重访模糊签名：迈向基于生物特征、更低风险的密码学认证系统
密码学与安全
2021-12-17 v1
摘要
生物特征认证是以更好可用性和安全性替代标准基于密码认证的有前景方案之一。本文中，我们重访由 Takahashi 等人（ACNS'15, IJIS'19）提出的基于“模糊签名”的生物特征认证。这些是特殊类型的数字签名，其秘密签名密钥可以是如用户生物特征之类的“模糊”数据。相较于其他依赖模糊提取器的密码学安全生物特征认证，基于模糊签名的方案提供了更具吸引力的安全保证。然而，尽管具有潜在价值，模糊签名因先前所有工作均偏理论化表述而未受太多关注。例如，关于模糊签名安全性所依赖的假设（如用户生物特征的熵）的实际可行性讨论完全缺失。本文中，我们重访模糊签名并表明我们确实能在实践中高效且安全地实现它们。总体而言，我们的贡献有三方面：（i）相较先前工作，我们提供了更简单、更高效且直接的模糊签名构造；（ii）我们建立了新颖的统计技术，以实验评估安全实例化模糊签名所需的生物特征条件；（iii）我们使用真实世界指静脉数据集提供实验结果，表明单只手的指静脉足以构造高效且安全的模糊签名。我们的性能分析表明，在具有 112 比特安全性的实际场景中，签名大小为 1256 字节，签名/验证运行时间仅几毫秒。
引用
@article{arxiv.2112.08658,
title = {Revisiting Fuzzy Signatures: Towards a More Risk-Free Cryptographic Authentication System based on Biometrics},
author = {Shuichi Katsumata and Takahiro Matsuda and Wataru Nakamura and Kazuma Ohara and Kenta Takahashi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.08658},
year = {2021}
}