Multifactor authentication using smartphone as token

Abstract

Biometrics are a field of study with relevant developments in the last decade. Specifically, electrocardiogram (ECG) based biometrics are now deemed a reliable source of identification. One of the major advances in this technology was the improvements in off-the-person authentication, by requiring nothing more than dry electrodes or conductive fabrics to acquire an ECG signal in a non-intrusive way through the user’s hands. However, identification still has a relatively poor performance when using large user databases. In this dissertation we suggest using ECG authentication associated with a smartphone security token in order to improve performance and decrease the time required for the recognition. We develop this technique in a user authentication scenario for a Windows login. We developed our solution using both normal Bluetooth (BT) and Bluetooth Low Energy (BLE) technologies to preserve phone battery; also, we develop apps for Windows Phone and Android, due to limitations detected. Additionally, we took advantage of the Intel Edison’s mobility features to create a more versatile environment. Results proved our solution to be possible. We executed a series of tests, through which we observed an improvement in authentication times when compared to a simple ECG identification scenario. Also, ECG performance in terms of false-negatives and false-positives is also increased.

A biometria é uma área de estudo que observou desenvolvimentos relevantes na última década. Em específico, a biometria baseada no eletrocardiograma (ECG) é atualmente considerada uma fonte de identificação confiável. Um dos maiores avanços nesta tecnologia consiste na evolução da autenticação off-the-person, que permite realizar a aquisição de sinal de forma não intrusiva usando as mãos do utilizador. Contudo, a identificação através deste método ainda apresenta uma performance relativamente baixa quando usada uma base de dados de dimensão acima das dezenas. Nesta dissertação sugerimos usar a autenticação ECG associada a um telemóvel a funcionar como security token com o objectivo de melhorar a performance e diminuir o tempo necessário para o reconhecimento. Para isso, desenvolvemos a nossa solução usando a tecnologia Bluetooth (BL) clássico, mas também Bluetooth Low Energy (BLE) para preservar a bateria do telemóvel; além disto, desenvolvemos as aplicações em Windows Phone e também Android, dadas as limitações que encontrámos. Para criar um ambiente mais versátil e móvel, usámos a recente plataforma Intel Edison. Os resultados obtidos provam que a nossa solução é viável. Executámos uma série de testes, nos quais observámos uma melhoria nos tempos associados à autenticação quando comparados com o cenário clássico de identificação por ECG. Adicionalmente, a performance do ECG no que diz respeito ao número de falsos-negativos e falsos-positivos apresentou também melhoria.