生物特征认证系统中匹配算法构建的理论框架
密码学与安全
2009-04-09 v1 数据结构与算法
摘要
本文提出了一个用于构建任意生物特征认证系统匹配算法的理论框架。传统匹配算法在面对诸如狼攻击等强故意冒充攻击时未必安全。狼攻击是一种在不知晓真实用户生物特征样本的情况下，通过向生物特征认证系统提交“狼”样本来冒充合法用户的尝试。“狼”是一种能够与多个模板匹配成功的样本。狼攻击概率（WAP）是狼攻击的最大成功概率，由Une、Otsuka、Imai提出，作为评估生物特征认证系统安全性的度量。我们提出了一种针对任意生物特征认证系统构建抗狼攻击安全匹配算法的原理。理想匹配算法根据（汉明）距离概率分布的熵为每个输入值确定一个阈值。然后我们证明，如果每个输入值的概率分布信息被完美给出，那么我们的匹配算法对狼攻击是安全的。我们的广义匹配算法为构建安全匹配算法提供了一个理论框架。可实现的WAP有多低取决于熵估计的准确度。因此，在效率和可实现的WAP之间存在权衡。几乎所有传统匹配算法都采用固定阈值，因此可被视为我们理论框架中一个高效但不安全的实例。Daugman的IrisCode识别算法也可被视为我们框架的一个非最优实例。
引用
@article{arxiv.0904.1284,
title = {Theoretical framework for constructing matching algorithms in biometric authentication systems},
author = {Manabu Inuma and Akira Otsuka and Hideki Imai},
journal= {arXiv preprint arXiv:0904.1284},
year = {2009}
}