.

BK
TP.HCM

C

TP.

tháng 6

2013


:

:

:

,
ngày 24 tháng 7

2013

1. TS. Ph m Tr
2. TS. Lê Thanh Vân
3. TS. Tr
4.
5.

ng Tr n Khánh


________

______________
ày 21 tháng 1

2013

MSHV: 11070444
Sơng Bé
: 60.48.01

Chun ngành:
I.

Mã hóa

II.
-

Tìm hi u các nghiên c u liên quan trong vi c mã hóa d li
tr c h c.

-

xu
kh


-

d
n khai trên thi t b

Hi n th

c h c vào vi
ng.
t qu th c nghi m.

III.

: 21/01/2013

IV.
V.

c

: 21/06/2013
:

Tp. HCM, ngày 13 tháng 9

n


SVTH:


Trang iv

GVHD:

,
X

em

th

BioDP.
Em xin chân thành c

, anh Ngô Minh Quân

___________________________________________________________________


SVTH:

Trang v

GVHD:

thơng tin mang tín

.

ABSTRACT

Biometric data are variable by nature, i.e., biometric samples captured from the
same object at different time are not identical. To be able to use biometrics for
cryptography, we need an extraction method so that the extraction results from
biometric samples which are captured from same object are identical. Based on
Eigenfaces algorithm and Error-Correcting theory, this thesis proposes methods to
extract stable data from similar face images; this data can be used to generated
cryptographic key, protect another key, or combine with other biometrics. The
extraction methods are implemented and evaluated using
and compared with another simple method. The experimentation shows that error
rates are equivalent to traditional Eigenfaces algorithm with good entropy.

___________________________________________________________________


SVTH:

Tô

Trang vi

GVHD:

:

cá nhân tôi,
.

.
, ngày 20 tháng 6


2013

___________________________________________________________________


SVTH:

Trang vii

GVHD:

....................................................................................... 1
1.1.

.................................... 1

1.2.

......................................................... 3

1.3.

..................................................................... 6

1.4.

.............................................................................. 6
............................................................... 7

2.1.


............................................................ 7

2.1.1.

Juels & Wattenberg - A Fuzzy Commitment Scheme (1999) ....... 7

2.1.2.

Juels & Sudan - A Fuzzy Vault Scheme(2003) ............................. 8

2.1.3.

Dodis et. al.

2.1.4.
2.2.

Fuzzzy Extractor (2008) ......................................... 9
................................................ 9
.............................................. 11

2.2.1.

Colin Soutar et. al. - Biometric Encryption (1999) ..................... 11

2.2.2.

........................................ 14
............................................................................. 15


3.1.
3.1.1.

............................................................................................ 15
..................................................................................... 15

___________________________________________________________________


SVTH:

Trang viii

GVHD:

3.1.2.

Không gian Metric ....................................................................... 15

3.1.3.

................................................................ 16

3.1.4.

.................................................................. 17

3.2.
3.2.1.

3.2.2.

................................ 18
............................................................................................. 19
Vector ri

3.2.3.

............................................................... 23
....................................................................... 25

3.3.

...................................... 27

3.4.
............................................................................................ 30
3.4.1.

Entropy t

.......................................................................... 30

3.4.2.

Entropy

trung bình ......................................................... 31

3.4.3.


......................................................................... 31

3.4.4.

............................................................................ 32

3.4.5.

Secure Sketch ............................................................................... 32

3.4.6.

Fuzzy Extractor ............................................................................ 34
............ 37

4.1.

............................................................................................. 37

4.2.

................................................. 37

___________________________________________________________________


SVTH:

Trang ix


GVHD:

4.3. Taxicab Metric .................................................................................... 38
4.4.

.............................. 42

4.5.

............ 44

4.5.1.

...................................................................... 45

4.5.2.

.................................................................. 47

4.5.3.

........................................................... 48

4.5.4.

....................................................................................... 49

4.6.


......................................................................................... 50

4.7.

á entropy ................................................................................. 51
................................................. 53

5.1.

............................................................................................... 53

5.2. Entropy ................................................................................................ 53
5.3.

.................................... 53

5.4.

................................................................................ 54

5.5.

............................. 55

5.5.1.

............................................................... 55

5.5.2.


..... 56
........................................................ 60

___________________________________________________________________


SVTH:

Trang x

GVHD:

6.1.

............................................................................................... 60

6.2.

..................................................................... 62

___________________________________________________________________


SVTH:

Trang xi

GVHD:

Metric .................................................................................................. 53

............. 54
............. 54
...... 55
n....... 56

............................................. 58

___________________________________________________________________


SVTH:

Trang xii

GVHD:

........ 4
..................................... 5

Beinlich ............................................................................................... 10
.................... 10

Bioscrypt Inc. ...................................................................................... 12

Bioscrypt Inc. ...................................................................................... 13
.......................................... 18
.............. 20
........... 21
..................................... 22
................ 23

............................ 28
............................................................................ 29
................................................................................... 33
................................................................................ 34

___________________________________________________________________


SVTH:

Trang xiii

GVHD:
....................................................... 35
.... 35
.................................... 37
............................................. 40
.......................................... 41

.............. 41
.............................. 42
........................................ 45
......................... 57

Taxicab ................................ 57

................................ 58

___________________________________________________________________



SVTH:

Trang 1

GVHD:

1.1.

Mã hóa d a trên m t kh u: M t kh

d n xu t ra khóa d a

trên các gi i thu t d n xu

H

u hành Android

s d

ah

th ng. V
v

iv

m nh c a m t kh u. Mà v


m t kh

ghi nh chúng tr

c a m t kh

ns d b k t

công c t n công theo ki u t

s

m nh c
t:

c b ng cách s d ng m t s
n; m t kh
iv

ph c t p cao khi n vi c
i s d ng, d

n vi c anh ta

t kh u s b l .

Mã hóa d a trên token: Token là m t thi t b ph n c ng có kh
khóa và th c hi n các thao tác mã hóa, gi i mã d

. Các


thi t b này
ng là các th thông minh ti p xúc ho c không ti p xúc, trong
___________________________________________________________________


SVTH:

Trang 2
h th ng

GVHD:

c tích h p trong m t chip có

c vài milimet,

vi c can thi p vào h th
không th .
c

c s d ng ph bi n trong các h th ng yêu

b o m t cao. Tuy nhiên,

m y u nh t trong b t k

h th ng b o m t nào,

ng c m th y b t ti n khi ph i luôn


mang token theo bên mình và vi

t ho

ng

xuyên x y ra. M t s token yêu c u ph

c kích ho t b ng m t mã PIN bí

m

c token. Tuy nhiên vi c này l i

k

làm nhi

d

i c m th y b t ti n và h ghi luôn mã PIN lên token.

h
.

-72

___________________________________________________________________



SVTH:

Trang 3

GVHD:

Technologies (Toronto, Canada) [1, p. 22]
TM

n

[1, p. 22].

tính cá nhân,

di

1.2.
1.1

___________________________________________________________________


SVTH:

Trang 4

GVHD:


Vector
B1

B2

Mã hóa

1.1
1.

ng, m u sinh tr c h
c x lý qua m

cg

c dùng ngay
trích xu

so sánh d
li

, vi c x lý,
dàng và hi u qu

u. Ví d
u mút c

a d u vân tay là m t t

id

m

ng vân tay trong nh ch p d u vân tay.

2. B2: Các vector

i là d li u chính xác hồn tồn,

v

c cho các gi i thu

c này s th c hi n

quá trình s a l i, lo i b nh ng thành ph n sai s và trích xu t ra thông tin c
nh. N u d li
k t qu

u vào là k t qu thu th

c trên cùng m

ng,

u ra ph i gi ng nhau.

3. K t qu c a B2 có th

sinh ra khóa ho c b o v m t khóa


khác, ho c k t h p v i k t qu trích xu t c a m

ch c

mã hóa d li u

B2.

___________________________________________________________________


SVTH:

Trang 5

GVHD:

1.2
[1, p. 21]
cách

1.2

trong hình trên

1.1.

___________________________________________________________________



SVTH:

Trang 6

GVHD:

1.3.

s gi i thi u các cơng trình nghiên c u tiêu bi
mã hóa d li

nv n

ch c

tóm t

lý thuy t và gi i thu t

trong vi c xây d

a lu

0 là ph n chính, di n gi

c s d ng tr c ti p

xu t.

trình bày k t qu th c nghi m và so sánh v i m

n khác
nêu k t lu

xu

ng phát tri n ti p theo c

tài

1.4.

FAR

False Acceptance Rate

FRR

False Rejection Rate

EER

Equal Error Rate

___________________________________________________________________


SVTH:

Trang 7


GVHD:

2.1.
2.1.1.

Juels & Wattenberg - A Fuzzy Commitment Scheme (1999)

A.Juels và M.Wattenberg [2]

Gi s m u sinh tr c h

c bi u di n b ng m t chu i n bit nh phân

là m t mã s a l i có chi u dài n bit, k chi u và kho ng cách t i
thi u là d. Gi s khóa c

c b o v là

K t qu c a quá trình

.

t ng g

commit
.

là
ng


nh phân, phép c ng và phép tr cho k t qu

Gi s m u sinh tr c h

N u

khác

c bi u di n b ng m t chu i n bit nh phân

không quá

khác

bit. Ta có th gi i mã

t trong nh

sinh tr c h

u.

u tiên ng d ng mã s a l i vào vi c

b o v d li u b
nh ng sai s

c

không quá


c h c, dùng mã s a l
c

lo i b

c h c. Tuy nhiên, không ph
bi u di

i d ng m t chu i bit nh phân và

___________________________________________________________________


SVTH:

Trang 8
i khơng q

GVHD:

n

c trên cùng m

có th áp d

c t , ta c n ph i bi
ch


2.1.2.

ng

c gi

i

.

Juels & Sudan - A Fuzzy Vault Scheme(2003)

A.Juels và M.Sudan [3] gi i thi u m t khái ni m g

. M t bí m t

Q trình khóa bí m t
Bí m t

c bi u di n b i m t vector

Bi u di n

id

c:
c g i là t

Ta thêm vào R m t s


m, g

m gây nhi

m gây nhi

:

n t o nên tính b o m t c a h

th ng, k t n công s không bi

m gây nhi

m gây nhi

m

u, tính b o m t c a h

th

càng l n.

Q trình m khóa bí m t

B:

N u ph n giao nhau gi a t p B và t p A


l n, Q s ch a m t s

l n, lúc này, ta dùng mã Reedtính

ng

gi i mã Q

c l i, quá trình gi i mã Reed-Solomon s cho ra k t qu khác

.
___________________________________________________________________


SVTH:

2.1.3.

Trang 9

GVHD:

Dodis et. al. Fuzzzy Extractor (2008)

Y.Dodis et. al. [4]

3.4.5

, bài


3.4.1.

.

2.1.4.

Y.

Nh ng cơng trình nghiên c u khác

U.Martini và S.Beinlich [5]

Minh Châu Âu (EU).

2.1
A.Juels và M.Wattenberg [2]. Tuy nhiên, U.Martini

cho

___________________________________________________________________


SVTH:

Trang 10

GVHD:

2.1.


h

Y.Sutcu et. al. [6]

x, y và góc

.

2.2
Y.Dodis [4]

Q.Li [7],

___________________________________________________________________


SVTH:

Trang 11

GVHD:

khó

Feng Hao et. al. [8]

-Solomon và mã Hadamard

Felix Fontein et. al. [9]


2.2.
2.2.1.

Colin Soutar et. al. - Biometric Encryption (1999)

C.Soutar et. al. [10]

vào

.

___________________________________________________________________


SVTH:

Trang 12

GVHD:

2.3.
Quá trinh mã hóa trong

2.3

T p d li u sinh tr c h c sau quá trình x lý, k t h p v i m t dãy s ng u
nhiên s sinh ra 2 thành ph n: Hstored(u) là thành ph n công khai s
vào Bioscypt, c0(x) là thành ph n bí m

liên k t v i khóa.


Gi i thu t liên k t khóa liên k t c0(x) v i khóa k0, k t qu
Bioscrypt.

___________________________________________________________________