Quanto feedback serve per violare la protezione dei template? La vulnerabilità geometrica dell’autenticazione biometrica

Abstract degli autori

I sistemi di autenticazione biometrica ricorrono sempre più spesso a meccanismi di tutela della privacy per proteggere i template sensibili. Tuttavia, l’interfaccia di autenticazione può comunque rivelare informazioni che rendono possibili attacchi di ricostruzione. Gli attacchi precedenti sfruttano i punteggi di somiglianza restituiti dal sistema, mentre i sistemi più avanzati comunicano soltanto la decisione binaria di accettazione o rifiuto. Questo feedback binario fornisce molte meno informazioni e rende la ricostruzione dei template molto più difficile. In questo lavoro presentiamo attacchi di ricostruzione che richiedono poche query anche con un feedback estremamente limitato, superando due limiti fondamentali degli attacchi precedenti. In primo luogo, presentiamo il primo attacco in grado di ricostruire template biometrici protetti usando soltanto il feedback sul successo o sul fallimento dell’autenticazione, sfruttando i vincoli geometrici dell’autenticazione biometrica. In secondo luogo, presentiamo metodi di ricostruzione che tengono conto della distribuzione e richiedono poche query per i sistemi che restituiscono punteggi. Riducendo di un fattore $5\times$ il numero di query necessarie rispetto ai recenti attacchi basati sui punteggi, questi metodi rendono più realistico il modello di minaccia. Infine, combiniamo i due approcci integrando nel nostro attacco geometrico basato sul feedback binario un prior preaddestrato di diffusione facciale, riducendo di un fattore $5\times$ il numero di query necessarie. I nostri risultati rivelano un limite di sicurezza fondamentale dell’autenticazione biometrica: indipendentemente dal meccanismo di protezione dei template, il processo di autenticazione stesso espone informazioni geometriche che possono consentire una ricostruzione perfetta dei template entro i limiti della precisione numerica. Inoltre, la distribuzione dei template biometrici può essere sfruttata per rendere gli attacchi di ricostruzione significativamente più efficaci.