Якісно кероване злиття контекстного та поведінкового скорингу для Risk-Based автентифікації

Abstract

The article considers improving the efficiency of risk-based authentication during system login by combining two data sources: contextual features of the login attempt and behavioral biometric features generated based on the dynamics of keystrokes. It is shown that traditional approaches to combining contextual and behavioral scoring often do not take into account the quality of the behavioral sample, although it is it that significantly affects the reliability of the final decision. This is especially important for the practical application of RBA, even a slight shift in the risk assessment can lead either to unreasonably complicating the login for a legitimate user or to reducing the system&039;s ability to timely detect suspicious access attempts. Autofill fields, short passwords, event skipping, differences between input devices, changing keyboard layouts, browser features, and other factors can reduce the reliability of the behavioral channel and increase the frequency of false positives. In this regard, an approach is proposed in which the contribution of behavioral features to the final risk assessment is determined taking into account the quality of the received sample. A formal model of merging contextual and behavioral risk assessments has been developed, as well as an algorithm for setting decision thresholds for the modes of allowing access, additional verification, and denial of access. Experimental verification was performed on synthetic data and the open CMU Keystroke Dynamics Benchmark set. Comparison with basic fusion schemes showed that taking into account the quality of the sample allows for more adaptive use of the behavioral channel depending on the degree of its informativeness. The results obtained showed that the proposed approach allows for reducing the number of unnecessary additional checks without deteriorating the controlled level of security, and in conditions of low quality of behavioral data provides an even more tangible gain. The proposed solution is focused on increasing the stability of authentication without excessively increasing the load on the user. This confirms the feasibility of explicitly considering the quality of the behavioral pattern when building risk-based authentication systems and configuring their decision-making rules.

Розглянуто підвищення ефективності автентифікації на основі ризику під час входу в систему шляхом поєднання двох джерел даних: контекстних ознак спроби входу та поведінкових біометричних ознак, сформованих на основі динаміки натискань клавіш. Показано, що традиційні підходи до об’єднання контекстного та поведінкового скорингу часто не враховують якість поведінкового зразка, хоча саме вона істотно впливає на надійність підсумкового рішення. Це особливо важливо для практичного застосування RBA, де навіть незначне зміщення оцінки ризику може призвести або до необґрунтованого ускладнення входу для легітимного користувача, або до зниження здатності системи своєчасно виявляти підозрілі спроби доступу. Автозаповнення полів, короткі паролі, пропуски подій, відмінності між пристроями введення, зміна клавіатурної розкладки, особливості браузера та інші чинники можуть знижувати достовірність поведінкового каналу й підвищувати частоту хибних спрацювань. У зв’язку з цим запропоновано підхід, у якому внесок поведінкових ознак у фінальну оцінку ризику визначається з урахуванням якості отриманого зразка. Розроблено формальну модель злиття контекстної та поведінкової оцінок ризику, а також алгоритм налаштування порогів прийняття рішень для режимів дозволу входу, додаткової перевірки та відмови в доступі. Експериментальну перевірку виконано на синтетичних даних і відкритому наборі CMU Keystroke Dynamics Benchmark. Порівняння з базовими схемами злиття показало, що врахування якості зразка дає змогу адаптивніше використовувати поведінковий канал залежно від ступеня його інформативності. Отримані результати засвідчили, що запропонований підхід дає змогу зменшити кількість зайвих додаткових перевірок без погіршення контрольованого рівня безпеки, а в умовах низької якості поведінкових даних забезпечує ще відчутніший виграш. Запропоноване рішення орієнтоване на підвищення стійкості автентифікації без надмірного зростання навантаження на користувача. Це підтверджує доцільність явного врахування якості поведінкового зразка під час побудови систем автентифікації на основі ризику та налаштування їхніх правил ухвалення рішень.