Brevet FR2671210A1 — publié le 19920703

i PROCEDE D'IDENTIFICATION ET D'AUTHENTIFICATION D'INFORMATIONS CARACTERISANT UN INDIVIDU DESCRIPTION L'invention concerne un procédé d'identifi- cation et d'authentification d'informations caracté- risant un individu par vérification de ces informations au moyen d'un biomètre. Un biomètre est un appareil capable d'effec- tuer la saisie et le traitement d'informations rela- tives à un individu L'information saisie est couram- ment dénommée profil; on lui associe lors d'une véri- fication d'authentification une information d'identi- fication telle que le nom de l'individu. Parmi les profils saisis, il y a l'empreinte digitale, l'empreinte du fond de l'oeil, ou bien un mouvement difficilement imitable tel que la signature, la frappe sur un clavier, les vibrations des cordes vocales. Le traitement de ce type d'information consiste en fait à numériser et à réduire le volume de l'information numérisée par des techniques classiques de compression Généralement le biomètre comporte pour cela un moyen de traitement et de contrôle dénommé SAM (secure access modu Le en termi- nologie anglo-saxonne). Lors d'une vérification biométrique, un individu peut se soumettre à une saisie de profil et donner son identité Il peut aussi simplement n'avoir à donner que son identité. Le problème rencontré réside dans le fait qu'il peut y avoir une falsification soit dans l'infor- mation d'identification, soit dans le profil antérieu- rement enregistré Il n'est donc pas possible d'assurer une parfaite corrélation entre identification et authentification. En d'autres termes, une empreinte peut toujours être reconnue comme appartenant à un individu présent Lors de La saisie mais ce dernier peut abuser Le vérificateur en se faisant passer pour un autre s'i L désire tricher IL suffit d'adjoindre une identi- fication fausse à une authentification vraie en fa Lsi- fiant par exemp Le L'identification Lors de sa communi- cation au biomètre ou inversement. La présente invention permet de remédier à ces inconvénients L'invention, te L Le qu'e L Le est caractérisée dans Les revendications, résout Le prob Lème du manque de corrélation entre L'identifi- cation et L'authentification des informations caracté- ristiques relatives à un individu et ce La en Liant ces informations par un enregistrement sur un même support et en vérifiant ces informations sans échange du profi L-en c Lair ou chiffré. La présente invention a p Lus particulièrement pour objet un procédé d'identification et d'authentifi- cation d'informations caractérisant un individu, par vérification de ces informations au moyen d'un biomètre caractérisé en ce qu'it consiste a) à enregistrer sur une carte à mémoire Les informations caractérisant L'individu titulaire de La carte, informations composées de L'identification et du profi L de L'individu sous forme d'une empreinte constituée d'une suite séquentie L Le de mots binaires obtenue par un biomètre; b) à saisir de manière indépendante par un biomètre Les informations caractérisant cet individu de manière à obtenir son empreinte pour La comparer à ce L Le de La carte; c) à procéder à un traitement identique de L'empreinte dans La carte et dans Le biomètre de manière à établir un mot de parité et à échanger Les mots de parité obtenus par La carte et par Le biomètre pour Les comparer. Selon une autre caractéristique de L'inven- tion, La phase de traitement consiste à: organiser virtuellement des groupes séquen- tie Ls de mots en p sous-b Locs matriciels de P bits, organiser virtuellement Les sous-b Locs matriciels en un seu L bloc matricie L de M Lignes, N colonnes, réaliser des permutations des sous-b Locs dans Le bloc matricie L M x N, réaliser des permutations des mots à L'in- térieur des sous-b Locs matriciels; déterminer un mot de parité pour chaque Ligne du b Loc matriciel M x N; échanger Les parités obtenues dans La carte et dans Le biomètre; comparer ces parités; traiter L'empreinte en fonction du résultat des comparaisons; donner une décision sur L'identification et L'authentification en fonction du résultat du trai- tement. Se Lon une autre caractéristique de L'inven- tion, La réalisation des permutations des sous-b Locs consiste à: générer dans La carte une première série de nombres a Léatoires et La transmettre au biomètre; générer dans Le biomètre une deuxième série de nombres aléatoires et La transmettre à La carte; constituer une première table contenant L'adresse X 1 de chaque sous-b Loc dans Le bloc matriciel et L'adresse correspondante X 2 donnée par La première série de nombres aléatoires; constituer une deuxième tab Le contenant L'adresse X 2 obtenue après La première permutation et L'adresse X 3 donnée par La deuxième série de nombres aléatoires. Se Lon une autre caractéristique de L'invention, L'étape de comparaison des parités consiste a: ca Lcu Ler La distance entre Les parités obtenues par La carte et ce L Les obtenues par Le biomètre, interrompre La vérification dans Le cas o La distance est sensib Lement éga Le à une distance donnée; réaliser une troisième permutation des sous-b Locs et des mots dans Les sous-b Locs; déterminer un mot de parité pour chaque Ligne du b Loc matriciel, échanger Les parités ainsi obtenues dans La carte et dans Le biomètre. Se Lon une autre caractéristique de L'inven- tion, L'étape de correction effectuée par Le biomètre consiste à affecter un mot à chaque Ligne de mot des sous-b Locs destiné à indiquer si Les bits formant chaque mot sont probablement justes ou probab Lement faux ou définitivement justes. D'autres caractéristiques et avantages de L'invention apparaîtront à La Lecture de La description faite à titre i L Lustratif et nu L Lement Limitatif, en regard des dessins sur Lesque Ls: La figure 1 représente Les différentes étapes du procédé conforme à L'invention sous forme d'un organigramme; La figure 2 représente Le détail de certaines étapes du procédé se Lon la figure 1; Les figures 3 a, 3 b, 3 c représentent des graphiques i L Lustrant L'organisation pra- tique et virtue L Le de l'empreinte; Les figures 4 a à 4 d des graphiques i L Lus- trant Les permutations des sous-b Locs; Les figures 4 e à 4 h des graphiques i L Lus- trant Les permutations à L'intérieur des sous-b Locs; Les figures 5 a et 5 b Les tables A et B; Les figures 5 c et 5 d Les tables a et b. La figure 1 représente Les étapes principales du procédé conforme à L'invention sous forme d'un organigramme. Un individu pour Lequel des contrôLes biomé- triques sont nécessaires est titu Laire d'une carte n du type carte à mémoire dénommée CAM La carte à mémoire possède de manière classique des moyens de traitement de contrôLe et de mémorisation qui ne seront pas davantage détai LLés car i Ls font partie de L'état de La technique. La CAM qui est remise à son titulaire com- porte un enregistrement du profil et L'identification de ce titu Laire. Le profil enregistré a subi un prétraitement classique qui a consisté à réa Liser une compression des données numériques. Lors d'une vérification biométrique, on procède à nouveau à une saisie du profil du titu Laire de La carte Cette saisie est indépendante de La première à la fois dans Le temps et dans l'espace. Le biomètre qui réalise cette deuxième saisie n'est pas obligatoirement le même que celui qui a servi à La première Ce profil subit également un prétrai- tement consistant à compresser les données numériques. Le procédé conforme à L'invention consiste ensuite à réa Liser des étapes de traitement qui vont être déve Loppées dans La suite et qui sont identiques pour La plupart. Les étapes qui portent Les références 100 à 107 sont mises en oeuvre dans La carte Les étapes qui portent Les références 200 à 207 sont mises en oeuvre dans Les moyens de traitement que comporte Le biomètre et qui ont une architecture similaire à ce L Le de La carte. Les f Lèches horizontales entre Les b Locs de traitement de La carte et du biomètre signifient qu'i L y a un échange d'information entre La carte et Le biomètre Comme ce La va être détai LLé dans La suite, les informations échangées ne sont en aucun cas Les données correspondant au profi L. Etapes 100-200 Les données enregistrées dans La carte et dans Le biomètre sont enregistrées sous La forme d'une suite séquentie L Le de mots binaires. Etapes 101-201 Ces données sont organisées virtue L Lement en b Locs comme on peut Le voir à partir des graphiques représentés sur Les figures 3 a, 3 b, 3 c. L'organisation reste virtue L Le, en ce sens que L'on ne constitue pas matèrie L Lement pour Le mémo- riser et L'examiner ensuite un autre profi L que ce Lui d'origine Les parités dont on par Lera dans La suite sont déterminées au fur et à mesure des dép Lacements des sous-b Locs et des permutations internes de ces derniers. Une première organisation virtue L Le, figure 3 b, consiste à diviser la suite sèquentielle de mots binaires représentée figure 3 a, en sous-blocs. Une deuxième organisation virtue L Le, figure 3 c, consiste à regrouper Les p sous-b Locs en un seu L b Loc matricie L de manière à avoir une matrice de tai Lle M x N = p A titre d'exemple, Les sous-b Locs sont numérotés de O à 15 et comportent 64 bits Les derniers b Locs et Le b Loc incomp Let sont éventue L Lement com- p Létés par des zéros. n A La matrice M x N comporte se Lon cet exemple seize sous-blocs et constitue un b Loc de 1024 bits. Etapes 102,103-202,203 Le procédé consiste ensuite à réa Liser des permutations de La manière qui va être décrite et en référence aux graphiques représentés sur Les figures 4 a à 4 h. Les seize sous-b Locs sont ordonnés dans La matrice M x N comme représenté sur La figure 4 a, c'est-à-dire dans l'ordre séquentie L des sous-blocs 0 à 15. Les emplacements virtuels des sous-b Locs dans La matrice sont appe Lés adresses X 1. Une première permutation des sous-blocs dans La matrice va permettre d'obtenir de nouveaux emplacements appe Lés adresses X 2. Une deuxième permutation des sous-blocs dans cette organisation va permettre d'obtenir de nouveaux emplacements appe Lés adresses X 3 Le passage d'une adresse X 1 à une adresse X 2 est donné par une tab Le A, figure 5 a Le passage d'une adresse X 2 à une adresse X 3 est donné par une table B, Figure 5 b. Les étapes 102, 103-202,203 consistent en outre à réa Liser des permutations à L'intérieur des sous-b Locs. A titre d'exemp Le chaque Ligne d'un sous-b Loc comporte 8 bits numérotés de O à 7. Dans chaque sous-b Loc Les bits sont déjà ordonnés se Lon L'ordre séquentiel d'entrée Les empla- cements virtue Ls dans Le sous-b Loc sont appe Lés adresses Y 1 (figure 4 e). Après une première permutation, Les bits se trouvent dans un ordre différent correspondant aux adresses Y 2 (figure 4 f). Après une deuxième permutation, Les bits se trouvent encore dans un ordre différent corres- pondant aux adresses Y 3 (figure 4 g). Le passage d'une adresse Y 1 à une adresse Y 2 est donne par La tab Le a (figure 5 c). Le passage d'une adresse Y 2 à une adresse Y 3 est donné par La tab Le b (figure 5 d). Les différentes permutations sont réa Lisées à partir de nombres a Léatoires définissant L'ordre dans Leque L vont se trouver Les sous-b Locs, c'est-à-dire Les adresses X 2 puis X 3. Les va Leurs qui sont données dans Les tab Les A, B, a et b ainsi que Les a Léas sont donnés à titre d'exemple. Pour La tab Le A à 16 entrées: a Léas: 0110 1011 1001 0100 0110 1000 1 ce qui correspond aux adresses X 2: 6 11 9 4 6 * 8 6 * = cette va Leur a déjà été donnée, e L Le est délaissée -on prend La va Leur suivante. Pour La tab Le B à 16 entrées, on prend Les a Lé as obtenus pour constituer La tab Le A mais décalés de deux bits, soit: aléas: 1010 1110 0101 0001 1010 O ce qui correspond pour X 3: 14 5 1 10 Pour La tab Le a à 8 entrées, on prend Les mêmes a Léas en prenant des paquets de 3 bits, soit: 011 010 111 001 010 001 ce qui correspond pour Y 2 à: 3 2 7 1 2 * 1 * 5 Pour La tab Le b à 8 entrées, on déca Le de 2 bits Les a Léas, soit: 101 011 100 101 ce qui correspond pour Y 3 à: 3 4 5 Etapes 104-204: Ces étapes consistent à déterminer des mots de parité comme après chaque permutation. Un mot de parité est formé à partir du dernier bit de chaque Ligne de La matrice Se Lon L'exemp Le décrit, Le mot de parité ainsi formé comprend trente-deux mots de quatre bits virtue L Lement situés après Les sous-b Locs 3, 7, 11, 15. Etapes 105-205: Ces étapes consistent à échanger Les bits de parité entre La carte et Le biomètre En pratique, i L n'y a pas d'échange bidirectionnel Le biomètre reçoit Les bits de parité obtenus par La carte et réa Lise un traitement consistant à comparer Les bits de parité obtenus de part et d'autre et ensuite à modifier sensib Lement L'empreinte qu'i L a saisie pour tenir compte de Légères évolutions qu'a pu subir Le profi L avec Le temps. Ces traitements de modification sont détai LLês dans La suite. Selon Le résu Ltat de ce traitement, une troisième permutation est a Lors opérée Cette permu- tation est réa Lisée comme Le sont La première et La deuxième, c'est-à-dire par une doub Le permutation. Une permutation est opérée pour Les sous-b Locs consti- tuant La matrice et une permutation a Lieu à l'inté- rieur des sous-blocs. Le b Loc représenté sur La figure 4 d est le résu Ltat de la troisième permutation. Les adresses X 3 des sous-blocs sont transfor- mées en adresses X 4 à l'issue de la troisième permuta- tion (figure 4 d) De La même façon, Les adresses Y 3 des bits à L'intérieur des sous-b Locs (figure 4 g) sont transformées en adresses Y 4 à L'issue de La qua- trième permutation (figure 4 h). A La suite de ces permutations, un nouveau mot de parité est déterminé dans La carte et par Le biomètre Ce mot est constitué selon L'exemp Le donné d'un ensemble de trente-deux mots de quatre bits virtue L Lement situés après chacun des sous-blocs 7, 1, 14, 3. Les parités obtenues dans Le biomètre sont envoyées à La carte qui les compare à celles qu'e L Le a obtenues. Etapes 107-207: A La suite de la comparaison, La carte envoie un message traduisant s'i L y a conformité ou non con- formité Le biomètre peut alors prendre une décision sur L'identification et L'authenticité du profil saisi. Les étapes 106 et 205 ont été détail Lées sur La figure 2. L'étape 205 consiste à réaliser une comparai- son des parités, étape 301, obtenues à l'issue de La deuxième permutation Dans Le cas d'une égalité entre Les parités, une décision sur L'identification et L'authentification est prise. Dans Le cas o il n'y a pas identité, on procède à une correction de L'empreinte (étape 302). On procède ensuite à une comparaison entre L'empreinte saisie et L'empreinte corrigée par une mesure de La distance D que L'on compare à un seui L S prédéterminé (étape 303). Si La distance D mesurée est différente du seui L (étape 304) ou si Le biomètre souhaite une certification de concordance par La carte, alors on procède à une troisième permutation ( 306). Dans Le cas o i L y a éga Lité entre La dis- tance D et Le seui L S, a Lors Le biomètre prend une décision qui peut être La commande d'une troisième permutation. Après avoir réalisé La troisième permutation, un mot de parité est déterminé (étape 206) comme ce La a été décrit antérieurement. L'étape 106 consiste à réa Liser la troisième permutation (étape 120), puis à déterminer Le mot de parité S pour Le comparer aux parités déterminées par Le biomètre (étape 121). L'étape 107 consiste comme ce La a déjà été décrit à déc Larer qu'i L y a concordance (étape 124) ou non concordance (étape 125) entre identification et authentification. L'étape 302 consiste à réa Liser une modifica- tion de L'empreinte de manière à corriger Les éven- tue L Les évolutions qu'a pu prendre Le profit en res- treignant La distance d entre les deux profils. Pour ce La, Les mots constituant chaque Ligne dans un sous-b Loc sont associés à un mot de trois bits qui sert à mémoriser L'information qui consiste à dire: bit 1: Les huit bits parmi Les trente-deux de la rangée sont probablement justes. bit 2: Les huit bits sont probalement faux. bit 3: Les huit bits sont considérés comme définitivement justes. Lors de La permutation des sous-b Locs réa Li- sée dans Le biomètre, ces trois bits vont rester atta- chés aux huit bits de chaque rangée des sous-b Locs. Le biomètre compare Les données de parité de quatre bits pour chaque rangée de trente-deux bits dans Les sous-b Locs. L'absence de différence peut correspondre à L'absence d'erreur sur Les trente-deux bits ou à un nombre d'erreurs te L que Les parités se compensent. Lorsque deux bits de parité sur Les quatre sont différents, Le biomètre considère, éventue L Lement à tort, qu'un seu L bit de La rangée de trente-deux est erroné et que L'erreur se trouve dans L'un des sous-b Locs de huit bits de La rangée. A moins de pouvoir rectifier L'un des bits de L'une des rangées de huit, Le biomètre écrit ou confirme L'écriture du bit 2 (probablement faux) dans chaque rangée de sous-b Locs. Le procédé permet d'exc Lure Les cas suivants dans Le biomètre: Le bit 3 de La rangée du sous-b Loc est déjà servi (juste). Le bit 1 (probablement juste) est déjà servi, Le biomètre efface a Lors cette écriture. Le biomètre procède de même conformément au procédé Lorsqu'un, trois ou quatre bits de parité sont erronés. Le traitement qui vient d'être décrit vise à corriger Le profil saisi pour chercher à Le rendre identique à ce Lui détenu par La carte. Ceci n'est possib Le que si au moins une rangée du b Loc est identique de part et d'autre à chaque permutation et si Le nombre de bits erronés dans une rangée de trente-deux est fréquemment infé- rieur à deux. Lorsque ces conditions se produisent, Les sous-b Locs de huit bits peuvent être déclarés justes Les uns après Les autres et participer à La correction comp Lète du profi L (empreinte). Le procédé permet de recommencer L'étape de correction autant de fois que nécessaire, La Limite étant une Limite tempore L Le correspondant à La durée de La mesure biométrique. REVENDICATIONS 1 Procédé d'identification et d'authenti- fication d'informations caractérisant un individu, par vérification de ces informations au moyen d'un biomètre, caractérisé en ce qu'il consiste: A) à enregistrer sur une carte à mémoire Les informations caractérisant L'individu titulaire de la carte, informations composées de l'identification et du profi L de L'individu sous forme d'une empreinte constituée d'une suite sèquentielle de mots binaires obtenue par un biomètre; B) à saisir de manière indépendante par un biomètre Les informations caractérisant cet individu de manière à obtenir son empreinte pour La comparer à celle de La carte; C) à procéder à un traitement identique de L'empreinte dans la carte et dans le biomètre, de manière à établir un mot de parité et à échanger Les mots de parité obtenus par La carte et par Le biomètre pour les comparer. 2 Procédé selon La revendication 1, caracté- risé en ce que la phase C) de traitement consiste a: organiser virtuellement des groupes séquen- tie Ls de mots en p sous-blocs matriciels de P bits, organiser virtuellement les sous-blocs matricie Ls en un seul bloc matriciel de M Lignes, N colonnes, réaliser des permutations des sous-blocs dans Le b Loc matriciel M x N, réaliser des permutations des mots à l'in- térieur des sous-blocs matricie Ls; déterminer un mot de parité pour chaque Ligne du b Loc matriciel M x N; échanger Les parités obtenues dans La carte et dans Le biomètre; comparer ces parités; traiter L'empreinte en fonction du résu Ltat des comparaisons; donner une décision dans La carte sur L'identification et L'authentification en fonction du résultat du traitement. 3 Procédé de corre Lation se Lon La revendica- tion 1 ou 2, caractérise en ce que La réalisation des permutations des sous-blocs consiste à: générer dans La carte une première série de nombres aléatoires et la transmettre au biomètre, générer dans Le biomètre une deuxième série de nombres aléatoires et transmettre ces nombres à La carte; constituer une première tab Le contenant Les adresses X 1 de chaque sous-b Loc dans Le bloc matri- cie L et Les adresses correspondantes X 2 données par La première série de nombres a Léatoires; constituer une deuxième tab Le contenant Les adresses X 2 obtenues après La première permutation et Les adresses X 3 données par La deuxième série de nombres a Léatoires. 4 Procèdé de corre Lation se Lon Les revendi- cations 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que L'étape de comparaison des parités consiste à: ca Lculer La distance entre les parités obtenues par La carte et ce L Les obtenues par le biomètre, à interrompre La vérification dans Le cas o La distance est sensiblement éga Le à une dis- tance donnée; dans Le cas o La distance obtenue est différente de La distance donnée, réaliser des correc- tions sous-b Locs par sous-b Locs, réaliser une troisième permutation des sous-b Locs et des mots dans Les sous-blocs, déterminer un mot de parité pour chaque Ligne du b Loc matriciel, échanger les parités ainsi obtenues dans La carte et dans Le biomètre. comparer Les parités au stade u Ltime dans La carte, déc Larer qu'i L y a ou non correlation en fonction des résultats de La comparaison. 5 Procédé se Lon L'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que L'étape de correction consiste à affecter un mot à chaque ligne de mots des sous-b Locs destiné à indiquer si Les bits formant chaque mot sont probablement justes ou probablement faux ou définitivement justes.