Zabezpečení biometrického systému pomocí technologie blockchain
Loading...
Date
Authors
Žiška, Marek
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract
Táto práca analyzuje existujúce protokoly používané na dosiahnutie konsenzu v blockchain technológiách, popisuje koncepty biometrických systémov, identifikuje ich bezpečnostné hrozby, predstavuje existujúce riešenia zabezpečenia biometrických systémov. Na základe týchto zistení navrhuje decentralizovanú verziu biometrického systému, ktorý využíva váhovaný protokol PBFT a blockchain na zlepšenie bezpečnosti ``Feature Extractor'' a ``Matcher'' modulov klasického biometrického systému. Blockchain je charakterizovaný ako systém zaznamenávania informácií, ktorý zaisťuje bezpečnosť, nemennosť a transparentnosť v distribuovanej sieti. Priame využitie blockchainu na zabezpečenie citlivých údajov, akými sú aj biometrické údaje, sa nepredpokladá ako najvhodnejšie využitie, no jeho integrácia v rámci procesov jednotlivých komponentov biometrických systémov sa javí ako dobrá možnosť. Nášmu návrhu sa podarilo zmierniť priame útoky na zabezpečované komponenty a útoky na kanály, ktoré ich spájajú, a na kanál, ktorý spája ``Matcher'' s externou aplikáciou.
This work analyzes existing protocols used to reach consensus in blockchain technologies, describes the concepts of biometric systems, identifies their security threats, and presents existing solutions for securing the biometric systems. Based on these findings, designs a decentralized version of the biometric system that makes use of the weighted PBFT protocol and the blockchain to improve the security of feature extraction and matching module of the classical biometric system. Blockchain is characterized as a system of recording information that assures immutability. The direct use of blockchain to secure sensitive data, such as biometric data, is not expected to be the most appropriate use, but its integration within the processes of individual components of biometric systems appears to be a good option. The proposed system was implemented and tested with a variety of test scenarios. Evaluation has shown that our design managed to mitigate direct attacks on the focused components and attacks on the channels that connect them together and the channel that connects the matcher to the external application.
This work analyzes existing protocols used to reach consensus in blockchain technologies, describes the concepts of biometric systems, identifies their security threats, and presents existing solutions for securing the biometric systems. Based on these findings, designs a decentralized version of the biometric system that makes use of the weighted PBFT protocol and the blockchain to improve the security of feature extraction and matching module of the classical biometric system. Blockchain is characterized as a system of recording information that assures immutability. The direct use of blockchain to secure sensitive data, such as biometric data, is not expected to be the most appropriate use, but its integration within the processes of individual components of biometric systems appears to be a good option. The proposed system was implemented and tested with a variety of test scenarios. Evaluation has shown that our design managed to mitigate direct attacks on the focused components and attacks on the channels that connect them together and the channel that connects the matcher to the external application.
Description
Keywords
blockchain, kryptografia, biometrické systémy, bezpečnosť, konsenzus distribuované systémy, decentralizované systémy, byzantská tolerancia chýb, blockchain, cryptography, biometric systems, security, distributed systems, consensus, decentralized systems, byzantine fault tolerance, practical byzantine fault tolerance
Citation
ŽIŠKA, M. Zabezpečení biometrického systému pomocí technologie blockchain [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Informační technologie
Comittee
doc. Ing. Peter Chudý, Ph.D., MBA (předseda)
doc. Ing. Jiří Jaroš, Ph.D. (místopředseda)
Ing. František Grézl, Ph.D. (člen)
Ing. Libor Polčák, Ph.D. (člen)
Ing. Jaroslav Rozman, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2022-08-23
Defence
Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm B. Otázky u obhajoby: A general problem of biometric systems is the variability of the features extracted from the biometric sample. What solutions exist or would you use to eliminate this variability?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení