In this paper, we propose a layered pattern authentication scheme resistant to social engineering attacks. Existing android pattern lock scheme has some weak points for social engineering attacks. Thus, the proposed scheme improves the existing pattern lock scheme. In our scheme, pattern is recorded by touch screen, however, it is different with existing schemes because of the layered pattern. During the pattern registration process, users register their own pattern with many layers. Thus, registered pattern is 3D shape. When the smudge attack is occurring, the attacker can see the shape of user pattern through the smudge on smartphone screen. However, it is described on 2D surface, so acquired pattern is not fully determine to users original 3D shape. Therefore, our scheme is resistant to social engineering attack, especially smudge attack.
핀테크 환경에서 다양한 서비스를 제공하기 위해 스마트 폰을 대표적으로 사용하고 있다. 또한, 스마트 폰에서의 안전한 서비스를 이용하기 위해 사용자 인증기술이 요구되고 있다. 인증하기 위해 PIN이나 패스워드를 입력하고 완료 버튼을 터치한 순간 서버에 인증정보를 전달하여 인증을 수행한다. 하지만 카메라 등을 이용한 레코딩 공격, 엿보기 공격이 아니더라도 터치스크린 사용 흔적인 스머지가 남게 되어 사후 공격이 가능하다. 스머지 공격을 차단하기 위해 사용자는 인증 후 사용자는 지문을 지워야 한다. 본 연구에서 지문 지우기 여부를 판단할 수 있는 기법을 제안하였다. 제안기법은 PIN를 입력한 다음에 터치한 흔적인 지문 지우기를 수행하고, 지우기 여부를 판단되면 자동으로 입력 완료 버튼 대신에 처리하는 보안 키패드를 설계하였다. 패스워드 입력시 반드시 지문을 지우는 동작을 요구하는 방식이다. 이 기법을 통해 사용자는 반드시 지문 지우기를 해야만 서비스 요청이 완료되어 스머지 공격을 차단할 수 있다.
터치스크린 기반 스마트 기기가 널리 보급 되면서 모바일 환경을 위한 주요 인증 메커니즘으로 그래픽 패스워드 기법 중 하나인 패턴 락 시스템이 등장했다. 사용자가 잠금 해제를 위하여 패턴 락을 사용한 후의 남아있는 패턴 모양의 흔적은 스머지 공격에 취약하다. 이러한 스머지 공격에 대응하기 위하여 TinyLock을 포함한 다양한 패턴 락이 제안되었다. 본 논문에서는 스머지 공격이 발생할 수 있는 환경에서 획득한 스머지 패턴 이미지를 이용하여 기계 학습을 통한 자동화된 스머지 공격의 유효성에 대하여 실험하고 안드로이드 패턴 락과 TinyLock의 안전성에 대하여 비교 분석하였다. 자동화된 스머지 공격에서 높은 공격 성공률을 보였으며 기존에 많이 사용되고 있는 안드로이드 패턴 락이 TinyLock보다 더 안전하지 않음을 검증하였다.
스마트 기기에서 지문 인증은 가장 널리 쓰이는 생체 인증 방식이지만 스마트 기기의 특성에 의해 위조 지문에 취약하다. 본 논문에서는 먼저 기기 사용 후 남은 지문 흔적인 스머지를 활용하여 정당한 사용자의 협조 없이 위조 지문을 만들고 실제 상용 스마트폰의 지문 인증 통과가 가능함을 검증하였다. 이러한 스머지 기반 공격을 방지하기 위한 기술적 대응 방법으로 터치 스크린 위에서 지문 인증을 수행하고 UI를 옆으로 끌어서 지문 흔적을 제거하는 방법인 under-screen Touch ID with slide bar가 제안된 바 있다. 본 논문에서는 앞서 제안한 공격 방법과 이에 대한 대응 방법에 관한 사용자 인식을 61명 규모 사용자 설문 연구를 통해 분석하였다.
스마트폰에 적용된 패턴 잠금 기법 같은 경우 많은 사람들이 편리하게 사용하는 잠금 기법이다. 그러나 많은 사람들이 사용하는데 비해 패턴 잠금 기법에 대한 안전성은 정말 낮다. 패턴 잠금 기법은 사용자가 입력하는 드래그 방식을 어깨의 움직임을 보고 유추할 수 있는 shoulder surfing attack에 취약하며, 핸드폰 패드에 남아있는 지문 드래그 자국에 의해 smudge attack 또한 취약하다. 따라서 본 논문에서는 해당 취약점을 보안하기 위해 패턴 잠금 기법에 쓰레드를 활용하여 눌리는 시간을 체크하는 새로운 보안 방식을 추가하고자 한다. 각 점에서의 누른 시간에 따라 short, middle, long click으로 나누어지고, 그 방법을 사용하여 드래그하면 보안 성능이 $3^n$배 향상된다. 따라서 같은 'ㄱ' 방식으로 드래그 하더라도 각 점마다 누르는 시간에 따라 완전히 다른 패턴이 된다.
Many researches have been studied to overcome the weak points in authentication schemes of mobile devices such as pattern-authentication that is vulnerable for smudge-attack. Since random-pattern-lock authenticates users by drawing figure of predefined-shape, it can be a method for robust security. However, the authentication performance of random-pattern-lock is influenced by input noise and individual characteristics sign pattern. We introduce an optimization method of user input direction to increase the authentication accuracy of random-pattern-lock. The method uses the likelihood of each direction given an data which is angles of line drawing by user. We adjusted recognition range for each direction and achieved the authentication rate of 95.60%.
지문 인증은 개인의 고유한 지문 특징 정보를 바탕으로 사용자를 식별하기 때문에 유출이나 분실, 망각의 위험이 없으며 편리하고 안전하여 여러 스마트 기기에 적용되고 있다. 하지만 스마트 기기를 사용한 후 남아있는 지문의 흔적은 스머지 공격에 취약하다. 본 논문에서는 사용자의 스마트 기기 사용 패턴을 분석하고 스마트 기기에 남아있는 지문 스머지를 이용하여 손상된 지문 영상을 복원하는 기법을 제안한다. 스마트 기기 사용 시 빈번하게 보이는 행동 패턴으로 구성된 시나리오에서 지문 스머지를 수집 및 복원하였으며 복원 지문 영상을 이용한 스머지 공격의 유효성에 대하여 실험하였다. 실험 결과, 지문 인증 시스템에서 높은 공격 성공률을 보였으며 스머지 공격에 취약함을 실증적으로 검증하였다.
스마트폰의 대중화와 금융서비스의 간편화에 따라 모바일 금융 서비스를 이용하는 비중이 늘어나고 있다. 하지만 기존의 금융 서비스를 위해 개발된 보안 키패드는 확률 분석 공격이 가능하며 보안 취약성을 지니고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 이중 터치를 기반으로 한 보안 키패드 제안하며 이를 구현하였다. 이에 앞서 국내 모바일 금융 서비스의 모바일뱅킹과 모바일 간편 결제 서비스에서 사용되는 기존 보안키패드의 종류를 알아보고 취약점을 분석하였다. 더불어 본 연구에서 제안한 이중터치보안키패드와 기존의 보안키패드의 안전성을 기존의 키패드 공격(Brute Force Attack, Smudge Attack, 키로깅 공격, 어깨너머공격, Joseph Bonneau)의 인증 프레임워크를 활용하여 비교하였다. 분석된 결과에 따라 본 논문에서 제안하는 이중 터치를 통한 보안 키패드가 높은 안전성을 보여줌을 확인할 수 있다. 이중 터치를 통한 보안 키패드를 활용하면 보다 안전한 금융서비스를 이용할 수 있으며 그 외 모바일 환경에서 이뤄지는 서비스에 적용하여 안전성을 높일 수 있다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권9호
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pp.4560-4575
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2018
Since smartphone contains various personal data, security is one of the important aspects in smartphone technologies. Up to now, various authentication techniques have been proposed to protect smartphones. The pattern lock on the Android system is one of the most widely used authentication methods for low-cost devices but it is known to be vulnerable to smudge attack or shoulder surfing attack. LG's smartphone uses its own technique, which is called "Knock Code." The knock code completes the authentication by touching the user defined area in turn on the screen. In this paper, we propose the new, enhanced version of knock code by adding the sliding operation and by using flexible area recognition. We conducted security analysis, which shows that under the same password size, the search space is overwhelmingly larger than the original algorithm. Also, by using the sliding operation, the proposed scheme shows resilience against smudge attacks. We implemented the prototype of our scheme. Experimental results show that compared with the original Knock Code and Android pattern lock, our scheme is more convenient while providing better security.
스마트폰에는 현재 다양한 보안 방식이 사용되고 있다. 그중에서도 핀 번호와 패턴 잠금 방식은 초기 스마트폰부터 사용되었을 정도로 오래 사용되었다. 하지만 패턴 잠금 방식은 오래 사용된 만큼 보안이 취약하다. 핀 번호 방식의 보안 강도가 약간 높은 정도라면 패턴 잠금 방식은 중간 정도에 그친다. 그럼에도 많은 스마트폰 사용자들은 패턴 잠금 방식을 이용하고 있는데 아직 생체보안을 지원하지 않는 기종을 사용하는 사용자가 있기 때문이다. 생체보안을 지원하지 않는 기종에서 제일 편리한 보안 방식은 패턴 잠금 방식이다. 그러나 기존의 패턴 잠금 방식은 Shoulder surfing attack과 Smudge attack에 취약하다. 따라서 패턴 잠금 방식의 편리성을 유지하면서 동시에 기존 방식의 취약점을 해결하는 방식을 제안하고자 한다. 제안하는 방식은 화면에 배치되는 각각의 점을 원형으로 배치한 뒤 무작위로 숫자를 부여하는 잠금 방식이다. 본 방식을 도입하게 된다면 기존의 취약점을 상당히 해결할 수 있다. 즉, 기존의 패턴 잠금 방식에 비해 보안성을 높일 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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