리 및 인증에 약 1초의 시간소비로 실시간 사용자 검증 가능, 3) 로그인 및 검증시 통신횟수 1회로 최저, 4) 사용자 인증과 동시에 비밀 값 획득 등이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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