• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권10호
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• pp.1783-1798
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• 2011

Recently, a cryptographic construct, called fuzzy vault, has been proposed for crypto-biometric systems, and some implementations for fingerprint have been reported to protect the stored fingerprint template by hiding the fingerprint features. In this paper, we implement the fuzzy fingerprint vault, combining fingerprint verification and fuzzy vault scheme to protect fingerprint templates. To implement the fuzzy fingerprint vault as a complete system, we have to consider several practical issues such as automatic fingerprint alignment, verification accuracy, execution time, error correcting code, etc. In addition, to protect the fuzzy fingerprint vault from the correlation attack, we propose an approach to insert chaffs in a structured way such that distinguishing the fingerprint minutiae and the chaff points obtained from two applications is computationally hard. Based on the experimental results, we confirm that the proposed approach provides higher security than inserting chaffs randomly without a significant degradation of the verification accuracy, and our implementation can be used for real applications.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권11호
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• pp.5674-5691
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• 2016

Fast IDentity Online(FIDO) supports biometric authentications in an online environment without transmitting biometric templates over the network. For a given FIDO client, the "Fuzzy Vault" securely stores biometric templates, houses additional biometric templates, and unlocks private keys via biometrics. The Fuzzy Vault has been extensively researched and some vulnerabilities have been discovered, such as brute force, correlation, and key inversions attacks. In this paper, we propose a simple fingerprint Fuzzy Vault for FIDO clients. By using the FIDO feature, a simple minutiae alignment, and point-to-point matching, our Fuzzy Vault provides a secure algorithm to combat a variety of attacks, such as brute force, correlation, and key inversions. Using a case study, we verified our Fuzzy Vault by using a publicly available fingerprint database. The results of our experiments show that the Genuine Acceptance Rate and the False Acceptance Rate range from 48.89% to 80% and from 0.02% to 0%, respectively. In addition, our Fuzzy Vault, compared to existing similar technologies, needed fewer attempts.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권11호
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• pp.2221-2234
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• 2011

The fuzzy vault scheme has emerged as a promising solution to user privacy and fingerprint template security problems. Recently, however, the fuzzy vault scheme has been shown to be susceptible to a correlation attack. This paper proposes a novel scheme for one-time templates for fingerprint authentication based on the fuzzy vault scheme. As in one-time passwords, the suggested method changes templates after each completion of authentication, and thus the compromised templates cannot be reused. Furthermore, a huge number of chaff minutiae can be added by expanding the size of the fingerprint image. Therefore, the proposed method can protect a user's fingerprint minutiae against the correlation attack. In our experiments, the proposed approach can improve the security level of a typical approach against brute-force attack by the factor of $10^{34}$.

• 한국정보보호학회:학술대회논문집
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• 한국정보보호학회 2006년도 하계학술대회
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• pp.123-132
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• 2006

Biometric-based authentication can provide strong security guarantee about the identity of users. However, security of biometric data is particularly important as the compromise of the data will be permanent. To protect the biometric data, we need to store it in a non-invertible transformed version. Thus, even if the transformed version is compromised, the actual biometric data remains safe. In this paper, we propose an approach to protect finger-print templates by using the idea of the fuzzy vault. Fuzzy vault is a recently developed cryptographic construct to secure critical data with the fingerprint data in a way that only the authorized user can access the secret by providing the valid fingerprint. We modify the fuzzy vault to protect fingerprint templates and to perform fingerprint verification with the protected template at the same time. This is challenging because the fingerprint verification is performed in the domain of the protected form. Based on the experimental results, we confirm that the proposed approach can perform the fingerprint verification with the protected template.

• International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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• 제11권4호
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• pp.286-292
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• 2011

Biometrics systems are used in a wide range of areas, including the area of crime prevention, due to their unique characteristics. However, serious problems can occur if biometric information is disclosed to an unauthorized user. To address these issues, this paper proposes a real valued fuzzy vault method, which adopts a real number error correction code to implement a fuzzy vault scheme for protecting fingerprint temples. The proposed method provides the benefit of allowing the private key value to be changed at any time, unlike biometric template such as a fingerprint, which is not easily renewable even if its security has been breached. The validity of the proposed method is verified for fingerprint verification.

• 정보보호학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.15-21
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• 2010

지문정보를 이용한 사용자 인증은 편리함과 동시에 강력한 보안을 제공한다. 그러나 유한개의 손가락 개수로 인해 패스워드처럼 변경을 자유롭게 할 수 없기 때문에 사용자 인증을 위해 저장된 지문정보가 타인에게 도용된다면 심각한 문제를 일으키게 된다. 지문정보를 안전하게 보호하기 위한 지문 퍼지볼트 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한, 기하학적 해싱 기법을 적용하여 지문 정렬 문제를 해결하려는 연구도 진행되었다. 본 논문에서는 기하학적 해싱 기반 지문 퍼지볼트 시스템의 하드웨어 구조를 제안한다. 제안한 구조는 소프트웨어 모듈과 하드웨어 모듈로 통합 구성된다. 하드웨어 모듈은 등록 해시 테이블과 인증 해시 테이블의 변환 특징점의 정합을 담당한다. 실험결과, 제안한 하드웨어 구조의 수행 시간은 지문 특징점의 수가 36개이고 거짓 특징점의 수가 100개 일 때 0.2초, 400개 일 때, 0.53초이다.

• 정보과학회 논문지
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• 제42권4호
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• pp.419-426
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• 2015

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.

• 정보보호학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.13-25
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• 2011

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.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제4권6호
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• pp.1294-1310
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• 2010

User authentication using fingerprint information provides convenience as well as strong security. However, serious problems may occur if fingerprint information stored for user authentication is used illegally by a different person since it cannot be changed freely as a password due to a limited number of fingers. Recently, research in fuzzy fingerprint vault system has been carried out actively to safely protect fingerprint information in a fingerprint authentication system. In addition, research to solve the fingerprint alignment problem by applying a geometric hashing technique has also been carried out. In this paper, we propose the hardware architecture for a geometric hashing based fuzzy fingerprint vault system that consists of the software module and hardware module. The hardware module performs the matching for the transformed minutiae in the enrollment hash table and verification hash table. On the other hand, the software module is responsible for hardware feature extraction. We also propose the hardware architecture which parallel processing technique is applied for high speed processing. Based on the experimental results, we confirmed that execution time for the proposed hardware architecture was 0.24 second when number of real minutiae was 36 and number of chaff minutiae was 200, whereas that of the software solution was 1.13 second. For the same condition, execution time of the hardware architecture which parallel processing technique was applied was 0.01 second. Note that the proposed hardware architecture can achieve a speed-up of close to 100 times compared to a software based solution.

• 정보보호학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.63-70
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• 2009

보안토큰 기반의 사용자 인증 시스템에서 사용자의 지문정보를 이용하는 방법이 대두되고 있다. 그러나 지문정보가 타인에게 도용된다면 패스워드와 달리 변경이 불가능하거나 제한적이기 때문에 사용자의 지문정보는 더욱 안전하게 보관되어야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방법 중 하나로 지문 퍼지볼트(Fuzzy Fingerprint Vault)가 보고되었다. 본 논문에서는 비밀분산 기법을 이용하여 지문 인식률의 성능저하 없이 보안토큰 기반 지문 퍼지볼트 시스템의 보안성을 향상시키는 방법을 제안한다. 즉, 퍼지볼트 이론이 적용된 사용자의 지문 템플릿을 지문 인식률과 보안성을 모두 고려하여 두 부분으로 나누어 각각 보안토큰과 서버에 저장한다. 또한, 퍼지볼트 이론을 지문에 적용하였을 때 발생하는 자동 정렬(Auto-Alignment) 문제는 기하학적 해싱 방법을 분산 적용하여 해결한다. 실험을 통하여 지문 인식률의 성능저하는 무시할 수준이고 보안성은 향상됨을 확인하였다.