Nghiên cứu tích hợp bài toán nhận dạng vân tay với ứng dụng thẻ thông minh Lý Hùng Sơn Trường Đại học Công nghệ Luận văn ThS chuyên ngành: Mạng và truyền thông; Mã số: 1 01 10 Người h
Trang 1Nghiên cứu tích hợp bài toán nhận dạng vân tay
với ứng dụng thẻ thông minh
Lý Hùng Sơn
Trường Đại học Công nghệ Luận văn ThS chuyên ngành: Mạng và truyền thông; Mã số: 1 01 10
Người hướng dẫn: PGS.TS Trịnh Nhật Tiến
Năm bảo vệ: 2008
Abstract: Giới thiệu khái quát về thẻ thông minh, cấu trúc vật lý, cấu trúc phần mềm
Đánh giá cơ chế xác thực sử dụng PIN và giới thiệu phương pháp thay thế sử dụng kỹ thuật xác thực sinh trắc học Cung cấp cái nhìn tổng quát nhất về các công nghệ hạ tầng khóa công khai như chứng chỉ số, ký số, mã hóa Tìm hiểu bài toán nhận dạng vân tay: quá trình thu nhận vân tay, lưu trữ vân tay tới quá trình tiền xử lý ảnh, trích chọn đặc trưng, đối sánh vân tay, thiết kế hệ thống nhận dạng vân tay phục vụ cho xây dựng hệ thống tích hợp Đề xuất giải pháp cho mô hình xác thực thẻ thông minh sử dụng kỹ thuật nhận dạng vân tay với các tính chất như khả năng xác thực nhanh, chính xác Các vấn đề bảo mật hệ thống tích hợp cũng được đưa ra cho hướng nghiên cứu trong tương lai Nhận xét, đánh giá đối với giải pháp xác thực thẻ thông minh và trình bày các kết quả đạt được
Keywords: Công nghệ thông tin; Nhận dạng vân tay; Thẻ thông minh
Content
MỞ ĐẦU
Công nghệ thẻ thông minh đã phát triển được hơn 20 năm Ứng dụng đầu tiên của thẻ thông minh trên thị trường là cho hệ thống điện thoại Khi chi phí sản xuất thẻ giảm cũng đồng nghĩa với thị trường ứng dụng của thẻ thông minh được mở rộng Thẻ thông minh được mong đợi sử dụng trong nhiều ứng dụng và đặc biệt trong các ứng dụng liên quan tới bảo mật như quản lý truy nhập, đăng nhập hệ thống, dịch vụ đảm bảo an toàn thư gửi và nhận… Thẻ thông minh được coi là giải pháp tốt cho nhiều lĩnh vực có yêu cầu bảo mật cao, nhưng bản thân việc xác thực quyền sở hữu thẻ cũng là vấn đề cần được quan tâm
Thông thường, trong một ứng dụng thẻ thông minh, xác thực người sở hữu dựa trên PIN Tuy nhiên xác thực dựa trên PIN không phải là một cách thuận tiện đặc biệt khi người dùng có một số lượng lớn PIN và mật khẩu cần nhớ Người dùng có thể quên số PIN và do đó khi cố gắng sử dụng thẻ sau một vài lần thất bại, thẻ sẽ bị khóa Khi các kỹ thuật nhận dạng sinh trắc ngày càng
Trang 2trở nên hoàn thiện, sẽ ngày càng có nhiều kỹ thuật nhận dạng được ứng dụng vào tiến trình xác thực thẻ thông minh Nhiều công ty đã bắt đầu sử dụng kỹ thuật này trong thị trường thương mại như máy ATM Trong tương lai gần, nhận dạng sinh trắc sẽ được tích hợp vào hệ điều hành thẻ
và khi đó người dùng có thể sử dụng kết hợp cả xác thực PIN và xác thực sinh trắc
Tìm hiểu và xây dựng giải pháp xác thực dựa trên kỹ thuật sinh trắc là bài toán hay và đang là mục tiêu nghiên cứu của nhiều đơn vị trong và ngoài nước Trong nước ta, chưa nhiều công trình nghiên cứu tích hợp thẻ thông minh và kỹ thuật sinh trắc học ứng dụng cho bài toán xác thực cá thể trên mạng công khai Luận văn đề xuất giải pháp kết hợp hai công nghệ thẻ thông minh và sinh trắc học dựa trên tính khả năng đáp ứng của phần cứng, thiết bị tương ứng
Do thời gian hạn chế cũng như điều kiện thực nghiệm còn nhiều khó khăn nên kết quả đạt được còn một vài điểm thiếu sót Tuy vậy luận văn sẽ là một tiền đề tốt cho việc nghiên cứu và phát triển hoàn thiện giải pháp có khả năng đưa ra ứng dụng trong thực tế Đây chính là ý nghĩa thực tiễn và mục tiêu luận văn hướng đến
Nội dung luận văn và các vấn đề cần giải quyết
Tìm hiểu cơ sở toán học và các kỹ thuật mã hóa, ký số
Tìm hiểu cơ sở hạ tầng khóa công khai (PKI)
Tìm hiểu công nghệ thẻ thông minh (SmartCard)
Tìm hiểu cơ sở lý thuyết nhận dạng sinh trắc học
Tìm hiểu bài toán nhận dạng vân tay
Đề xuất giải pháp tích hợp giữa thẻ thông minh và bài toán nhận dạng vân tay
Xây dựng các module thử nghiệm và tích hợp hệ thống thử nghiệm
Nhận xét, đánh giá mô hình giải pháp, tính khả thi của giải pháp trong thực tiễn
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu tài liệu khoa học, ứng dụng
Tham khảo ý kiến của các chuyên gia
Tìm kiếm thông tin công nghệ tương tự
Cấu trúc luận văn được chia thành bốn chương
Chương 1: Tổng quan về thẻ thông minh
Trang 3Giới thiệu các nội dung, kiến thức cơ bản về thẻ thông minh Nội dung của chương sẽ giới thiệu khái quát về thẻ thông minh, cấu trúc vật lý, cấu trúc phần mềm Đánh giá cơ chế xác thực sử dụng PIN và giới thiệu phương pháp thay thế sử dụng kỹ thuật xác thực sinh trắc học Ngoài ra hạ tầng khóa công khai cũng được đề cập tới cung cấp cái nhìn tổng quan nhất về các công nghệ sẽ sử dụng như: chứng chỉ số, ký số, mã hóa
Chương 2: Bài toán nhận dạng vân tay
Nội dung của chương sẽ tập trung tìm hiểu bài toán nhận dạng vân tay Các bước trong quá trình nhận dạng vân tay sẽ được mô tả chi tiết: quá trình thu nhận vân tay, lưu trữ vân tay tới các quá trình tiền xử lý ảnh, trích chọn đặc trưng và cuối cùng là giai đoạn đối sánh vân tay Cuối chương này sẽ đề cập tới một số vấn đề trong quá trình thiết kế một hệ thống nhận dạng vân tay nhằm phục vụ cho việc xây dựng hệ thống tích hợp trong phần sau
Chương 3: Mô hình xác thực thẻ thông minh sử dụng kỹ thuật nhận dạng vân tay
Đề xuất giải pháp xác thực sử dụng kỹ thuật nhận dạng sinh trắc học Nội dung chương cũng sẽ đề cập tới một vài giải pháp xác thực sử dụng các thuật toán đối sánh khác nhau
Từ đó lựa chọn giải pháp phù hợp nhất với ứng dụng sử dụng thẻ: đó là các tính chất như khả năng xác thực nhanh, chính xác Các vấn đề bảo mật của hệ thống tích hợp cũng được đề cập nhằm đưa ra hướng nghiên cứu trong tương lai
Chương 4: Thử nghiệm giải pháp
Đưa ra các đánh giá nhận xét đối với giải pháp xác thực thẻ thông minh đã đề xuất trong chương hai và chương ba Mô hình hệ thống thử nghiệm được đề xuất và đánh giá các kết quả đạt được
References
Tiếng Việt
[1] Đông Mạnh Quân, Hạ tầng khóa công khai, Học viện bưu chính viễn thông
Tiếng Anh
[2] Wolfgang Rankl and Wolfgang Effing, Smart Card Handbook Third Edition, John Wiley & Sons, Ltd
[3] Christopher J Crump, Wei Gong, Match on Card (MOC) White Paper, Cogent Systems
Trang 4[4] Yoshiaki Isobe, Yoichi Seto, and Masanori Kataoka, Development of Personal
Authentication System Using Fingerprint with Digital Signature Technologies, Systems
Development Laboratory, Hitachi, Ltd And Hitachi netBusiness, Ltd
[5] Xiping Luo, Jie Tian and Yan Wu, A Minutia Matching Algorithm in Fingerprint
Verification, AILAB, Institute of Automation, The Chinese Academy of Sciences, Beijing,
IEEE ,2000
[6] Eleonora Paganelli, The e-Government Digital Credentials: Concepts and Case studies,
Università Degli Studi Di Camerino
[7] Magnus Pettersson, Marten Ä Obrink, How secure is your biometric solution? Precise
Biometrics
[8] Committee On Government Reform, Advancements In Smart Card And Biometric
Technology, Committee On Government Reform
[9] Sharat S Chikkerur, Online Fingerprint Verification System, State University of New
York
[10] International Technical Support Organization, Smart Cards: A Case Study, IBM
[11] Anil Jain, Arun Ross, Salil Prabhakar, Fingerprint Matching Using Minutiae And Texture
Features, Appeared in Proc of Int’l Conference on Image Processing (ICIP)
[12] Luciano Rila and Chris J Mitchell, Security analysis of smartcard to card reader
communications for biometric cardholder authentication, Information Security Group
Royal Holloway, University of London
[13] Raymond Thai, Fingerprint Image Enhancement and Minutiae Extraction, The University
of Western Australia
[14] Denis PRACA, Claude BARRAL, From smart cards to smart objects: The road to new
smart technologies, Gemplus Developer Conference 2000
[15] Mounina G Bocoum, “Acceptance Threshold’s Adaptability in Fingerprint-Based
Authentication Methods”, School of Computer Science McGill University, Montreal
[16] D Maltoni, D Maio, A.K Jain, S Prabhakar, Handbook of Fingerprint Recognition,
Springer, New York, 2003
[17] Giampaolo Bella1, Stefano Bistarelli, and Fabio Martinelli, Biometrics to Enhance
Smartcard Security, Simulating MOC using TOC, Computer Laboratory, University of
Cambridge, UK
Trang 5Địa chỉ websites
[18] http://en.wikipedia.org/wiki/Smart_card
[19] http://www.microsoft.com/whdc/device/input/smartcard/ [20] http://www.smartcardclub.co.uk/
[21] http://www.biometrie-online.net/dossiers/generalites/