Nghiên ứu á phương pháp thẩm định xá thự hữ ký viết tay ứng dụng trong thương mại điện tử

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP THẨM ĐỊNH XÁC THỰC CHỮ KÝ VIẾT TAY ỨNG DỤNG TRONG THƯƠNG MẠI ĐIỆN TỬ NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGUYỄN ANH TÀI HÀ NỘI 2006 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131500651000000 LỜI CAM ĐOAN Tôi tên : Nguyễn Anh Tài Học viên lớp Cao học Công nghệ thông tin 2004 Tôi làm đồ án tốt nghiệp cao học CNTT với tên đề tài: Nghiên cứu phương pháp thẩm định xác thực chữ ký viết tay ứng dụng thương mại điện tử, PGS,TS Nguyễn Thị Hồng Lan hướng dẫn Tơi xin cam đoan nội dung đồ án tốt nghiệp tìm hiểu, nghiên cứu thực Nếu sai tơi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước trường pháp luật Hà Nội, ngày tháng năm 2006 Người cam đoan Nguyễn Anh Tài M ỤC L ỤC LỜI CAM ĐOAN .2 23T 23T Mục lục 23T Danh mục ký hiệu, chữ viêt tắt 23T Danh mục bảng 23T Danh mục hình vẽ, đồ thị 23T Mở đầu 10 23T CHƯƠNG I: TỔNG QUAN SINH TRẮC HỌC 13 23T 23T 1.1 Khái niệm sinh trắc học 13 23T 23T 1.2 Hệ bảo mật sinh trắc học 13 23T 23 T 1.3 Chữ ký sinh trắc học 14 23T 23T 1.4 Các khó khăn thực 14 23T 23T 1.5 Vấn đề bảo mật phương pháp sinh trắc học dựa chữ ký viết 23T tay 15 23T CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU, TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP THẨM ĐỊNH 23T CHỮ KÝ VIẾT TAY BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH TRẮC HỌC 16 23T 2.1 Hệ thống mã hóa bảo mật sinh trắc học BioPKI 16 23T 23T 2.2 Giai đoạn đối sánh mẫu 17 23T 23T 2.2.1 Đặc điểm phương pháp DTW 17 23T 23T 2.3 Kỹ thuật làm méo EPW 20 23T 3T 2.3.3 Làm méo đoan 27 23T 23T 2.3.4 Kiểm chứng thực nghiệm 29 23T 23T 2.3.5 Cơ sở liệu 29 23T 23T 2.3.6 Thực hành với kết 30 23T 23T 2.3.7 Kết luận 34 23T 23T 2.4 Mã hóa đặc trưng sinh trắc học 34 23T 23T 2.5 Tạo khóa riêng 36 23T 23T 2.6 Tính hiệu hệ thống .37 23T 23T CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU, TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP THẨM ĐỊNH 23T CHỮ KÝ VIẾT TAY BẰNG MƠ HÌNH MARKOV ẨN 38 23T 3.1 Giới thiệu mơ hình MARKOV ẩn cho thẩm định chữ ký viết tay 38 23T 23T 3.1.1 Mô hình HMM rời rạc tham số mơ hình 39 23T 23 T 3.1.2 Quá trình Markov trạng thái mở rộng 39 23T 23 T 3.1.3 Các mơ hình Markov ẩn mở rộng từ trình Markov trạng 23T thái rời rạc 41 23T 3.1.4 Ba toán HMM sở 43 23T 23T 3.1.5 Lời giải cho toán đánh giá thuật toán chuyển tiếp (Forwarding 23T Algorithm) 44 23T 3.1.6 Lời giải cho toán giải mã- thuật toán Viterbi (Viterbi 23T Algorithm) 46 23T 3.1.7 Lời giải cho toán huấn lyuện- thuật toán Baum- Welch (Baum- 23T Welch) 48 23T 3.2 Tìm hiểu hệ thống xác thực chữ ký viết tay off-line sử dụng mơ hình 23T Markov ẩn 51 23T 3.2.1 Giai đoạn tiền xử lý 52 23T 23T 3.2.2 Mơ hình hóa chữ ký sử dụng HMM 65 23T 23T 3.2.3 Xử lý học 65 23T 23T 3.2.4 Quyết định 68 23T 23T 3.3 Tìm hiểu hệ thống xác thực chữ ký viết tay on-line sử dụng mô hình 23T Markov ẩn 69 23T 3.3.1 Mô đun thu nhận chữ ký trực tuyến 69 23T 23T 3.3.2 Cơ sở liệu chữ ký trực tuyến 69 23T 23 T 3.3.3 Tiền xử lý chữ ký 69 23T 23 T 3.3.4 Mơ hình huấn luyện 71 23T 23 T 3.3.5 Phát triển mơ hình 73 23T 23T 3.3.6 Kiểm chứng kết [Juan J, I gazar] 73 23T 23T CHƯƠNG 4: CHƯƠNG TRÌNH KIỂM THỬ 76 23T 3T 4.1 Giới thiệu chương trình kiểm thử 76 23T 23T 4.2 Giới thiệu FORM 76 23T 23 T 4.3 Chi tiết form .77 23T 23T 4.3.1 Thông tin người dùng (Form 1) 77 23T 23T 4.3.2 Thêm người dùng (Form 2) 78 23T 23T 4.3.3 Cập nhật thông tin người dùng (Form 3) 79 23T 23T 4.3.4 Thẩm định chữ ký (Form 4) 80 23T 23T 4.3.5 Hiển thị kết thẩm định chữ ký (Form 5) 81 23T 23 T 4.4 Chi tiết thành phần form 82 23T 23 T 4.5 Cơ sở liệu 90 23T 23T 23T 4.6 Các thí nghiệm 91 KẾT LUẬN 92 23T 23T TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 23T 23T DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TĂT Chữ viết tắt Bio BioPKI Tiếng Anh Biometric Biometric Public Key Infrastructure DTW EPW Dynamic time warp Extreme point warp EPS MHM PKI Extreme point Hidden Markov Model Public Key Infrastructure FAR FRR False Accept Rate False Reject Rate Tiếng việt Sinh trắc học Hệ thống mã hóa cơng khai sinh trắc học Làm méo động Làm méo điểm cực Điểm cực Mơ hình Markov ẩn Cơ sở hạ tầng khóa cơng khai Tỷ lệ chấp nhận sai Tỷ lệ loại bỏ sai DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Ảnh hưởng hệ số bỏ qua 31 23TU U23 T Bảng 2.2 Tốc độ lỗi với DTW EPW 32 23TU U23 T Bảng 3.1 Thể hiên FAR .63 23TU U23T Bảng 3.2 Thể hiên FRR 64 23TU U2 3T Bảng 3.3 Kết .74 23TU U23 T Bảng 3.4 Kết phương pháp tiền xử lý 75 23TU U23T Bảng 4.1 Các thành phần form thông tin người dùng 83 23TU U23T Bảng 4.2 Phím tắt form thông tin người dùng 83 23TU U23T Bảng 4.3 Các thành phần form thêm người dùng 85 23TU U23T Bảng 4.4 Các phím tắt form thêm người dùng 86 23TU U23T Bảng 4.5 Các phím tắt form cập nhật thơng tin người dùng 88 23TU U23T Bảng 4.6 Các phím tắt form cập nhật thơng tin người dùng 88 23TU U23T Bảng 4.7 Các thành phần form thẩm định chữ ký người dùng 90 23TU U23T Bảng 4.8 Các phím tắt form thẩm định chữ ký người dùng 90 23TU U23T DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ Hinh 2.1 Sơ đồ hệ thống BioPKI 16 23TU U23T Hinh 2.2 Hình sóng trước sau DTW 19 23TU U23T Hình 2.3 EPs gợn sóng nhỏ 21 23TU U23T Hình 2.4 EPs từ hai tín hiệu 23 23TU U23T Hình 2.6 Một ví dụ so sánh điểm EPs 26 23TU U23T Hình 2.7 Kết sau so sánh EPs 27 23TU U23T Hình 2.8 Làm méo đoạn (a) làm méo đoạn tín hiệu tham chiếu 27 23TU U23T (b) làm méo tín hiệu mẫu 27 23TU U23T Hình 2.9 Kết làm méo đoạn (a) trước làm méo đoạn 28 23TU U23T (b) sau làm méo đoạn 28 23TU U23 T Hình 2.10 Một số ví dụ chữ ký (a,b) chữ ký thật (c,d) chữ ký giả mạo 23TU U23T 30 Hình 2.11 Mã thuộc tính thời gian bút viết 36 23TU U 23T Hình 3.1 Sự minh hoạ chuỗi Markov với trạng thái (ký hiệu S1, 23TU S2, S3.) 40 U23 T Hình 3.2 Sự minh hoạ mơ hình Markov với trạng thái 42 23TU U23 T Hình 3.3 (a) chữ ký ngẫu nhiên (b) chữ ký đơn giãn (c) chữ ký nguy 23TU hiểm (d) chữ ký gốc 52 U23 T Hình 3.4 (a) chữ ký trước dịch chuyển (b) chữ ký sau 23TU dịch chuyển vào ảnh .53 U23 T Hình 3.5 Điểm thuộc tính dựa phân chia theo chiều dọc 54 23TU U23T Hình 3.6 Các điểm thuộc tính tính theo phân chia theo chiều ngang 23TU U23T 55 Hình 3.7 Khoảng cách trung bình (d avg ) độ lệch chuẩn ( σ ) 58 23TU URU URU U2 3T 23T 23T Hình 3.8 Các điểm thuộc tính dựa phân chia theo chiều dọc với độ 23TU sâu 64 U23T Hình 3.9 Các điểm thuộc tính dựa phân chia theo chiều ngang với 23TU độ sâu 65 U23T Hình 3.10 Mơ hình trái-phải xử lý trình học 66 23TU U23T Hình 3.11Học kiểm tra chéo cho đường cong với số trang thái 67 23TU U2 3T Hình 3.12 Đường viền phân chia vùng chấp nhận loại bỏ trình 23TU kiểm tra 67 U23T Hình 3.13 Thuật tốn chuẩn hóa 70 23TU U23 T Hình 3.14 Mơ hình HMH cho chữ ký online 73 23TU U23T Hình 3.15 Biểu đồ DET 74 23TU U23T Hình 4.1 Form thơng tin người dùng 77 23TU U23T Hình 4.2 Form thêm người dùng 78 23TU U23T Hình 4.3 Form Cập nhật người dùng 79 23TU U23T Hình 4.4 Form thẩm định chữ ký 80 23TU U 23T Hình 4.5 Form hiển thị kết thẩm định 82 23TU U23T MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, sở hạ tầng khố cơng khai phát triển với nhu cầu ngày tăng bảo mật liệu số Chữ ký số tạo cách sử dụng công nghệ mã hố cơng khai Cơng nghệ sử dụng giao dịch thương mại thực mạng bảo mật mà không sợ bị giả mạo chữ ký Điểm mạnh chữ ký số dựa truy cập điều khiển thơng qua khố cá nhân Việc lưu trữ khoá cá nhân bảo vệ phương pháp mật từ lâu mắt xích yếu hệ thống bảo mật Đối với chữ ký điện tử quản lý khoá riêng điểm dễ bị công hệ thống bảo mật Mặt khác tính bảo mật chữ ký điện tử lại dựa vào phương pháp mã hoá bất đối xứng phải sử dụng truy cập thơng qua khố riêng Đối với giải thuật mã hố cơng khai khố riêng số lớn thường số 1024 bit Nhưng lưu trữ sức mạnh khoá riêng giảm cách trầm trọng xuống đến ký tự mật Mọi người thường không nhớ nhiều mật thời gian dài nên họ thường sử dụng mậu giống với mật email mậu vào mạng, mật trực tuyến ngân hàng, mật vào cơng ty …,người ta ghi mật vào mảnh giấy bị nhìn trộm Họ chọn biệt danh, ngày sinh làm mật mật họ bị người gần gũi với họ đoán Tất vấn đề đề cập sử dụng mật phương pháp không tốt việc sử dụng chữ ký điện tử Một người truy cập vào khoá riêng người biết mật vào khố riêng khơng có nghĩa người 10