Biometrische Kryptosysteme

Proseminar SS 2012IT-Sicherheit und Kryptographie

Reinhold KolmManfred Wurz

Angewandte InformatikApril 2012

Biometrie

Biometrie (Personenerkennung): "automatisierte Erkennung von Individuen basierend auf Ihren Verhaltens- und biologischen Charakteristika".

Erforderliche Eigenschaften:»Messbarkeit»Universalität»Einmaligkeit»Konstanz

Biometrische Beispiele

Beispiele:• Fingerabdruck (Fingerlinienbild)• Augen (Iris, Retina)• Gesichtsgeometrie• Handgeometrie• Zahnabdruck• Stimme• Unterschrift (statisch, dynamisch)• Ohrform• DNA

Biometrische Kryptosysteme (BCS)

"Ich bin was" anstatt "Ich weiß was"

Anwendungen:

• Authentifizierung (Nachweis einer behaupteten Eigenschaft einer Partei)

• Gewinnung eines kryptografischen Schlüssels

Anforderungen BCS

• Geheimhaltung, Wahrung der Vertraulichkeit, Unumkehrbarkeit

• Diversifizierbarkeit, Erneuerbarkeit• Robustheit bezüglich Variabilität von

Merkmalsdaten

Prozessablauf BCS

Rathgeb and Uhl: A survey on biometric cryptosystems and cancelable biometrics (http://jis.eurasipjournals.com/content/2011/1/3)

Fuzzy Commitment Scheme

x … biometrisches Template z.B. Iris- Scan

c … zufälliger Schlüssel erweitert um fehlerkorrigierende Daten

y := H (c)

d := c – x ==> c = x + d

save y, d

c‘ = x‘ + d

c kann aus c‘ berechnet werden (fehlerkorrigierende Maßnahmen!)

Überprüfe: H(c) = y

Fehlerkorrekturverfahren

Hamming- Codeoptimiert zur Erkennung bzw. Korrektur einzelner Bitfehler

Reed- Solomon- Codebesonders gut geeignet zur Erkennung bzw. Korrektur von Blockfehlern

Fehlerkorrektur- Beispiel

Leistungswerte BCS

FAR: False Acceptance Rate FRR: False Rejection Rate EER: Equal Error Rate

Sicherheit BCS

Sicherheitsrelevante Parameter:• Schlüsselqualität (Entropie)• Schlüssellänge• Unumkehrbarkeit der Hilfsdaten (privacy

leakage).

Quellen

• http://de.wikipedia.org/wiki/Biometric_Template_Protection

• Merkle, J.: Biometrie-Daten-Schutz (http://www.kes.info/archiv/online/08-6-052.htm)

• Rathgeb and Uhl: A survey on biometric cryptosystems and cancelable biometrics (http://jis.eurasipjournals.com/content/2011/1/3)

• A. Juels, M. Wattenberg, A Fuzzy Commitment Scheme, in: Proceedings of the ACM Conference on Computer and Communications Security, 1999, ISBN 1-58113-612-9