Evaluation of Hand Micromovement Features for Continuous Authentication of Smartphone Users During Typing

Bc. Zdeňka Sitová

Master's thesis

Abstract:

Biometrická autentizace je způsob ověření identity, který spoléhá na fyziologické nebo behaviorální charakteristiky uživatele. V této práci se zabýváme vyhodnocením Hand Movement, Orientation and Grasp (HMOG), nové behaviorální biometriky pro průběžnou autentizaci uživatelů píšících na chytrých telefonech. HMOG nevtíravě zachytává malé otřesy a změny orientace, které vznikají tím, jak uživatel drží telefon a jak na něm píše. Vyhodnotili jsme schopnost HMOG featur autentizovat uživatele na datech posbíraných od sta píšících uživatelů za dvou podmínek: během sezení a při chůzi. Kombinace HMOG s featurami běžně používanými v současné době (charakteristiky poklepání a dynamiky klávesových úderů) zlepšila EER pro chodící uživatele (z 10.51% na 6.92%). Pro sedící uživatele se EER zlepšilo v kratších autentizačních oknech (např. z 19.11% na 15.44% pro 20 sekund dlouhé autentizační okno).

Abstract:

Biometric authentication is a form of identity verification, which relies on user's distinctive physiological or behavioral characteristics. This thesis presents an evaluation of Hand Movement, Orientation and Grasp (HMOG), a new behavioral biometric for continuous authentication of smartphone users during typing. HMOG unobtrusively captures subtle micromovement and orientation dynamics resulting from how a user grasps, holds, and taps on the smartphone. We evaluated the authentication performance of HMOG features on typing data collected from 100 subjects under two conditions: sitting and walking. Combining HMOG with the state-of-the-art (tap characteristics and keystroke dynamics) improved the performance in walking (the best achieved EER lowered from 10.51% to 6.92%). For sitting users, the performance improved in shorter authentication scans (e.g., from 19.11% to 15.44% for 20-second authentication scan).

Keywords

behavioral biometrics, continuous authentication, smartphone, typing, virtual keyboard, micromovement

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 8. 1. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 10. 2. 2015
• Supervisor: prof. RNDr. Václav Matyáš, M.Sc.
• Reader: Ing. Mgr. et Mgr. Zdeněk Říha, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Master programme / field:
Informatics / Artificial Intelligence and Natural Language Processing