Abstract— Authentication has been playing an important role in security systems and security operations. In a general sense, there are three types of person authentication: something a person knows (password-based), something a person has (token-based), and something a person is (biometric-based). Each has its own merits but also there are drawbacks which can cause vulnerabilities to security systems. Recently, technological advances make it easy to obtain Electroencephalography (EEG) signals. Moreover, the evidence shows that finding repeatable and stable brainwave patterns in EEG signals is feasible, and the prospect of using EEG signals for person authentication promising. An EEG-based person authentication system has the combined advantages of all three types of person authentication currently in use, yet without their drawbacks. Therefore, an EEG-based person authentication system should be suitable for especially high security systems. In this paper, we further speculate on that issue to provide a comprehensive review of state-of-the-art methods and some research directions for such an authentication system.
|
Tài liệu tham khảo [1]. W. Stalling and L. Brown, “Computer security: Principles and practice-third edition”, William Stallings, 2015. [2]. R. S. Sandhu and P. Samarati, “Access control: principle and practice”, Communications Magazine, IEEE, vol. 32, no. 9, pp. 40-48, 1994. [3]. A. K. Jain, A. Ross, and S. Prabhakar, “An introduction to biometric recognition”, Circuits and Systems for Video Technology, IEEE Transactions on, vol. 14, no. 1, pp. 4-20, 2004. [4]. C. Rathgeb and A. Uhl, “A survey on biometric cryptosystems and cancelable biometrics”, EURASIP Journal on Information Security, vol. 2011, no. 1, pp. 1-25, 2011. [5]. V. Matyas and Z. Riha, “Security of biometric authentication systems”, in Computer Information Systems and Industrial Management Applications (CISIM), 2010 International Conference on. IEEE, pp. 19-28, 2010. [6]. S. Marcel and J. d. R. Millan, “Person authentication using brainwaves (eeg) and maximum a posteriori model adaptation”, Pattern Analysis and Machine Intelligence, IEEE Transactions on, vol. 29, no. 4, pp. 743-752, 2007. [7]. B. Obermaier, C. Neuper, C. Guger, and G. Pfurtscheller, “Information transfer rate in a five-classes brain-computer interface”, Neural Systems and Rehabilitation Engineering, IEEE Transactions, vol. 9, no. 3, pp. 283-288, 2001. [8]. S. Sanei and J. A. Chambers, “EEG signal processing”, Wiley Interscience, 2008. [9]. G. N. G. Molina, T. Ebrahimi, and J.-M. Vesin, “Joint time-frequency-space classification of eeg in a brain-computer in-terface application”, EURASIP journal on applied signal processing, vol. 2003, pp. 713-729, 2003. [10]. F. Lotte, “Study of electroencephalographic signal processing and classification techniques towards the use of brain-computer interfaces in virtual reality applications”, Ph.D. dissertation, INSA de Rennes, 2008. [11]. F. Sharbrough, G. Chatrian, R. Lesser, H. L¨ uders, M. Nuwer, and T. Picton, “American electroencephalographic society guidelines for standard electrode position nomenclature”, J. clin. Neurophysiol, vol. 8, no. 2, pp. 200-202, 1991. [12]. E. A. Curran and M. J. Stokes, “Learning to control brain activity: a review of the production and control of eeg components for driving brain computer interface (BCI) systems”, Brain and cognition, vol. 51, no. 3, pp. 326-336, 2003. [13]. P. Campisi and D. La Rocca, “Brain waves for automatic biometric based user recognition”, 2014. [14]. M. Poulos, M. Rangoussi, N. Alexandris, A. Evangelou et al., “Person identification from the EEG using nonlinear signal classification”, Methods of information in Medicine, vol. 41, no. 1, pp. 64-75, 2002. [15]. J. Berkhout and D. O. Walter, “Temporal stability and individual differences in the human EEG: an analysis of variance of spectral values”, IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 3, no. BME-15, pp. 165-168, 1968. [16]. F. Vogel, “The genetic basis of the normal human electroen- cephalogram (EEG)”, Humangenetik, vol. 10, no. 2, pp. 91-114, 1970. [17]. J. J. Lynch, D. A. Paskewitz, and M. T. Orne, “Inter-session stability of human alpha rhythm densities”, Electroencephalography and clinical neurophysiology, vol. 36, pp. 538-540, 1974. [18]. B. P. Zietsch, J. L. Hansen, N. K. Hansell, G. M. Geffen, N. G. Martin, and M. J. Wright, “Common and specific genetic influences on EEG power bands delta, theta, alpha, and beta”, Biological psychology, vol. 75, no. 2, pp. 154-164, 2007. [19]. T. Gasser, P. B¨ acher, and H. Steinberg, “Test-retest reliability of spectral parameters of the EEG”, Electroencephalography and clinical neurophysiology, vol. 60, no. 4, pp. 312-319, 1985. [20]. M. Salinsky, B. Oken, and L. Morehead, “Test-retest reliability in EEG frequency analysis”, Electroencephalography and clinical neurophysiology, vol. 79, no. 5, pp. 382-392, 1991. [21]. M. N¨ apflin, M. Wildi, and J. Sarnthein, “Test–retest reliability of resting eeg spectra validates a statistical signature of persons”, Clinical Neurophysiology, vol. 118, no. 11, pp. 2519-2524, 2007. [22]. L. McEvoy, M. Smith, and A. Gevins, “Test–retest reliability of cognitive eeg”, Clinical Neurophysiology, vol. 111, no. 3, pp. 457-463, 2000. [23]. D. La Rocca, P. Campisi, and G. Scarano, “On the repeatability of EEG features in a biometric recognition framework using a resting state protocol”, in BIOSIGNALS, pp. 419-428, 2013. [24]. H. J. Lee, H. S. Kim, and K. S. Park, “A study on the reproducibility of biometric authentication based on electroen-cephalogram (EEG)”, in Neural Engineering (NER), 2013 6th International IEEE/EMBS Conference on. IEEE, pp.13-16, 2013. [25]. R. Palaniappan and K. Revett, “Pin generation using EEG: a stability study”, International Journal of Biometrics, vol. 6, no. 2, pp. 95-105, 2014. [26]. K.-Y. Lee and D. Jang, “Ethical and social issues behind brain computer interface”, in Brain-Computer Interface (BCI), 2013 International Winter Workshop on. IEEE, pp. 72-75, 2013,. [27]. A. Stopczynski, D. Greenwood, L. K. Hansen, and A. Pentland, “Privacy for personal neuroinformatics”, Available at SSRN 2427564, 2014. [28]. T. Bonaci, R. Calo, and H. J. Chizeck, “App stores for the brain: Privacy & security in brain-computer interfaces”, in Ethics in Science, Technology and Engineering, 2014 IEEE International Symposium on. IEEE, pp. 1-7, 2014. [29]. C.-F. Lin, S.-H. Shih, and J.-D. Zhu, “Chaos based encryption system for encrypting electroencephalogram signals”, Journal of medical systems, vol. 38, no. 5, pp. 1-10, 2014. [30]. P. T. Nguyen, “On EEG-based person recognition and human characteristics classification”, 2015. [31]. H. Stassen, “Computerized recognition of persons by EEG spectral patterns”, Electroencephalography and clinical neurophysiology, vol. 49, no. 1, pp. 190-194, 1980. [32]. J. Thorpe, P. C. van Oorschot, and A. Somayaji, “Pass thoughts: authenticating with our minds”, in Proceedings of the 2005 workshop on New security paradigms. ACM, 2005, pp. 45-56, 2005. [33]. A. Martin, G. Doddington, T. Kamm, M. Ordowski, and M. Przybocki, “The det curve in assessment of detection task performance”, DTIC Document, Tech. Rep, 1997. [34]. M. Fatourechi, A. Bashashati, R. K. Ward, and G. E. Birch, “Emg and eog artifacts in brain computer interface systems: A survey”, Clinical neurophysiology, vol. 118, no. 3, pp. 480-494, 2007. [35]. A. Vallabhaneni, T. Wang, and B. He, “Braincomputer interface”, in Neural engineering. Springer, pp. 85-121, 2005. [36]. R. Palaniappan, “Method of identifying individuals using vep signals and neural network”, IEE Proceedings-Science, Measurement and Technology, vol. 151, no. 1, pp. 16-20, 2004. [37]. J. G. Snodgrass and M. Vanderwart, “A standardized set of 260 pictures: norms for name agreement, image agreement, familiarity, and visual complexity”, Journal of experimental psychology: Human learning and memory, vol. 6, no. 2, pp.174, 1980. [38]. R. Palaniappan and D. P. Mandic, “Energy of brain potentials evoked during visual stimulus: A new biometric?”, in Artificial Neural Networks: Formal Models and Their Applications – ICANN 2005. Springer, pp. 735-740, 2005. [39]. K. Ravi and R. Palaniappan, “Leave-one-out authentication of persons using 40 hz eeg oscillations”, in Computer as a Tool, 2005. EUROCON 2005. The International Conference on, vol. 2. IEEE, pp. 1386-1389, 2005. [40]. R. Palaniappan, “Two-stage biometric authentication method using thought activity brain waves”, International Journal of Neural Systems, vol. 18, no. 01, pp. 59-66, 2008. [41]. A. Z´ uquete, B. Quintela, and J. P. da Silva Cunha, “Biometric authentication using brain responses to visual stimulus”, In BIOSIGNALS, pp. 103-112, 2010. [42]. S.-K. Yeom, H.-I. Suk, and S.-W. Lee, “Eeg-based person authentication using face stimulus”, in Brain-Computer Interface (BCI), 2013 International Winter Workshop on. IEEE, pp. 58-61, 2013. [43]. Q. Gui, Z. Jin, and W. Xu, “Exploring eeg-based biometrics for user identification and authentication”, in Signal Processing in Medicine and Biology Symposium (SPMB), 2014 IEEE. IEEE, pp. 1-6, 2014. [44]. C. He and Z. J. Wang, “An independent component analysis (ICA) based approach for eeg person authentication”, in Bioin-formatics and Biomedical Engineering, 2009. ICBBE 2009. 3rd International Conference on. IEEE, pp. 1-4, 2009. [45]. C. He, X. Lv, and J. Wang, “Hashing the mar coefficients from EEG data for person authentication”, in Acoustics, Speech and Signal Processing, 2009. ICASSP 2009. IEEE International Conference on. IEEE, pp. 1445-1448, 2009. [46]. H. Jian-feng, “Biometric system based on eeg signals by feature combination”, in Measuring Technology and Mechatronics Automation (ICMTMA), 2010 International Conference on, vol. 1. IEEE, pp. 752-755, 2010. [47]. H. A. Shedeed, “A new method for person identification in a biometric security system based on brain EEG signal processing”, in Information and Communication Technologies (WICT), 2011 World Congress on. IEEE, pp. 1205-1210, 2011. [48]. K. Ravi and R. Palaniappan, “Neural network classification of late gamma band electroencephalogram features”, Soft Computing, vol. 10, no. 2, pp. 163-169, 2006. [49]. S. Mason, A. Bashashati, M. Fatourechi, K. Navarro, and G. Birch, “A comprehensive survey of brain interface technology designs”, Annals of biomedical engineering, vol. 35, no. 2, pp. 137-169, 2007. [50]. F. Lotte, M. Congedo, A. L´ Ecuyer, F. Lamarche, B. Arnaldi et al., “A review of classification algorithms for EEG-based brain-computer interfaces”, Journal of neural engineering, vol. 4, 2007. [51]. J. Makhoul, “Linear prediction: A tutorial review”, Proceedings of the IEEE, vol. 63, no. 4, pp. 561-580, 1975. [52]. J. Pardey, S. Roberts, and L. Tarassenko, “A review of parametric modelling techniques for EEG analysis”, Medical engineering & physics, vol. 18, no. 1, pp. 2-11, 1996. [53]. P. Stoica and R. L. Moses, “Spectral analysis of signals”, Pearson/Prentice Hall Upper Saddle River, NJ, 2005. [54]. M. S. Bartlett, “Smoothing periodograms from time series with continuous spectra”, Nature, vol. 161, no. 4096, pp. 686-687, 1948. [55]. P. Welch, “The use of fast fourier transform for the estimation of power spectra: a method based on time averaging over short, modified periodograms”, IEEE Transactions on audio and electroacoustics, pp. 70-73, 1967. [56]. M. Poulos, M. Rangoussi, V. Chrissikopoulos, and A. Evangelou, “Person identification based on parametric processing of the EEG”, in Electronics, Circuits and Systems, 1999. Proceedings of ICECS’99. The 6th IEEE International Conference on, vol. 1. IEEE, pp. 283-286, 1999. [57]. R. Paranjape, J. Mahovsky, L. Benedicenti, and Z. Koles, “The electroencephalogram as a biometric”, in Electrical and Computer Engineering, 2001. Canadian Conference on, vol. 2. IEEE, pp. 1363-1366, 2001. [58]. M. K. Abdullah, K. S. Subari, J. L. C. Loong, and N. N. Ah-mad, “Analysis of effective channel placement for an EEG-based biometric system”, in Biomedical Engineering and Sciences (IECBES), 2010 IEEE EMBS Conference on. IEEE, pp. 303-306, 2010. [59]. K. Brigham and B. V. Kumar, “Subject identification from electroencephalogram (EEG) signals during imagined speech”, in Biometrics: Theory Applications and Systems (BTAS), 2010 Fourth IEEE International Conference on. IEEE, pp.1-8, 2010. [60]. A. Riera, A. Soria-Frisch, M. Caparrini, C. Grau, and G. Ruffini, “Unobtrusive biometric system based on electroencephalogram analysis”, EURASIP Journal on Advances in Signal Processing, vol. 2008, pp. 18, 2008. [61]. C. Ashby, A. Bhatia, F. Tenore, and J. Vogelstein, “Low-cost electroencephalogram (EEG) based authentication”, in Neural Engineering (NER), 2011 5th International IEEE/EMBS Conference on. IEEE, pp. 442-445, 2011. [62]. P. Nguyen, D. Tran, X. Huang, and W. Ma, “Motor imagery EEG-based person verification”, in Advances in Computational Intelligence. Springer, pp. 430-438, 2013. [63]. P. Nguyen, D. Tran, T. Le, X. Huang, and W. Ma, “EEG-based person verification using multi-sphere SVDD and UBM”, in Advances in Knowledge Discovery and Data Mining. Springer, pp. 289-300, 2013. [64]. A. Flexer, “Data mining and electroencephalography”, Statistical Methods in Medical Research, vol. 9, no. 4, pp. 395-413, 2000. [65]. X. Wu, V. Kumar, J. R. Quinlan, J. Ghosh, Q. Yang, H. Motoda, G. J. McLachlan, A. Ng, B. Liu, S. Y. Philip et al, “Top 10 algorithms in data mining”, Knowledge and Information Systems, vol. 14, no. 1, pp. 1-37, 2008. [66]. B. E. Boser, I. M. Guyon, and V. N. Vapnik, “A training algorithm for optimal margin classifiers”, in Proceedings of the feifth annual workshop on Computational learning theory. ACM, pp. 144-152, 1992. [67]. C. Cortes and V. Vapnik, “Support-vector networks”, Machine learning, vol. 20, no. 3, pp. 273-297, 1995. [68]. D. M. Tax and R. P. Duin, “Support vector data description”, Machine learning, vol. 54, no. 1, pp. 45-66, 2004. [69]. K. Das, S. Zhang, B. Giesbrecht, and M. P. Eckstein, “Using rapid visually evoked EEG activity for person identification”, in Engineering in Medicine and Biology Society, 2009. EMBC 2009. Annual International Conference of the IEEE. IEEE, pp. 2490-2493, 2009. [70]. C.-C. Chang and C.-J. Lin, “Libsvm: A library for support vector machines”, ACM Transactions on Intelligent Systems and Technology (TIST), vol. 2, no. 3, pp. 27, 2011. [71]. Z. Dan, Z. Xifeng, and G. Qiangang, “An identification system based on portable EEG acquisition equipment”, in Intelligent System Design and Engineering Applications (ISDEA), 2013 Third International Conference on. IEEE, pp. 281-284, 2013. [72]. S. Sun, “Multitask learning for EEG-based biometrics,” in Pattern Recognition, 2008. ICPR 2008. 19th International Conference on. IEEE, pp. 1-4, 2008. [73]. J. Chuang, H. Nguyen, C. Wang, and B. Johnson, “I think, therefore I am: Usability and security of authentication using brainwaves,” in Financial Cryptography and Data Security. Springer, 2013, pp. 1-16, 2013. [74]. //fingerchip.pagespersoorange.fr/biometrics/ accuracy.html. |
Phạm Tiến Dũng, Đinh Hoàng Gia, Lê Khải, Đào Thị Hồng Vân
15:00 | 30/08/2016
15:00 | 06/09/2016
10:00 | 15/09/2016
14:00 | 23/05/2024
Trình duyệt Chrome đang được rất nhiều người tin dùng bởi độ ổn định và khả năng bảo mật. Tuy nhiên, sự phổ biến này cũng khiến nó trở thành mục tiêu của tin tặc.
14:00 | 10/05/2024
Hiện nay, người dùng mạng máy tính đang thường xuyên phải đối mặt với những rủi ro từ các mối đe dọa mạng, như mã độc, phần mềm gián điệp, rootkit, tấn công lừa đảo,… Đối với Windows 11, dù hệ điều hành này có khả năng bảo mật nâng cao so với những phiên bản Windows trước đây, tuy nhiên không vì vậy mà người dùng được phép chủ quan. Trong bài báo này sẽ chia sẻ tới độc giả một số tùy chỉnh cấu hình nâng cao giúp Windows 11 trở nên bảo mật và an toàn hơn.
08:00 | 06/11/2023
Khi 5G ngày càng phổ biến và được nhiều doanh nghiệp sử dụng cho truyền tải không dây, một câu hỏi quan trọng được đặt ra đó là: “Ai chịu trách nhiệm đảm bảo bảo mật cho 5G?”. Việc triển khai 5G bảo mật bao gồm nhiều khía cạnh và trách nhiệm, nó sẽ là trách nhiệm chung của cả các nhà cung cấp dịch vụ và các doanh nghiệp triển khai.
15:00 | 03/09/2023
Để bảo vệ thông tin dữ liệu được an toàn và tránh bị truy cập trái phép, mã hóa là một trong những cách thức hiệu quả nhất đảm bảo dữ liệu không thể đọc/ghi được, ngay cả trong trường hợp bị xâm phạm. Trong số 1 (065) 2022 của Tạp chí An toàn thông tin đã hướng dẫn về cách mã hóa ổ đĩa cứng sử dụng Bitlocker. Tuy nhiên, với người dùng phiên bản Windows 10 Home thì giải pháp này lại không được hỗ trợ. Bài viết sau sẽ giới thiệu đến độc giả VeraCrypt, một công cụ mã hóa miễn phí đa nền tảng với khả năng hỗ trợ nhiều thuật toán mật mã và hàm băm, cho phép người dùng mã hóa các tệp tin, phân vùng hệ thống và tạo ổ đĩa ảo mã hóa với tùy chọn phù hợp.
08:00 | 11/01/2024 | Chính sách - Chiến lược
09:00 | 10/01/2024 | Giải pháp khác
09:00 | 05/01/2024|Chính sách - Chiến lược
09:00 | 05/01/2024|An ninh – Quốc Phòng
Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ số, số lượng các phần mềm chương trình được công bố ngày càng lớn. Song hành với đó là việc tin tặc luôn tìm cách phân tích, dịch ngược các chương trình nhằm lấy cắp ý tưởng, bẻ khóa phần mềm thương mại gây tổn hại tới các tổ chức, cá nhân phát triển phần mềm. Đặc biệt, trong ngành Cơ yếu có những chương trình có tích hợp các thuật toán mật mã ở mức mật và tối mật thì việc chống phân tích, dịch ngược có vai trò hết sức quan trọng. Do đó, việc phát triển một giải pháp bảo vệ các chương trình phần mềm chống lại nguy cơ phân tích, dịch ngược là rất cấp thiết.
16:00 | 04/08/2024
Có rất nhiều khái niệm về Zero Trust nhưng bạn đã thực sự hiểu về nó? Bài báo này sẽ đưa ra khái niệm dễ hiểu sự hình thành của thuật ngữ Zero Trust, các tác nhân, khu vực cần triển khai Zero Trust...
13:00 | 13/08/2024
