KR100677669B1 - Apparatus and method for generating a pattern for behavior-based User Authentication - Google Patents
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Abstract
사용자 인증을 위한 패턴 생성 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명은, 사용자 행동 기반의 사용자 인증 시스템에 사용되는, 사용자의 패스워드 타이핑 패턴을 나타내는 사용자 패턴을 생성하는 방법에 있어서,(a)사용자의 패스워드 입력 개시 시에 기준 타이밍이 되도록 규칙적인 신호를 제공하는 타이밍 큐를 사용자에게 렌더링하는 단계; (b)상기 타이밍 큐에 따라 입력된, 상기 패스워드에 대응하는 키스트로크를 수신하는 단계; 및 (c)상기 키스트로크에 대한 타이밍 벡터를 계산함으로써 상기 사용자 패턴을 생성하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 패턴의 품질이 증가되고 그 결과 사용자 인증의 에러율이 감소된다. Disclosed are a method and apparatus for generating a pattern for user authentication. The present invention provides a method for generating a user pattern representing a user's password typing pattern, which is used in a user behavior based user authentication system, the method comprising: (a) providing a regular signal to be a reference timing at the start of a user's password input; Rendering the timing queue to the user; (b) receiving a keystroke corresponding to the password, input according to the timing queue; And (c) generating the user pattern by calculating a timing vector for the keystrokes. According to the present invention, the quality of the pattern is increased and as a result the error rate of user authentication is reduced.
사용자 인증, 행동 기반, 타이밍 User authentication, behavioral, timing
Description
도 1은 타이밍 벡터로 표현된 타이핑 패턴의 일 례를 나타내는 도면. 1 is a diagram illustrating an example of a typing pattern expressed by a timing vector.
도 2는 종래의 사용자 행동 기반의 사용자 인증 장치를 나타내는 도면.2 is a view showing a conventional user behavior based user authentication device.
도 3은 종래의 패턴 생성 방법을 나타내는 도면.3 is a view showing a conventional pattern generation method.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 생성 방법을 나타내는 도면. 4 is a view showing a pattern generation method according to an embodiment of the present invention.
도 5는 타이밍 큐의 일 례를 나타내는 도면.5 is a diagram illustrating an example of a timing queue.
도 6a 내지 6h은 다양한 패스워드의 입력 방법에 따른 타이핑 패턴을 나타내는 도면. 6A to 6H illustrate typing patterns according to various password input methods.
도 7은 도 6b 내지 6h의 방식으로 생성된 패턴의 품질을 나타내는 도면.7 shows the quality of a pattern generated in the manner of FIGS. 6B-6H.
도 8a 내지 8h 는 도 7의 경우 원형 패턴, 타이핑 패턴 및 사칭자 패턴사이의 거리를 나타내는 도면. 8A to 8H are diagrams showing the distance between the circular pattern, the typing pattern, and the impersonator pattern in FIG.
도 9a 및 9b는 종래의 패턴과 본 발명에 의한 패턴을 비교하는 도면.9A and 9B are diagrams comparing a conventional pattern with a pattern according to the present invention.
도 10은 표 2의 결과를 나타내는 그래프. 10 is a graph showing the results in Table 2. FIG.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 패턴 생성 장치를 나타내는 도면.11 is a view showing a pattern generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 12은 본 발명의 일 실시예에 의한 사용자 인증 장치를 나타내는 도면.12 illustrates a user authentication device according to an embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 사용자 인증 방법을 나타내는 도면이 다.13 is a view showing a user authentication method according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 행동 기반 사용자 인증을 위한 패턴 생성 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자 패턴의 일관도를 증가시킴으로써 패턴의 품질을 증가시키고 그 결과 사용자 인증의 에러율을 감소시키기 위한 패턴 생성 방법 및 장치, 및 사용자 인증 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pattern generating apparatus and method for behavior-based user authentication, and more particularly, to a pattern generation method for increasing the quality of a pattern by increasing the consistency of the user pattern and consequently reducing the error rate of user authentication. A device, and a user authentication method and device.
사용자 인증은 현재 로그온하고자 하는 사용자가 진정한 사용자인지를 판정하는 것이다. 현재 널리 사용되는 사용자 인증 방법은 패스워드 입력을 통한 사용자 인증이다. 패스워드 입력을 통한 사용자 인증은 사용자가 입력한 패스워드와 로그온하고자 하는 장치에 미리 입력된 진정한 패스워드가 일치하는지를 비교함으로써 수행된다. 그러나 이러한 패스워드 비교 방식에 따른 사용자 인증은 사칭자(impostor)가 사용자의 패스워드를 도용하였을 때의 불법적인 침입을 방지할 수 없다.User authentication is to determine whether the user currently attempting to log on is a true user. Currently widely used user authentication method is user authentication through password input. User authentication through password entry is performed by comparing whether the password entered by the user and the true password previously entered into the device to log on match. However, user authentication based on the password comparison method cannot prevent illegal intrusion when an impersonator steals a user's password.
이러한 문제점을 해결하기 위해 두가지 방법이 새로 도입되었다. 하나는 사용자의 신체적 특성을 이용하여 사용자 인증을 수행하는 것이고, 다른 하나는 사용자의 행동 패턴을 이용하여 사용자 인증을 수행하는 것이다. Two new methods have been introduced to solve this problem. One is to perform user authentication using the user's physical characteristics, and the other is to perform user authentication using the user's behavior pattern.
첫 번째 방법은, 신체적 특징 기반의 생물측정학(biometrics)적 방법으로서, 사용자의 신체적 특성, 예를 들면 사용자의 지문, 홍체 등을 분석함으로써 생성한 사용자 특성 정보를 미리 저장해 두고, 로그온하고자 하는 사용자의 사용자 특성 정보를 획득하여 이 둘을 비교함으로써 수행된다. 이러한 방법은 사용자 특성 정보를 분석하는 기기의 정확도에 따라 사용자 인증의 정확도가 결정되기 때문에 분석 장치의 정확도를 증가시키기 위한 비용이 증가한다는 문제점이 존재한다. 또한 분석 과정 및 비교 과정이 비교적 복잡하여 구현 비용 자체도 높은 편이다.The first method is a biometrics method based on physical characteristics. A user who wants to log on by storing the user characteristic information generated by analyzing the user's physical characteristics, for example, the user's fingerprints and irises. This is done by obtaining the user characteristic information of and comparing the two. This method has a problem in that the cost for increasing the accuracy of the analysis device increases because the accuracy of the user authentication is determined according to the accuracy of the device analyzing the user characteristic information. In addition, the analysis and comparison process is relatively complicated, and the implementation cost itself is high.
두 번째 방법은, 행동 기반의 생물측정학적 방법으로서, 사용자의 행동 패턴 특히 타이핑 패턴을 분석함으로써 생성된 사용자 특성 정보를 이용한 방법이다. 이 방법에 의하면, 먼저 사용자의 타이핑 패턴을 저장해 두고, 로그온시에 입력된 사용자의 타이핑 패턴이 미리 저장된 진정한 사용자의 타이핑 패턴과 동일한지를 비교함으로써 사용자 인증을 수행한다. 이러한 방법에 의하면, 타이핑 패턴은 사용자의 의식적 행동의 결과이기 때문에 사용자의 노력에 따라 패턴의 품질을 증가시킬 수 있고, 구현 비용이 적게 들고, 구현 절차가 간단하다는 이점이 있다. The second method is a behavior-based biometric method that uses user characteristic information generated by analyzing user's behavior patterns, especially typing patterns. According to this method, first, a user's typing pattern is stored, and user authentication is performed by comparing whether a user's typing pattern input at the time of logon is identical to a pre-stored real user's typing pattern. According to this method, since the typing pattern is a result of the user's conscious behavior, the quality of the pattern can be increased according to the user's effort, the cost of implementation is low, and the implementation procedure is simple.
도 1은 타이밍 벡터로 표현된 타이핑 패턴의 일 례를 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating an example of a typing pattern expressed by a timing vector.
타이핑 패턴은 사용자의 키스트로크로부터 얻어진다. 키스트로크는 어떤 키를 얼마나 오래동안 누르는가 및 키와 키 사이의 입력 시간 간격에 따라 특성지워지기 때문에, 타이핑 패턴은 타이밍 벡터로 표현되는 것이 일반적이다. 즉 타이밍 벡터는 사용자가 타이핑 하는 패스워드 단위 즉 문자 및 숫자에 대응하여 타이핑 시간을 벡터로 표현한 것이다. 도 1 은 패스워드가 “password" 일 때의 타이밍 벡터의 일 례를 나타낸 것이다. 도 1에 나타난 바와 같이 패스워드가 8자인 경우의 타이밍 벡터는 17차원의 벡터가 되며, 예를 들면 (2,4,6,3,4,5,8,0,0,0,2,4,4,5,6,6,9) 로 표현된다. The typing pattern is obtained from the user's keystrokes. Since keystrokes are characterized by how long a key is pressed and by the input time interval between the key, the typing pattern is typically represented by a timing vector. That is, the timing vector represents a typing time as a vector corresponding to a password unit that is typed by a user, that is, letters and numbers. Fig. 1 shows an example of a timing vector when the password is “password.” As shown in Fig. 1, the timing vector when the password is 8 characters becomes a 17-dimensional vector, for example (2, 4, 6,3,4,5,8,0,0,0,2,4,4,5,6,6,9).
도 2는 종래의 사용자 행동 기반의 사용자 인증 장치를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a conventional user behavior based user authentication apparatus.
사용자 인증 장치(200)는 패턴 생성부(210) 및 판정부(220)를 포함한다. 패턴 생성부(210)는 사용자의 키스트로크(202)를 분석함으로써 타이핑 패턴(212)을 생성한다. 타이핑 패턴(212)은 도 1과 같은 타이밍 벡터로 표현된다. 판정부(220)는 타이핑 패턴(212), 원형 패턴(214) 및 임계값(216)에 기초하여 인증 결과값(222)를 생성한다. 구체적으로 판정부는 타이핑 패턴(212)과 원형 패턴(214)의 차이값을 계산하고, 차이값이 소정의 임계값(216)보다 작은 경우에만 사용자 인증이 성공임을 나타내는 인증 결과값(222)을 생성한다. 여기서 원형 패턴(prototype pattern)(214)은 진정한 사용자의 타이핑 패턴으로서 미리 입력되어 저장된 값이다. The
도 3은 종래의 타이핑 패턴 생성 방법을 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a conventional typing pattern generation method.
단계 310에서, 패턴 생성 장치는 패스워드 창을 디스플레이한다.In
단계 320에서, 사용자는 패스워드 창에 패스워드를 타이핑한다. 즉 패턴 생성 장치는 키스트로크를 수신한다.In
단계 330에서, 패턴 생성 장치는 키스트로크를 분석하여 타이밍 벡터를 계산함으로써 타이핑 패턴을 생성한다. In
그러나, 도 3의 패턴 생성 방법에 따르면, 생성된 패턴이 일관되지 못하다. 이는 사용자가 입력하는 키스트로크가 타이핑시마다 일정하지 않기 때문이다. 사용자 인증의 기준이 되는 원형 패턴도 도 3의 패턴 생성 방법에 의해 생성되기 때문에, 이러한 문제점은 사용자 인증의 정확도에 큰 영향을 미친다. 따라서, 현재 사 용자 행동 기반의 사용자 인증 장치의 구현에 있어서, 패턴의 일관도 즉 패턴의 품질을 증가시키는 것이 가장 중요한 이슈로 주목되고 있다. However, according to the pattern generation method of FIG. 3, the generated pattern is inconsistent. This is because the keystrokes entered by the user are not constant with each typing. Since the circular pattern, which is the basis of user authentication, is also generated by the pattern generation method of FIG. 3, this problem greatly affects the accuracy of user authentication. Therefore, in the implementation of the user authentication device based on user behavior, increasing the consistency of the pattern, that is, the quality of the pattern, has been the most important issue.
따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 사용자 행동 기반 사용자 인증에 있어서, 패턴의 품질을 증가시키기 위한 패턴 생성 장치 및 방법 및 이를 이용한 사용자 인증 장치 및 방법을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, and to provide a pattern generating apparatus and method for increasing the quality of a pattern in user behavior based user authentication, and a user authentication apparatus and method using the same.
전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 사용자 행동 기반의 사용자 인증 시스템에 사용되는, 사용자의 패스워드 타이핑 패턴을 나타내는 사용자 패턴을 생성하는 방법에 있어서,(a)사용자의 패스워드 입력 개시 시에 기준 타이밍이 되도록 규칙적인 신호를 제공하는 타이밍 큐를 사용자에게 렌더링하는 단계; (b)상기 타이밍 큐에 따라 입력된, 상기 패스워드에 대응하는 키스트로크를 수신하는 단계; 및 (c)상기 키스트로크에 대한 타이밍 벡터를 계산함으로써 상기 사용자 패턴을 생성하는 단계를 포함한다. The present invention for solving the above problems, in a method for generating a user pattern indicating a user's password typing pattern, which is used in a user behavior-based user authentication system, (a) reference timing at the start of a user's password input Rendering a timing queue to the user, the timing queue providing a regular signal to be; (b) receiving a keystroke corresponding to the password, input according to the timing queue; And (c) generating the user pattern by calculating a timing vector for the keystrokes.
여기서, 상기 타이밍 큐는 오디오 신호, 비디오 신호 혹은 이들의 조합 중 어느 하나이다. Here, the timing queue is any one of an audio signal, a video signal, or a combination thereof.
또한 본 발명은, 사용자 행동 기반의 사용자 인증 시스템에 사용되는, 사용자의 패스워드 타이핑 패턴을 나타내는 사용자 패턴을 생성하는 장치에 있어서, (a)사용자의 패스워드 입력 개시 시에 기준 타이밍이 되도록 규칙적인 신호를 제공하는 타이밍 큐를 사용자에게 렌더링하는 타이밍 큐 렌더링부; (b)상기 타이밍 큐 에 따라 입력된 사용자의 키스트로크에 대한 타이밍 벡터를 계산함으로써 상기 사용자 패턴을 생성하는 타이밍 벡터 계산부를 포함한다.In addition, the present invention, in the apparatus for generating a user pattern indicating the password typing pattern of the user, used in a user behavior based user authentication system, (a) a regular signal to be a reference timing at the start of password input of the user A timing queue rendering unit for rendering a timing queue to a user; (b) a timing vector calculator configured to generate the user pattern by calculating a timing vector for a keystroke of a user input according to the timing queue.
또한 본 발명은, 사용자 행동 기반의 사용자 인증 장치에 있어서, (a)사용자의 패스워드 입력 개시 시에 기준 타이밍이 되도록 규칙적인 신호를 제공하는 타이밍 큐를 사용자에게 렌더링하는 타이밍 큐 렌더링부; (b)상기 타이밍 큐에 기초하여 입력된 키스트로크의 타이밍 벡터를 계산함으로써 사용자의 타이핑 패턴을 나타내는 사용자 패턴을 생성하는 타이밍 벡터 계산부; 및 (c)상기 사용자 패턴, 진정한 사용자의 타이핑 패턴을 나타내는 트레이닝 패턴 및 임계값에 기초하여 사용자 인증 여부를 판정하는 판정부를 포함한다. In addition, the present invention provides a user behavior based user authentication apparatus, comprising: (a) a timing queue rendering unit for rendering a timing queue for providing a regular signal to a user so that a reference signal is provided when a user inputs a password; a timing vector calculator configured to generate a user pattern representing a user's typing pattern by calculating a timing vector of an input keystroke based on the timing queue; And (c) a determination unit that determines whether the user is authenticated based on the user pattern, a training pattern representing a typing pattern of a true user, and a threshold value.
여기서, 상기 타이밍 큐는 상기 트레이닝 패턴의 생성시에 사용된 타이밍 패턴과 동일하다. Here, the timing queue is the same as the timing pattern used when generating the training pattern.
또한 본 발명은, 사용자 행동 기반의 사용자 인증 방법에 있어서, (a)사용자의 패스워드 입력 개시 시에 기준 타이밍이 되도록 규칙적인 신호를 제공하는 타이밍 큐를 사용자에게 렌더링하는 단계; (b)상기 타이밍 큐에 기초하여 입력된 키스트로크의 타이밍 벡터를 계산함으로써 사용자의 타이핑 패턴을 나타내는 사용자 패턴을 생성하는 단계; 및 (c)상기 사용자 패턴, 트레이닝 패턴 및 임계값에 기초하여 사용자 인증 여부를 판정하는 단계를 포함한다. In another aspect, the present invention provides a user behavior-based user authentication method comprising the steps of: (a) rendering a timing queue for providing a regular signal to a user so as to be a reference timing when a user inputs a password; (b) generating a user pattern representing a user's typing pattern by calculating a timing vector of an input keystroke based on the timing queue; And (c) determining whether to authenticate the user based on the user pattern, the training pattern, and the threshold value.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
사용자는 인증의 대상이 되는 인적 개체이며, 진정한 사용자와 사칭자를 포 함한다. A user is a human entity to be authenticated and includes a true user and an impersonator.
패턴 혹은 타이핑 패턴은 진정한 사용자 혹은 사칭자에 의한 패스워드의 키스트로크로부터 생성된 패턴이다. 본 발명에서 타이핑 패턴은 타이밍 벡터로 표현가능하다.The pattern or typing pattern is a pattern generated from a keystroke of a password by a true user or impersonator. In the present invention, the typing pattern may be represented by a timing vector.
트레이닝 패턴은 패스워드 등록시에 진정한 사용자가 입력하는 키스트로크로부터 생성되는 타이핑 패턴을 나타낸다.The training pattern represents a typing pattern generated from keystrokes entered by a true user at password registration.
원형 패턴은 트레이닝 패턴의 평균값이다.The circular pattern is the mean value of the training patterns.
분류 기준값은 분류기(classifier)가 사용자의 진정한 패턴과 사용자 인증시 입력된 패턴사이의 관계를 수학적으로 나타낸 값이며, 분류기는 분류 기준값을 임계값과 비교함으로서 인증 여부를 결정한다. The classification reference value is a value mathematically representing a relationship between a true pattern of a user and a pattern input during user authentication, and the classifier determines whether to authenticate by comparing the classification reference value with a threshold value.
테스트 패턴은 패스워드 인증시에 진정한 사용자가 입력하는 키스트로크로부터 생성되는 타이핑 패턴을 나타낸다. The test pattern represents a typing pattern generated from keystrokes entered by a true user upon password authentication.
사칭자 패턴은 사칭자의 타이핑 패턴을 나타낸다.The impersonator pattern represents the typing pattern of the impersonator.
패스워드는 사용자 인증을 위해 사용자 혹은 사칭자가 사용자 인증 장치에 입력하는 값이다.A password is a value that a user or impersonator enters into a user authentication device for user authentication.
패스워드 요소는 패스워드를 구성하는 단위이며, 문자 및 숫자를 포함한다. 패스워드 요소는 키보드상에서 하나의 키스트로크에 대응한다. The password element is a unit that constitutes a password and includes letters and numbers. The password element corresponds to one keystroke on the keyboard.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 생성 방법을 나타내는 도면이다.4 is a view showing a pattern generation method according to an embodiment of the present invention.
단계 410에서, 사용자에게 패스워드 창을 디스플레이한다.In
단계 420에서, 사용자에게 타이밍 큐를 렌더링한다. 타이밍 큐는 사용자의 패스워드 입력이 용이하도록 기준 타이밍을 제공하는 오디오 신호, 비디오 신호 혹은 이들의 조합이다. 타이밍 큐는 패스워드 입력창이 사용자에게 디스플레이되어 사용자가 패스워드를 입력할 수 있게 된 때부터 사용자에게 렌더링된다. 타이밍 큐는 규칙적이고 주기적인 신호로 사용자에게 렌더링된다. 사용자는 이러한 주기적인 신호를 들으며 패스워드를 입력할 수 있으므로, 자신의 타이핑 패턴의 일관도(Consistency)를 증가시킬 수 있다. 예를 들면, 첫 번째와 두 번째 문자사이에 휴지기(pause)를 두는 것이 사용자의 타이핑 패턴이라면 사용자는 주기적인 신호인 타이밍 큐를 들으면서 언제 휴지기가 될 것인지를 좀더 용이하게 파악할 수 있다. In
단계 430에서, 사용자는 타이밍 큐에 따라 자신의 패스워드에 대응하는 타이핑을 키스트로크함으로써 패스워드를 입력한다. 패턴 생성 장치는 키스트로크를 수신한다.In step 430, the user enters the password by keystrokes typing corresponding to his password according to the timing queue. The pattern generation device receives a keystroke.
단계 440에서, 패턴 생성 장치는 키스트로크에 대한 타이밍 벡터를 계산함으로써 패스워드 패턴을 생성한다. 키스트로크는 패스워드에 포함된 키 단위(자음, 모음, 알파벳, 숫자 등)에 대응하는 키보드 상의 키가 눌려질 때마다 눌려지는 시간 및 눌려진 키를 기억하여, 이를 벡터의 형태로 표현함으로써 타이밍 벡터를 계산한다. In
도 5는 타이밍 큐의 일 례를 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating an example of a timing queue.
타이밍 큐는 사용자에게 박자감을 인지시킴으로써 패스워드 입력에 일관도를 가지게 한다. 즉 타이밍 큐는 사용자에게 패스워드 입력창이 표시되면 렌더링되기 시작하여, 사용자에게 패스워드 입력에 박자감 혹은 리듬감을 제공한다. 사용자는 렌더링되는 타이밍 큐를 보거나 들으며(혹은 듣고 보며) 패스워드를 입력하기 때문에, 사용자가 예전에 패스워드 등록시에 입력하였던 패스워드의 타이핑 패턴을 쉽게 기억해낼 수 있고, 그 결과 패턴의 일관도가 유지된다. Timing queues allow users to be consistent in password entry by recognizing the time signature. In other words, the timing queue starts to be rendered when the user is prompted for a password, and provides the user with a rhythm or rhythm to the password input. Since the user sees or hears (or hears and sees) the timing queue being rendered, the user can easily remember the typing pattern of the password that the user previously entered when registering the password, thereby maintaining the consistency of the pattern.
타이밍 큐는 오디오 신호, 비디오 신호 혹은 이들의 조합으로 생성가능하다. 도 5는 총 4개의 정지 영상으로 구성된 비디오 클립으로서 비디오 타이밍 큐의 일례이며, 망치가 한번 내려칠 때마다 하나의 주기가 발생되고, 사용자는 망치가 못을 내려치는 3번째 사진을 보면서 하나의 주기를 생각하게 되고, 이를 통해 사용자는 주기적인 리듬 감각을 가지게 되어 패스워드를 입력하는 타이핑 패턴에 일관도를 유지할 수 있게 된다.The timing cue may be generated from an audio signal, a video signal, or a combination thereof. Figure 5 is a video clip consisting of a total of four still images is an example of a video timing queue, one cycle is generated each time the hammer hits, the user is looking at the third picture the hammer hits the nails This allows the user to have a rhythmic sense of periodicity, thereby maintaining consistency in the typing pattern for entering passwords.
이러한 타이밍 큐 이외에도 시계 초침 소리와 같은 오디오 신호도 가능하며, 상기한 바와 같은 두 가지 신호의 조합도 가능하다. In addition to the timing cue, audio signals such as clock second hand sounds are possible, and a combination of the two signals as described above is also possible.
사용자 인증 장치는 미리 저장해둔 원형 패턴과 사용자가 패스워드를 입력할 때 분석된 타이핑 패턴을 비교함으로써 사용자 인증 여부를 결정한다. 사용자 행동 기반의 사용자 인증 장치에 사용되는 패턴의 품질은 세가지 측면에서 평가된다. The user authentication device determines whether the user is authenticated by comparing the previously stored circular pattern with the analyzed typing pattern when the user inputs the password. The quality of patterns used in user behavior-based user authentication devices is evaluated in three aspects.
첫 번째는 특이도(Uniqueness)로서, 사용자가 패스워드를 입력하는 타이핑 패턴이 얼마나 특이한가? 즉 얼마나 다른 사람과 구별되는가를 나타내는 척도이다. 특이도가 높을수록 사용자 인증 장치는 다른 사람의 타이핑 패턴과 진정한 사용자의 타이핑 패턴을 용이하게 구별할 수 있다.The first is uniqueness. How unusual is the typing pattern in which the user enters a password? That is, it is a measure of how distinguished it is from others. The higher the specificity, the easier the user authentication device can distinguish between the typing pattern of another person and the typing pattern of a true user.
본 발명에서 특이도는, 사칭자(imposter) 패턴과 원형 패턴사이의 거리와, 트레이닝 패턴과 원형 패턴사이의 거리의 차이에 기초하여 생성된다. 예를 들면 이 하 수학식 1 과 같다. The specificity in the present invention is generated based on the difference between the distance between the imposter pattern and the circular pattern and the distance between the training pattern and the circular pattern. For example, the following equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
여기서, U는 특이도, M는 원형 패턴, Zk는 사칭자 패턴, Nz는 사칭자의 타이핑 패턴의 입력 회수, Xi는 트레이닝 패턴, Nx는 트레이닝 패턴의 입력 회수를 나타낸다.Here, U is specificity, M is circular pattern, Z k is impersonator pattern, N z is input number of typing pattern of impersonator, X i is training pattern, N x is input number of training pattern.
두 번째는 일관도(Consistency)로서, 사용자의 패턴이 얼마나 일관성이 있는가를 나타내는 척도이다. 진정한 사용자라고 하더라도, 사용자의 타이핑 패턴이 매번 달라진다면 사용자 인증 장치는 올바른 판정을 할 수 없다. 따라서 사용자의 타이핑 패턴을 일관되게 유지하는 것은 사용자 인증 장치의 에러율을 감소시키는데 큰 역할을 한다. 일반적으로 수치적으로 측정하기 위한 값으로는 일관도가 아닌 비일관도(inconsistency)가 이용된다.The second is consistency, a measure of how consistent the user's pattern is. Even if the user is a true user, if the user's typing pattern is changed every time, the user authentication device cannot make a correct decision. Therefore, maintaining a consistent typing pattern of the user plays a large role in reducing the error rate of the user authentication device. In general, inconsistency is used as a value for numerical measurement.
본 발명에서, 비일관도는 테스트 패턴과 원형 패턴사이의 거리와, 트레이닝 패턴과 원형 패턴사이의 거리의 차이에 기초하여 생성된다. 예를 들면 이하 수학식 2 와 같다. In the present invention, the inconsistency is generated based on the difference between the distance between the test pattern and the circular pattern and the distance between the training pattern and the circular pattern. For example, it is as follows.
[수학식 2][Equation 2]
여기서, I는 비일관도, M는 원형 패턴, Yj는 테스트 패턴, Ny는 테스트 패턴의 입력 회수, Xi는 트레이닝 패턴, Nx는 트레이닝 패턴의 입력 회수를 나타낸다.Here, I is an inconsistency, M is a circular pattern, Y j is a test pattern, N y is an input number of test patterns, X i is a training pattern, and N x is an input number of training patterns.
세 번째는 변별도(disciminability)로서, 사용자의 패턴이 다른 사용자와 얼마나 구분되는가를 나타내는 척도이다. 변별도는 특이도 혹은 일관도처럼 독립적인 의미라기 보다는, 특이도와 일관도를 수학적으로 조합함으로써 생성된 개념이다. The third is discriminability, which is a measure of how distinguishing a user's pattern is from other users. Discrimination is a concept created by mathematically combining singularity and consistency, rather than independent meanings such as specificity or consistency.
본 발명에서, 변별도는 사칭자 패턴과 원형 패턴사이의 최소 거리와, 테스트 패턴과 원형 패턴사이의 최대 거리의 차이에 기초하여 생성된다. 예를 들면 이하 수학식 3과 같다. In the present invention, the discrimination degree is generated based on the difference between the minimum distance between the impersonator pattern and the circular pattern and the maximum distance between the test pattern and the circular pattern. For example, it is as follows.
[수학식 3][Equation 3]
여기서, D는 변별도, M는 원형 패턴, Zk는 사칭자 패턴, Yj는 테스트 패턴을 나타낸다.Here, D is a discrimination degree, M is a circular pattern, Z k is a pseudonym pattern, and Y j is a test pattern.
이러한 특이도, 일관도 및 변별도의 수학적 정의는 좀더 정확한 패턴의 품질의 측정을 가능하게 한다. This mathematical definition of specificity, consistency and discrimination allows for a more accurate measurement of the pattern's quality.
사용자 인증 장치의 관리자는 사용자 인증 장치의 에러율을 감소시키기 위해 서 임계값을 적절한 값으로 선택하여야 한다. 이 때 변별도가 증가될 수 있다면 적절한 임계값의 범위는 증가될 수 있다. The administrator of the user authentication device should select the threshold value as an appropriate value to reduce the error rate of the user authentication device. At this time, if the degree of discrimination can be increased, the range of an appropriate threshold value can be increased.
이하에서는 수학식 1 내지 3의 정의를 이용한 패턴의 품질을 이용하여 타이밍 큐의 효과를 설명한다. Hereinafter, the effect of the timing queue will be described using the quality of the pattern using the definitions of
도 6a 내지 6h은 다양한 패스워드의 입력 방법에 따른 타이핑 패턴을 나타내는 도면이다. 6A through 6H illustrate typing patterns according to various password input methods.
사용자는 인위적인 리듬(artificial rhythm)에 따라 패스워드를 입력함으로써 타이핑 패턴의 특이도를 증가시킬 수 있다. 도 6a는 인위적인 리듬이 없을때의 사용자의 타이핑 패턴을 나타내고, 도 6b 내지 6h는 5가지 인위적인 리듬에 의해 생성된 타이핑 패턴을 나타낸다. 여기서 5가지 인위적인 리듬은 포즈(pause), 음악 리듬(musical rhythm), 스타카토(staccato), 레가토(legato), 슬로우 템포(slow tempo)이다. The user may increase the specificity of the typing pattern by entering a password in accordance with artificial rhythm. 6A shows the user's typing pattern when there is no artificial rhythm, and FIGS. 6B through 6H show the typing pattern generated by the five artificial rhythms. The five artificial rhythms here are pose, musical rhythm, staccato, legato and slow tempo.
도 6b 및 6c는 포즈(pause)를 이용한 타이핑 패턴을 나타낸다. 사용자는 패스워드를 구성하는 문자 혹은 숫자 사이에 인위적인 시간적 여백을 삽입할 수 있다. 예를 들면 “password”라는 패스워드를 입력할 때 pa__ss__word 라고 입력할 수 있다. 여기서 “_” 는 하나의 포즈를 나타낸다. 일반적으로 사용자가 패스워드를 입력할 때 발생하는 문자사이의 간격은 50 내지 200ms 이므로, 사용자가 인위적으로 포즈를 삽입하면 2000ms 까지 간격이 증가하고 이것은 사용자의 타이핑 패턴의 특이도를 증가시킨다. 사용자는 키보드 이외의 부분을 두 번 두드림으로써 이러한 인위적인 포즈를 삽입할 수 있다. 사용자는 어디에 어느 시간만큼 포즈를 삽입 하였는지 기억하여야 한다. 일반적으로 포즈가 길수록 사용자의 타이핑 패턴의 특이도는 증가한다(도 6c).6B and 6C show typing patterns with pauses. The user can insert artificial time margins between the letters or numbers that make up a password. For example, you can type pa__ss__word when entering the password "password". Where "_" represents one pose. In general, the interval between characters generated when a user enters a password is 50 to 200 ms. Therefore, when a user artificially inserts a pose, the interval increases to 2000 ms, which increases the specificity of the user's typing pattern. The user can insert this artificial pose by tapping twice outside the keyboard. The user must remember where and for how long the pose was inserted. In general, the longer the pose, the specificity of the user's typing pattern increases (FIG. 6C).
도 6d는 음악 리듬(musical rhythm)을 이용한 타이핑 패턴을 나타낸다. 사용자가 알고 있는 곡조(tune), 멜로디(melody)는 사용자의 타이핑 패턴의 특이도를 증가시키는데 사용될 수 있다. 도 6d는 2002년 월드컵에서 한국 축구 응원단에 의해 사용된 응원곡의 음악 리듬에 기초하여 생성된 타이핑 패턴을 나타낸다. 음악 리듬은 그 자체에서 특이성을 제공하고 또한 사용자는 기억하기가 쉽다는 이점이 있다. 6D illustrates a typing pattern using musical rhythm. A tune, melody, which the user knows may be used to increase the specificity of the user's typing pattern. 6D illustrates a typing pattern generated based on the music rhythm of the cheering song used by the Korean soccer cheering party in the 2002 World Cup. The music rhythm has its own advantages in that it provides specificity and is also easy for the user to remember.
도 6e 및 6f는 스타카토(staccato)를 이용한 타이핑 패턴이다. 스타카토는 피아노에서 짧게 끊어 치기를 나타내는 용어로서, 사용자는 패스워드의 입력시 한 문자마다 짧게 끊어서 타이핑함으로써 타이핑 패턴의 특이도를 증가시킬 수 있다. 도 6e는 한 단위 길이의 스타카토를 나타내며, 도 6f는 두 단위 길이의 스타카토를 나타낸다. 여기서 단위는 스타카토 효과를 받는 하나의 문자의 타이핑 순간의 길이이다. 스타카토는 타이핑 패턴의 특이도를 증가시킬 뿐 아니라 각각의 문자사이의 간격을 균일하게 만들어주는 이점을 가진다. 일반적인 타이핑 방법에 의한 문자의 타이핑 시간 길이는 100ms 내지 130ms 인데 반해, 스타카토가 적용된 문자의 타이핑 시간 길이는 50 내지 80ms 이다. 6E and 6F are typing patterns using staccato. Staccato is a term for a short break in a piano, and a user may increase the specificity of a typing pattern by shortly typing and typing each character when a password is input. FIG. 6E shows a staccato of one unit length, and FIG. 6F shows a staccato of two units length. The unit here is the length of the typing moment of one character subject to the staccato effect. Staccato not only increases the specificity of the typing pattern, but also has the advantage of making the spacing between characters even. The typing time length of a character by a general typing method is 100ms to 130ms, whereas the typing time length of a character to which staccato is applied is 50 to 80ms.
도 6g는 레가토(legato)를 이용한 타이핑 패턴이다. 레가토는 스타카토의 반대 개념으로서, 하나의 문자를 가능한 길게 타이핑 하는 것이다. 레가토가 적용된 문자의 타이핑 시간 길이는 일반적으로 350 내지 400ms 정도이다. 일반적으로, 스 타카토 및 레가토가 적용된 타이핑 패턴은 포즈에 의한 타이핑 패턴보다 일관도가 높다는 이점이 있지만, 반면에 변화의 가능성이 적다는 단점도 있다.6G is a typing pattern using legato. Legato is the opposite of staccato, where you type a letter as long as possible. The typing time length of the legato applied characters is generally about 350 to 400 ms. In general, the typing pattern to which the staccato and legato are applied has an advantage of higher consistency than the typing pattern by pose, but has a disadvantage of less change.
도 6h는 슬로우 템포(slow tempo)를 이용한 타이핑 패턴을 나타낸다. 슬로우 템포는 타이핑 하는 문자는 정상적인 길이로 타이핑하고, 타이핑 문자사이의 간격만 증가시키도록 타이핑하는 것이다. 즉 사용자는 타이핑 간격을 증가시킴으로써 타이핑 패턴의 특이도를 증가시킬 수 있다. 다만, 지나치게 증가된 슬로우 템포가 적용된 타이핑 패턴은 일관도가 감소한다는 단점을 가진다.FIG. 6H illustrates a typing pattern using slow tempo. Slow tempo is to type the characters you type in the normal length, and to increase the spacing between the characters. That is, the user may increase the specificity of the typing pattern by increasing the typing interval. However, a typing pattern to which an excessively increased slow tempo is applied has a disadvantage of decreasing consistency.
사용자로 하여금 전술한 5가지 방법으로 패스워드를 입력해야 함을 지시하기 위해, 사용자 인증 장치는 사용자에게 이러한 타이핑 방법을 안내하는 안내글을 사용자에게 표시하여 주는 것이 바람직하다. In order to instruct the user to input the password in the above five ways, the user authentication device preferably displays a guide to the user for guiding such a typing method to the user.
표 1 은 전술한 5가지 인위적인 리듬을 이용한 타이핑 패턴의 특성을 요약한 것이다. Table 1 summarizes the characteristics of the typing pattern using the five artificial rhythms described above.
[표 1]TABLE 1
즉, 도 6b 내지 6h의 타이핑 패턴은 도 6a의 타이핑 패턴에 비해 더욱 증가된 다양성을 가진다. 따라서 사용자의 타이핑 패턴의 특이도는 증가한다. That is, the typing pattern of FIGS. 6B-6H has an increased diversity compared to the typing pattern of FIG. 6A. Thus, the specificity of the user's typing pattern increases.
도 7은 도 6b 내지 6h과 같은 방식으로 생성된 패턴의 품질을 나타내는 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating the quality of a pattern generated in the same manner as FIGS. 6B to 6H.
측정은 6자리의 패스워드에 대하여 행하였다. 도 7에서는 일관도의 측정을 위하여 비일관도(Inconsistency)를 사용하였다.The measurement was performed for a six-digit password. In FIG. 7, inconsistency was used to measure consistency.
도 7에 따르면, 긴 포즈 (long pause) 및 슬로우 템포의 경우처럼 특이도는 200%(포즈) 내지 500%(슬로우 템포)까지 증가하였음을 알 수 있다. 전체적으로 자연적인 타이핑 방법에 비해 변별도가 크게 증가하였음을 알 수 있다. 특히 자연적인 방법의 변별도는 마이너스였음에 유의할 필요가 있다. 인위적인 리듬이 적용되지 않았을 때의 변별도(오른쪽 y축)는 마이너스값인데 비하여, 인위적인 리듬이 적용되고 난 후의 변별도는 모두 플러스로 증가하였고, 증가한 양 또한 매우 큼을 알 수 있다. 여기서 변별도 0 은 설계상의 에러율에 대응하는 임계값을 나타내며, 사용자 인증 장치는 원형 패턴과 타이핑 패턴의 차이값이 임계값 보다 작은 경우에만 사용자 인증을 성공으로 간주한다. According to FIG. 7, it can be seen that the specificity increased from 200% (pose) to 500% (slow tempo) as in the case of long pause and slow tempo. In general, it can be seen that the discrimination is greatly increased compared to the natural typing method. In particular, it should be noted that the distinction of natural methods was negative. When the artificial rhythm is not applied to the discrimination (right y-axis) is a negative value, the discrimination after the artificial rhythm is applied all positively increased, the amount is also very large. The
이와 같이 인위적인 리듬에 의한 타이핑 패턴은 특이도 및 변별도를 증가시킨다. Thus, the typing pattern by artificial rhythm increases specificity and discrimination.
도 8a 내지 8h는 도 7의 경우 원형 패턴, 테스트 패턴 및 사칭자 패턴사이의 거리를 나타내는 도면이다. 8A to 8H are diagrams illustrating a distance between the circular pattern, the test pattern, and the impersonator pattern in FIG. 7.
도 8a 내지 8h는 도 7의 측정 결과를 좀더 자세히 나타내며, 점선은 트레이닝 패턴, 가는 실선은 테스트 패턴, 굵은 실선은 사칭자 패턴을 나타낸다. 각 패턴, 특이도, 일관도 및 변별도의 정의에 의해, 점선과 굵은 실선의 수평거리는 특이도를 직관적으로 나타내며(거리가 클수록 특이도가 증가), 점선과 가는 실선사이의 수평 거리는 일관도를 직관적으로 나타내며(거리가 클수록 일관도가 감소 및 비일관도 증가), 가는 실선과 굵은 실선사이의 거리는 변별도를 직관적으로 나타낸다 (거리가 클수록 변별도가 증가).8A to 8H show the measurement results of FIG. 7 in more detail, a dotted line indicates a training pattern, a thin solid line indicates a test pattern, and a thick solid line indicates an impersonator pattern. By definition of each pattern, specificity, consistency and discrimination, the horizontal distance between the dashed line and the thick solid line intuitively represents the specificity (the greater the specificity, the larger the distance), and the horizontal distance between the dashed line and the thin solid line intuitively The greater the distance, the lower the consistency and increase the inconsistency.The distance between the thin solid line and the thick solid line intuitively represents the discrimination (the greater the distance, the greater the distinction).
도 8a 내지 8h에 따르면, 도 8b 내지 8h는 도 8a에 비해 굵은 실선이 오른쪽으로 쉬프트 되었음을 알 수 있다. 즉 특이도가 증가하였다. 또한, 긴 포즈(도 8c) 및 슬로우 템포(도 8h)의 경우에는, 굵은 실선이 오른쪽으로 쉬프트될 뿐 아니라, 가는 실선도 오른쪽으로 다소 쉬프트 되었음을 알 수 있다. 즉 일관도가 감소하였다. 요약하면, 인위적인 리듬이 적용된 타이핑 패턴은 모두 특이도를 증가시키지만, 어떤 경우에는 일관도가 감소되는 경향이 있음을 알 수 있다. 본 발명에 따른 타이밍 큐는 감소된 일관도를 증가시킨다.8A to 8H, it can be seen that the thick solid line is shifted to the right side as compared to FIG. 8A to FIG. 8A. That is, the specificity increased. In addition, in the case of the long pose (FIG. 8C) and the slow tempo (FIG. 8H), it can be seen that not only the thick solid line is shifted to the right but also the thin solid line is shifted to the right. In other words, consistency decreased. In summary, it can be seen that typing patterns with artificial rhythms all increase specificity, but in some cases consistency tends to decrease. Timing queues in accordance with the present invention increase reduced consistency.
도 9a 및 9b는 종래의 패턴과 본 발명에 의한 패턴을 비교하는 도면이다.9A and 9B are diagrams comparing a conventional pattern with a pattern according to the present invention.
도 9a는 종래의 패턴 생성 방법에 따른, 즉 타이밍 큐의 렌더링 없이 생성된 패턴을 나타낸다. 도 8h에서 설명한 바와 같이 슬로우 탬포를 이용하여 생성된 패턴은 패턴의 특이도를 증가시키지만 일관도를 감소시켰다. 도 9a에서 수평 거리 P 는 감소된 일관도를 직관적으로 나타내는 도면이다. 9A illustrates a pattern generated according to a conventional pattern generation method, that is, without rendering of a timing queue. As described with reference to FIG. 8H, the pattern generated using slow tampo increased the specificity of the pattern but decreased the consistency. In FIG. 9A, the horizontal distance P is an intuitive diagram of reduced consistency.
도 9b는 타이밍 큐의 렌더링을 사용자가 감지하고 패스워드를 입력함으로써 생성된 패턴으로서, 도 9a에 비해 수평 거리 P는 거의 0에 가까움을 알 수 있다. 즉 사용자는 타이밍 큐를 보면서 혹은 들으면서 키스트로크를 함으로써 좀더 일관된 행동 패턴으로 패스워드를 입력할 수 있다.FIG. 9B is a pattern generated by a user sensing a rendering of a timing queue and inputting a password, and it can be seen that the horizontal distance P is almost zero compared to FIG. 9A. That is, the user can enter a password in a more consistent behavior pattern by keystrokes while watching or listening to the timing queue.
도 9a 및 9b에 나타난 바와 같이, 양자 모두 특이도는 모두 도 8a에 비해 증가되었음은 공통된다.As shown in FIGS. 9A and 9B, it is common that both specificities were increased compared to FIG. 8A.
본 출원인은 타이밍 큐의 효과를 입증하기 위해 타이밍 큐와 특이도, 일관도 및 변별도의 관계에 대하여 실험적인 데이터를 획득하였다. 실험에서, 5명의 사용자는 오디오, 비디오 및 오디오/비디오 신호의 타이밍 큐를 듣거나 보면서 “pass____word____" 라는 패스워드를 입력하였다(인위적인 리듬으로서 ”포즈“를 사용). 표 2 는 이러한 실험의 결과를 나타낸다. Applicants have obtained experimental data on the relationship between timing cues and specificity, consistency and discrimination to demonstrate the effectiveness of timing cues. In the experiment, five users entered the password “pass____word____” (using “pose” as an artificial rhythm) while listening to or watching the timing cues of the audio, video and audio / video signals. Table 2 shows the results of this experiment. .
[표 2]TABLE 2
160회/분의 똑딱거리는 소리의 메트로놈이 오디오 타이밍 큐로 이용되었으며, 도 5에 도시된 비디오 클립이 비디오 타이밍 큐로 이용되었다. 오디오/비디오 타이밍 큐에서는 이 오디오 및 비디오 신호가 동기화되어 동시에 사용자에게 렌더링되었다. A metronome of 160 ticks / minute was used as the audio timing cue, and the video clip shown in FIG. 5 was used as the video timing cue. In the audio / video timing queue, these audio and video signals are synchronized and rendered to the user simultaneously.
첫 번째 사용자의 경우에는 특이도의 변화없이 비일관도가 10에서 70배정도 감소되었다. 결과적으로, 변별도는 약 7배에서 12배정도 현저하게 증가되었다. 특히 이 사용자의 경우 오디오/비디오 타이밍 큐가 가장 효과적인 것으로 판명되었다. For the first user, the inconsistency was reduced by 10 to 70 times without changing the specificity. As a result, the discrepancy increased significantly by about 7 to 12 times. Especially for this user, the audio / video timing cue proved to be the most effective.
두 번째 사용자의 경우, 비디오 타이밍 큐는 비일관도를 감소시켰지만, 변별도는 크게 증가시키지 못하였다. 이는 두 번째 사용자의 경우는 타이밍 큐가 없는 상태에서도 이미 매우 높은 변별도를 가지기 때문인 것으로 분석된다. 특히 오디오 타이밍 큐의 경우에는 사용자를 오히려 혼란스럽게 한 것으로 판명되었다. For the second user, video timing cues reduced inconsistency, but did not increase discrimination significantly. This is because the second user has a very high degree of discrimination even in the absence of a timing queue. Especially in the case of audio timing cues, it turned out to be rather confusing.
세 번째, 네 번째 및 다섯 번째 사용자의 경우, 모든 3개의 타이밍 큐가 사용자의 비일관도를 감소시켰다. 이 세 명의 사용자의 경우가 가장 일반적인 상황이라고 생각된다. 사용자의 경우마다 긍정적인 영향을 받는 타이밍 큐의 종류가 상이한 것으로 판단된다.For the third, fourth and fifth users, all three timing queues reduced the user's inconsistency. I think that these three users are the most common situation. It is determined that the type of timing queue positively affected by each user is different.
도 10은 표 2의 결과를 그래프로 나타낸 것이다. 10 graphically illustrates the results of Table 2.
도 10에서는 위 실험에서의 5명의 사용자에 대한 특이도, 비일관도 및 변별도를 나타낸 것이다. 비디오 타이밍 큐에 의한 특이도는 2086 이상 까지 측정되었으나 2000까지만 도시되었다. 도 10에서 나타난 바와 같이, 타이밍 큐는 전반적으로 사용자의 패턴의 비일관도를 감소시키고 변별도를 증가시킨다.Figure 10 shows the specificity, inconsistency and discrimination for five users in the above experiment. The specificity by the video timing cue was measured up to 2086 but only up to 2000. As shown in FIG. 10, timing cues reduce overall inconsistency and increase discrimination of a user's pattern.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 패턴 생성 장치를 나타내는 도면이다.11 is a view showing a pattern generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
패턴 생성 장치(1100)는 타이밍 큐 렌더링 부(1110)와 타이밍 벡터 계산부(1120)를 포함한다. The
타이밍 큐 렌더링부(1110)는 사용자의 패스워드 입력시 기준 타이밍이 되도록 규칙적인 신호를 제공하는 타이밍 큐(1112)를 사용자에게 렌더링한다. 사용자는 타이밍 큐(1112)를 시각 혹은 청각으로 감지하면서 키보드에 패스워드를 스트로크한다. 입력되는 패스워드의 패턴은 규칙적으로 제공되는 신호를 감지한 후 입력되 는 패턴이기 때문에 일관도가 증가된 패턴이다.The timing queue rendering unit 1110 renders to the user a
타이밍 벡터 계산부(1120)는 타이밍 큐에 기초하여 입력된 키스트로크(1102)의 타이밍 벡터를 계산함으로써 사용자의 타이핑 패턴을 나타내는 사용자 패턴(1122)을 생성한다. The timing vector calculator 1120 generates a
도 12은 본 발명의 일 실시예에 의한 사용자 인증 장치를 나타내는 도면이다.12 illustrates a user authentication device according to an embodiment of the present invention.
사용자 인증 장치(1200)는 패턴 생성부(1210) 및 판정부(1240)를 포함한다. The
패턴 생성부(1210)은 타이밍 큐(1232)를 사용자에게 렌더링하고 사용자로부터 키스트로크(1202)를 수신하여 타이밍 벡터를 계산함으로써 패턴(1222)을 생성한다. 패턴 생성부(1210)는 타이밍 큐 렌더링부(1230) 및 타이밍 벡터 계산부(1220)를 포함한다. The
타이밍 큐 렌더링부(1230)는 규칙적인 타이밍을 나타내는 타이밍 큐(1232)를 사용자에게 렌더링한다. 타이밍 큐는 오디오 신호, 비디오 신호 혹은 이들의 조합 어느 것이나 가능하며, 이에 더하여, 인간이 감각적으로 느낄 수 있는 모든 표현 형태를 포함한다.The timing
본 발명의 일 실시예에서, 사용자가 패스워드를 입력할 때에 렌더링되는 타이밍 큐는 사용자 등록시, 즉 원형 패턴의 생성시에 사용된 타이밍 패턴과 동일한 것을 특징으로 한다. 이렇게 하면 사용자는 예전에 즉 패스워드 등록시에 들었던(혹은 보았던) 규칙적인 신호를 들으며(혹은 보며) 패스워드를 입력할 수 있기 때문에 패턴의 일관도를 더욱 증가시킬 수 있고, 이로 인해, 사용자 인증 장치의 에러 율을 더욱 감소시킬 수 있다.In one embodiment of the invention, the timing queue rendered when the user enters the password is characterized in that the same timing pattern used when registering the user, i.e., generating the circular pattern. This allows the user to enter a password while listening to (or watching) a regular signal that was previously heard (or seen) at the time of registering the password, thereby further increasing the consistency of the pattern, thereby causing an error in the user authentication device. The rate can be further reduced.
타이밍 벡터 계산부(1220)는 사용자가 입력한 키스트로크(1202)를 수신하고, 각각의 키 입력 및 공백 시간에 대한 경과 시간을 측정하여 타이밍 벡터를 계산함으로써, 패턴(1222)을 생성한다.The
판정부(1240)는 사용자 패턴(1222), 트레이닝 패턴(1224) 및 임계값(1226)에 기초하여 진정한 사용자인지 여부를 판단한다. 판정부(1240)는 분류 기준값 계산부(1250) 및 비교부(1260)을 포함한다.The
판정부(1240)는 일반적으로 분류기(classifier)로 불리우며, 진정한 사용자의 트레이닝 패턴 및 사용자 인증시 입력되는 사용자 패턴에 미리정해진 함수를 적용함으로써 분류 기준값을 생성하고, 분류 기준값을 임계값과 비교함으로써 사용자 인증 여부를 결정한다. The
분류 기준값 계산부(1250)는 사용자 패턴(1222)과 트레이닝 패턴(1224)을 이용하여 분류 기준값(1252)을 계산한다. The classification
분류 기준값은 진정한 사용자의 패턴과 인증시 입력된 사용자 패턴의 관계를 나타내는 함수값으로서, 원형 패턴과 사용자 패턴의 차이값, 벡터 거리 혹은 유클리드 거리 등 다양한 값이 사용될 수 있다.The classification reference value is a function value representing the relationship between the true user's pattern and the user's pattern input during authentication, and various values such as the difference between the circular pattern and the user pattern, the vector distance, or the Euclidean distance may be used.
원형 패턴은 사용자가 패스워드 등록시에 입력한 패스워드의 패턴인 트레이닝 패턴으로부터 획득된다. 예를 들면 원형 패턴은 트레이닝 패턴의 평균값이다. 트레이닝 패턴 혹은 원형 패턴은 사용자 인증 장치(1200) 내부 혹은 외부의 저장 장치(미도시)에 미리 저장될 수 있다.The circular pattern is obtained from a training pattern which is a pattern of a password entered by the user at the time of password registration. For example, the circular pattern is an average value of the training patterns. The training pattern or the circular pattern may be stored in advance in a storage device (not shown) inside or outside the
일 실시예에서, 원형 패턴이 (1,2,3,4)이고 사용자 패턴이 (3,4,5,6)인 경우 분류 기준값 즉 벡터의 차이값은 이다. In one embodiment, when the circular pattern is (1,2,3,4) and the user pattern is (3,4,5,6), the classification reference value, i.e., the difference value of the vector is.
비교부(1260)는 분류 기준값(1252)과 임계값(1226)을 비교하여, 분류 기준값(1252)이 소정의 임계값(1226) 보다 큰 경우에는 인증 실패, 그렇지 않은 경우에는 인증 성공을 나타내는 인증 결과값(1262)을 생성한다.The
임계값(1226)은 사용자에 의해 정해지는 값이며, 사용자 인증 장치(1200)의 정확도 혹은 에러율에 아주 중요한 영향을 미친다. 따라서, 임계값의 결정은 매우 어려운 작업이다. 그러나 본 발명에 의한 패턴 생성 방법에 따라 생성된 패턴(1222)은 일관도가 증가된 패턴이기 때문에, 목적하는 에러율을 달성하기 위한 임계값의 범위가 완화될 수 있다. The
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 사용자 인증 방법을 나타내는 도면이다.13 illustrates a user authentication method according to an embodiment of the present invention.
단계 1310에서, 사용자 인증 장치는 타이밍 큐를 렌더링 한다.In
단계 1320에서, 사용자는 타이밍 큐를 감지하고, 이에 따라 패스워드를 입력한다.In
단계 1330에서, 사용자 인증 장치는 패스워드에 따른 키스트로크를 수신하고 타이밍 벡터를 생성함으로써 패턴을 생성한다.In
단계 1340에서, 사용자 인증 장치는 단계 1330에서 생성된 패턴과 원형 패턴의 차이값을 계산한다.In
단계 1350에서, 사용자 인증 장치는 차이값과 임계값을 비교하고, 단계 1360 및 1370에서, 차이값이 임계값보다 큰 경우에는 인증 실패, 그렇지 않은 경우에는 인증 성공으로 간주하고 절차를 종료한다. In
한편, 본 발명에 따른 패턴 생성 방법 및 사용자 인증 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성 가능하다. 상기 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보저장매체(computer readable media)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 패턴 생성 방법 및 사용자 인증 방법을 구현한다. 상기 정보저장매체는 자기 기록매체, 광 기록매체, 및 캐리어 웨이브 매체를 포함한다.Meanwhile, the pattern generation method and the user authentication method according to the present invention can be created by a computer program. Codes and code segments constituting the program can be easily inferred by a computer programmer in the art. In addition, the program is stored in a computer readable media, and read and executed by a computer to implement a pattern generation method and a user authentication method. The information storage medium includes a magnetic recording medium, an optical recording medium, and a carrier wave medium.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 일관도가 증가됨으로써 패턴의 품질이 개선된 패턴이 생성된다. 또한 본 발명에 의하면, 패턴 및 원형 패턴의 품질이 증가되기 때문에, 사용자 인증 장치의 임계값 결정이 용이하고, 그 결과, 사용자 인 증 장치의 에러율이 감소된다.As described above, according to the present invention, a pattern with improved quality is generated by increasing the consistency. Further, according to the present invention, since the quality of the pattern and the circular pattern is increased, it is easy to determine the threshold of the user authentication device, and as a result, the error rate of the user authentication device is reduced.
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