46、精细生物特征验证的稳健双因素认证方案

精细生物特征验证的稳健双因素认证方案

1. 引言

随着云计算服务的扩展，许多公司将信息存储在基于云的平台上，用户认证成为访问云服务的重要关口。以金融行业为例，多数数字金融服务使用账号和文本密码作为登录识别方法。但文本密码认证不够安全，无法充分保护用户对个人信息的访问，许多金融服务提供商采用一次性密码（OTP）短信方式加强用户认证。然而，美国国家标准与技术研究院（NIST）警告，这种两阶段认证存在中间人攻击（MITM）等风险，建议企业避免使用短信或语音进行用户认证。

为防止用户密码受到字典文件攻击、暴力破解攻击、基于规则的攻击和密码猜测等威胁，服务提供商对密码施加各种限制以提高安全性。但这种认证方法不利于用户体验，如密码需频繁更改、类型日益复杂，用户容易忘记或丢失密码。

生理特征是个体终身不变的特征，生物识别技术可能取代复杂密码的输入，但也存在安全问题。例如2015年美国人事管理局发生的110万指纹数据泄露事件，用户生物特征被打乱存储在该局服务器中进行比对识别，用户生物特征在各服务间共享，增加了攻击威胁。一旦个人数据被盗或泄露，将造成重大损失。

为改善身份验证问题，FIDO联盟开发了快速在线身份验证技术标准。根据FIDO，认证机制和用户生物特征均在本地设备执行，可防止用户和服务器在认证数据传输过程中受到攻击。但用户设备的识别质量不同，可能导致生物识别准确性不同，且本地端验证无法确保绝对安全。因此，有必要开发一种可靠、灵活的双因素用户认证方案，将生物特征和密码相结合。

2. 研究贡献

本研究旨在开发一种双因素用户认证方案，以改善生物识别和FIDO存在的问题。该方案的主要贡献包括：
1. 真正的