Zabezpečení biometrického systému pomocí technologie blockchain

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.