动态实时身份认证的方法研究

doi:10.11959/j.issn.2909-109x.2016.00040

摘要/Abstract

摘要：

为减小身份伪冒给企业和组织带来的内部威胁，提出了一种全场景下动态实时身份认证方法。利用伪造的鼠标异常构建动态身份认证场景；当出现连续的动态认证异常时，系统引导用户进行了由记忆游戏构建的固定场景身份认证。对15位用户进行了身份认证实验，得到了3.0%的拒真率、1.8%的容错率以及8.12 s的认证时间。实验表明，动态场景和固定场景身份认证的有效配合，不仅克服了固定场景无法实时身份认证的弊端，而且保证了用户的体验，同时提高了身份认证的准确率。

关键词: 内部威胁, 身份认证, 身份识别, 支持向量机, 鼠标动力学

Abstract:

To solve the problem organization’s insider threats which was brought by internal staff through identity spoofing. A method of dynamic real-time authentication was presented. By faking exceptions of mouse to build dynamic authentication, when continuously consecutive authentication were abnormal, user was forced into fixed scene certification which was building of memory game. An identity verification experiment, in which 15 participants were involved, showed that the performance of proposed method was encouraging with FAR of 1.8% and FRR of 3.0% and authentication time of 8.12 s for authentication. The experiment shows that the method is not only real-time but also has a better user experience and accuracy.

Key words: insider threat, identity authentication, identity monitoring, SVM, mouse dynamics

中图分类号:

TP309

毛传武,程阳,余文明. 动态实时身份认证的方法研究[J]. 网络与信息安全学报, 2016, 2(3): 76-85.

Chuan-wu MAO,Yang CHENG,Wen-ming YU. Method of dynamic real-time authentication[J]. Chinese Journal of Network and Information Security, 2016, 2(3): 76-85.

图/表 10

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参考文献 14

[2]	CHEN X J , XU F , XU R , et al. A practical real-time authentication system with identity tracking based on mouse dynamics[C]// IEEE INFOCOM.c 2014: 121-122.
[3]	CHEN X J , FANG B X , TAN Q F et al. Inferring attack intent of malicious insider based on probabilistic attack graph model[J]. Chinese Journal of Computers, 2014,37(1): 62-72.
[4]	魏梓丞 . 面向身份伪冒的主机异常行为检测[D]. 北京:北京邮电大学 2014.
	WEI Z C . Abnormal behavior detection of host computer for identity based intrusion detection[D]. Beijing:Beijing University of Posts and Telecommunications 2014.
[5]	陈小军, 时金桥, 徐菲 , 等. 面向内部威胁的最优安全策略算法研究[J]. 计算机研究与进展 2014: 51 （7） 1565-1577.
	CHEN X J , SHI J Q , XU F , et al. Research on the optimal security policy algorithm for internal threats[C]// Computer Research and Development, 2014, 51 （7） 1565-1577.
[6]	ZHENG N , PALOSKL A , WANG H . An efficient user verification system via mouse movements[C]// ACM Conference on Computer& Communications Security.c 2011: 139-150.
[7]	PUSARA M , BRODLEY C E . User re-authentication via mouse movements[C]// Workshop on Visualization & Data Mining for Computer Security.c 2004: 1-8.
[8]	AHMED A , TRAORE I . Detecting computer Intrusions using behavioral biometrics[C]// The third Annual Conference on Privacy, Security and Trust.c 2005: 91-98.
[9]	GAMBOA H , FRED A . A behavioral biometric system based on human-computer interaction[C]// The International Society for Optical Engineering.c 2004: 381-392.
[10]	房超, 蔡忠闽, 沈超 , 等. 基于鼠标动力学模型的用户身份认证与监控[J]. 西安交通大学学报 2008, 10 （40） 1235-1239.
	FANG C , CAI Z M , SHEN C , et al. Authentication and monitoring of user identities based on mouse dynamics[J]. Journal of Xi'an Jiaotong University, 2008, 10 （40） 1235-1239.
[11]	沈超, 蔡忠闽, 管晓宏 , 等. 基于鼠标行为特征的用户身份认证与监控[J]. 通信学报 2010, 31 （7） 68-75.
	SHEN C , CAI Z M , GUAN X H , et al. User identity authentication and monitoring based on the behavior of the mouse[J]. Journal of Communication, 2010, 31 （7） 68-75.
[12]	王森, 蔡忠闽, 沈超 , 等. 行为截获技术对鼠标动力学身份认证的影响[J]. 微电子学与计算机 2013, 30 （4） 14-21.
	WANG S , CAI Z M , SHEN C , et al. The influence of the technology on the dynamic identity authentication of the mouse[J]. MiCroelectronics and Computer, 2013, 30 （4） 14-21.
[13]	王鑫, 王梦莹, 梁金, . 基于鼠标键盘行为的身份认证[J]. 中国教育技术装备, 2014 （22）: 50-53.
	WANG X , WANG M Y , LIANG J . Identity authentication based on the behavior of the mouse and keyboard[J]. China Educational Technology and Equipment, 2014 （22）: 50-53.
[1]	CHEN X J , SHI J Q , XU R , et al. PAITS: detect masquerader via short-lived interventional mouse dynamics[M]. Berlin: Springer, 2014: 231-242.
[14]	WEI Z , CHEN X , PU Y et al. A real-time authentication method based on cursor-hidden scene[J]. International Workshop on Cloud Computing & Information Security, 2013, 52 （1391）: 346-350.

参数类型	参数描述	特征维数编号
鼠标移动方向	起始方向，结束方向，中间途经方向统计	1，2，3～10
鼠标轨迹曲率	轨迹转弯处的曲率均值，转弯个数	11，12
鼠标移动距离	X、Y方向均值，X、Y方向方差，起止点距离	13、14，15、16，17
鼠标移动速度	X方向速度均值、方差、极大值、极小值，Y方向速度均值、方差、极大值、	18～21，22～25，26～29
	极小值，极值次数

参数类型	参数描述	特征维数编号
鼠标左键单击	单击次数，单击到抬起的时间均值、方差	30,31～32
鼠标移动时间	完成整个拼图的时间	33
鼠标移动距离	图片每块的拖动时间及距离（每张图分为8块）	34～41,42～49

用户	动态场景		固定场景		全场景		平均认证时间/s
用户	FAR	FRR	FAR	FRR	FAR	FRR	平均认证时间/s
用户1	3.3%	4.6%	0.8%	1.7%	1.6%	2.3%	8.74
用户2	3.0%	4.4%	1.1%	2.1%	2.3%	3.1%	7.23
用户3	2.5%	3.9%	0.7%	2.3%	1.7%	2.7%	8.26
用户4	2.6%	3.7%	0.7%	1.7%	1.5%	2.9%	7.67
用户5	3.0%	3.9%	1.5%	2.7%	1.9%	3.1%	7.70
15位用户平均	3.1%	4.2%	1.2%	2.4%	1.8%	3.0%	8.12

[1]	冯冠云, 付才, 吕建强, 韩兰胜. 基于操作注意力和数据增强的内部威胁检测[J]. 网络与信息安全学报, 2023, 9(3): 102-112.
[2]	朱春陶, 尹承禧, 张博林, 殷琪林, 卢伟. 基于多域时序特征挖掘的伪造人脸检测方法[J]. 网络与信息安全学报, 2023, 9(3): 123-134.
[3]	郭辉, 罗勇, 郭晓潞. 基于国密算法的车载以太网控制器身份认证方法[J]. 网络与信息安全学报, 2022, 8(6): 20-28.
[4]	易聪, 胡军. 新的基于鼠标行为的持续身份认证方法[J]. 网络与信息安全学报, 2022, 8(5): 179-188.
[5]	杨冠群, 刘荫, 徐浩, 邢宏伟, 张建辉, 李恩堂. 基于区块链的电网可信分布式身份认证系统[J]. 网络与信息安全学报, 2021, 7(6): 88-98.
[6]	宋永成, 黄欣沂, 伍玮, 陈海霞. 基于编码的数字签名综述[J]. 网络与信息安全学报, 2021, 7(4): 1-17.
[7]	叶岳洋, 张兴兰. Fabric中的匿名身份认证技术研究[J]. 网络与信息安全学报, 2021, 7(3): 134-140.
[8]	张效林,谷大武,张驰. 移动平台典型应用的身份认证问题研究[J]. 网络与信息安全学报, 2020, 6(6): 137-151.
[9]	王昊,吴天昊,朱孔林,张琳. 交叉口场景下基于区块链技术的匿名车辆身份认证方案[J]. 网络与信息安全学报, 2020, 6(5): 27-35.
[10]	陈盈盈,章峰,蒋文保,周旭. 基于可信联盟的P2P网络身份认证机制[J]. 网络与信息安全学报, 2020, 6(2): 77-86.
[11]	陈舒荻,朱友文. 抗肩窥攻击的安全口令输入方法[J]. 网络与信息安全学报, 2019, 5(1): 87-93.
[12]	吴邱涵,胡卫. 基于SM2算法和区块链的移动端身份认证协议设计[J]. 网络与信息安全学报, 2018, 4(9): 60-65.
[13]	吕从东,李毓才. 货运列车车载网络轻量级身份认证协议研究[J]. 网络与信息安全学报, 2018, 4(11): 23-31.
[14]	王佳林, 刘吉强, 赵迪, 王盈地, 相迎宵, 陈彤, 童恩栋, 牛温佳. 基于非对称卷积自编码器和支持向量机的入侵检测模型[J]. 网络与信息安全学报, 2018, 4(11): 57-68.
[15]	毋泽南,田立勤,王志刚. 基于机器学习的Web用户行为认证[J]. 网络与信息安全学报, 2018, 4(1): 45-51.