I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( I J E C E )   V o l .   8 ,   N o .   3 J u n e   201 8 ,   p p .   1 2 8 1 ~1 2 8 7   I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8 D O I :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v8 i 3 . p p 1 2 8 1 - 1 2 8 7          1281       J o u r n a l   h o m e p a g e h t t p : / / i a e s c o r e . c o m / j o u r n a l s / i n d e x . p h p / I J E C E   T h e   S e c u r i ty   C h a l l e n g e s   o T h e   R h y th m p r i n t   A u th e n ti c a ti o n       N a k i n t h o r n   Wo n g n a r u k a n e ,   P r a m o t e   K u a c h a r o e n   D e p a rt e m e nt  of  Com p ut e r S c i e nc e ,   G ra dua t e  S c hool   of A p p l i e d S t a t i s t i c s   N a t i ona l   Ins t i t ut e  of D e ve l op m e nt  A dm i ni s t ra t i on, Ba ng kok, T ha i l a nd         A r t i c l e   I n f o     A B S T R A C T     A r t i c l e   h i s t o r y :   R e c e i v e d   D e c   2 8 ,   2 0 1 7   R e v i s e d   F e b   8 ,   2 0 1 8   A c c e p t e d   M a r   1 3 ,   2 0 1 8     T he   Rhy t hm p ri nt   a ut he nt i c a t i on  c om bi ne s   a a dva nt a g e   of  t he   t ra di t i ona l   ke y s t roke   a ut he nt i c a t i on  a nd  t he   m ul t i - t ouc t e c hnol og y   ba s e d   on  t ouc ha bl e   de vi c e   s uc a s   t ouc hp a on  l a p t op s m a rt p hone   a nd  t a bl e t W i t t he   Rhy t hm p ri nt   a ut he nt i c a t i on t he   us e i s   l e s s   l i ke l y   t s uffe from   s houl de s urf i ng   a nd  e a ve s drop p i ng   a t t a c ks . T hi s   re s e a rc p rovi de s  e m p i ri c a l   e vi de nc e   t ve ri fy   t he   s e c uri t y   p e rform a nc e   of  t he   Rhy t hm p ri nt   a ut he nt i c a t i on  c om p a ri ng   to   t he   t ra di t i ona l   ke y s t roke   a ut he nt i c a t i on  for  s houl de s urf i ng   a nd  e a ve s dro p p i ng   a t t a c ks w he t he   us e t ri e s   t o l og i n t a   w e bs i t e   on  a   l a p t op   for  10  t i m e s   i a   p ubl i c   p l a c e   w hi l e   t he   a t t a c ke s t a nd s   be hi nd.  T he   e x p e ri m e nt a l   re s ul t s   s how   t ha t   t he   Rhy t hm p ri nt   a ut he nt i c a t i on  p rovi de s   hi g he s e c uri t y   t ha t he   t ra di t i ona l  ke y s t roke  a ut he nt i c a t i on i bot s houl de r s ur fi ng   a nd  e a ve s drop p i ng  a t t a c ks .   K e y w o r d :   F i f t h   s e c u r i t y   F i r s t   r h y t h m p r i n t   F o u r t h   b i o m e t r i c   S e c o n d   m u l t i - t o u c h   T h i r d   a u t h e n t i c a t i o n   Copy r i ght   ©   201 8   Ins t i t ut e   of   A dv anc e d E ngi ne e r i ng  and Sc i e nc e   A l l   r i ght s  r e s e r v e d .   C o r r e s p o n d i n g   A u t h o r :   N a k i n t h o r n   W o n g n a r u k a n e ,     D e p a r t e m e n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   G r a d u a t e   S c h o o l   o f   A p p l i e d   S t a t i s t i c s ,   N a t i o n a l   I n s t i t u t e   o f   D e v e l o p m e n t   A d m i n i s t r a t i o n ,   1 1 8   S e r i t h a i   R o a d ,   B a n g k a p i   T o w n s h i p ,   B a n g k o k   1 0 2 4 0 ,   T h a i l a n d .   E m a i l :   n a k i n t h o r n . n @g m a i l . c o m       1.   I N T R O D U C T I O N     T h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   [ 1 ]   i s   a   n o v e l   m e t h o d   o f   b i o m e t r i c   a u t h e n t i c a t i o n .   I t   c o m b i n e s   a n   a d v a n t a g e   o f   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   a u t h e n t i c a t i o n   [ 2 ]   a n d   t h e   m u l t i - t o u c h   t e c h n o l o g y   b a s e d   on  t o u c h p a d   on   l a p t o p ,   s c r e e n   o f   s m a r t p h o n e   a n d   r e l a t e d   t o u c h a b l e   d e v i c e s .   T h e   R h y t h m p r i n a u t h e n t i c a t i o n   r e s e a r c h   i n d i c a t e s   t h a t   t h e   u s e r   i s   l e s s   l i k e l y   t o   s u f f e r   f r o m   s h o u l d e r   s u r f i n g   a n d   e a v e s d r o p p i n g   a t t a c k s .   F u r t h e r m o r e ,   t h e   i n i t i a l   r e s u l t s   s h o w   t h a t   t h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   p r o v i d e s   h i g h e r   s e c u r i t y   t h a n   o t h e r   r e l a t e d   m e t h o d s .   T h i s   r e s e a r c h   i s   l o o k i n g   f o r w a r d   t o   c o m p a r i n g   t h e   s e c u r i t y   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   t o   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   a u t h e n t i c a t i o n ,   i n   t e r m s   o f   s h o u l d e r   s u r f i n g   a n d   e a v e s d r o p p i n g   a t t a c k s   w h e n   t h e   u s e r   t r i e s   t o   l o g i n   t o   a n   a p p l i c a t i o n   o n   l a p t o p   i n   a   p u b l i c   p l a c e .     T h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   us es   m u l t i - t o u c h   t e c h n o l o g y   f o r   c o l l e c t i n g   t h e   r h y t h m   w h e n   t h e   u s e r   t o u c h es   t o u c h a b l e   d e v i c e .   T h r e e   m e a s u r e m e n t s   w h i c h   c o n s i s t   o f   h o l d i n g   t i m e ,   l a t e n c y   t i m e   a n d   n u m b e r   o f   f i n g e r s   p e r   b e a t ,   a r e   c o l l e c t e d   a n d   u s e d   t o   c r e a t e   t h e   u s e r   t e m p l a t e   W h e n   t h e   u s e r   n e e d s   t o   l o g i n   t o   a   d e v i c e ,   t h e   u s e r   o n l y   n e e d s   t o   t o u c h   f i n g e r s   o n   t h e   t o u c h a b l e   d e v i c e   w i t h   t h e   r e g i s t e r e d   r h y t h m .   K - NN  a l g o r i t h m   w a s   u s ed   f o r   c l a s s i f i c a t i o n .   T h e   a t t a c k e r   m u s t   p e r f o r m   s h o u l d e r   s u r f in g   a n d   e a v e s d r o p p i n g   a t t a c k i n   o r d e r   t o   a t t a c k   t h e   a u t h e n t i c a t i o n .   T h i s   i s   b e c a u s e   t h e   a t t a c k e r   m u s t   k n o w   t w o   t h i n g s t h e   r h y t h m   a n d   t h e   n u m b e r   o f   f i n g e r s   p e r   b e a t .   A n   e a v e s d r o p p i n g   a t t a c k   h a r d l y   o c c u r s   b e c a u s e   t o u c h i n g   t h e   f i n g e r   o n   d e v i c e   d o e s   n o t   m a k e a   l o u d   s o u n d .   T h e   a l g o r i t h m   o f   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   c a n   b e   s p l i t   i n t o   t w o   m o d u l e s ,   n a m e l y ,   r e g i s t r a t i o n   m o d u l e   a n d   a u t h e n t i c a t i o n   m o d u l e .   F i g u r e   1   s h o w s   t h e   r e g i s t r a i t i o n   f l o w c h a r t   o f   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   a n d   F i g u r e   2   s h o w s   h o w   a u t h e n t i c a t i o n   o f   t h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   w o r k s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   8 ,   N o .   3 J u n e   2 0 1 8   :     1 2 8 1     1287   1282       F i g u r e   1 .   T h e   r e g i s t r a t i o n   m o d u l e   f l o w c h a r t           F i g u r e   2 .   T h e   a u t h e n t i c a t i o n   m o d u l e   f l o w c h a r t       T h e r e   a r e   s i m i l a r   s t u d i e s   w h i c h   u s e   t o u c h a b l e   d e v i c e s   t o   a u t h e n t i c a t e   u s e r s .   H o w e v e r ,   t h e s e   s t u d i e s   h a v e   m a n y   w e a k   p o i n t s .   P a s s C h o r d s   [ 3 ]   u s es   m u l t i - t o u c h   t e c h n o l o g y   to   c o l l e c t   t h e   n u m b e r   o f   f i n g e r s   f o r   e a c h   t a p O n l y   f o u r   t a b s   a r e   a l l o w e d .   T h e   u s e r   w h o   n e e d s   t o   l o g i n   t o   t h e   d e v i c e   m u s t   t o u c h   f o u r   f i n g e r s   o n   t h e   s c r e e n   o f   s m a r t p h o n e .   T h e   s y s t e m   i d e n t i f i es   t h e   p o s i t i o n s   o f   f o u r   f i n g e r s   i n c l u d i n g   p o i n t ,   m i d d l e ,   r i n g   a n d   l i t t l e   f i n g e r s .   A f t e r   t h a t ,   t h e   p h o n e   v i b r a t e s   a n d   t h e   u s e r   c a n   t o u c h   o n   t h e   s c r e e n   f o r   a u t h e n t i c a t i o n P a s s C h o r d s   o n l y   r e c o r d s   t h e   n u m b e r   o f   f i n g e r s   p e r   t a b ,   w h i c h   l i m i t s   t o   f o u r   t a ps T h e r e f o r e ,   P a s s C h o r d s   i s   n o t   d i f f e r e n t   f r o m   t r a d i t i o n a l   p a s s w o r d   a u t h e n t i c a t i o n .   E v e n   w o r s e ,   P a s s C h o r d s   p r o v i d e s   w e a k e r   s e c u r i t y   t h a n   p a s s w o r d   s i n c e   t h e r e   a r e   l e s s   c o m b i n a t i o n s .     I n   [ 4 ] ,   K e y s t r o k e   d y n a m i c s   o n   a n d r o i d   p l a t f o r m   w a s   p r o p o s e d .   T h i s   i s   a   sm a r t p h o n e   a u t h e n t i c a t i o n   b y   u s i n g   p a s s w o r d   t h a t   i s   i n p u t t e d   u s i n g   s o f t k e y s   on  s m a r t p h o n e   s c r e e n T h r e e   m e a s u r e m e n t s   w h i c h   i n c l u d e   h o l d i n g   t i m e ,   l a t e n c y   t i m e   a n d   p r e s s i n g   p r e s s u r e ,   a r e   u s e d   t o   a u t h e n t i c a t e   u s e r s T h i s   m e t h o d   p r o v i d e s   b e t t e r   s e c u r i t y   t h a n   u s i n g   a   p a s s w o r d   a l o n e .   H o w e v e r ,   i t   i s   n o t   d i f f e r e n t   f r o m   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   d y a n a m i c s .   I t   o n l y   c h a n g e s   f r o m   h a r d w a r e   k e y b o a r d   t o   v i r t u a l   k e y b o a r d .   T h e   p r e s s i n g   p r e s s u r e   i s   n o t   s u i t a b l e   f a c t o r   t o   us e   i n   r e a l   l i f e ,   b e c a u s e   t h e   p r e s s i n g   p r e s s u r e   is   d i f f e r e n t   w h e n   t h e   u s e r   i s   d o i n g   d i f f e r e n t   a c t i v i t i e s .     A n   e x t e n d e d   p i n   a u t h e n t i c a t i o n   s c h e m e   a l l o w s   m u l t i - t o u c h   k e y   i n p u t   [ 5 ]   u s i n g   a   P I N   a n d   m u l t i - t o u c h   t e c h n o l o g y   o n   s m a r t p h o n e s T h e y   a l l o w   t h e   u s e r   t o   u s e   m o r e   t h a n   o n e   f i n g e r   w h e n   t o u c h i n g   d i g i t   b u t t o n s   on  t h e   s c r e e n .   I t   i s   s i m i l a r   t o   t h e   w o r k   i n   [ 4 ]   b u t   t h e   s c h e m e   o n l y   u s e s   a   n u m e r i c   v i r t u a l   k e y b o a r d   a n d   a d d s   m u l t i - t o u c h   f o r   k e y b o a r d   i n p u t .     T ouc h pa d, T ouc h s c re e n F e a t ure  E xt ra c t i on -   N um be r of  F i nge r/ Be a t -   H ol di ng  T i m e -   L a t e nc y T i m e U s e r T e m pl a t e  C re a t e d D a t a ba s e T o u c h   p a d ,   T o u c h   s c re e n F e a t u re   E x t ra c t i o n N u m b e o F i n g e /   Rh y t h m H o l d i n g   t i m e L a t e n c y   t i m e D a t a ba s e F o u n d Re j e c t A u t h e n t i c a t e d T ru e M i n i m u m   Re c o rd F i n d   M a t c h i n g   Re c o rd s F i n d   M a t c h i n g   Re c o rd s F o u n d T ru e F a l s e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       T h e   S e c u r i t y   C h a l l e n g e s   o f   t h e   R h y t h m p r i n t   A u t h e n t i c a t i o n   ( N a k i n t h o r n   W o n g n a r u k a n e )   1283   D e v e l o p m e n t   o f   a   t y p i n g   b e h a v i o r   r e c o g n i t i o n   m e c h a n i s m   o n   A n d r o i d   a n d   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   [ 6 ]   is   j u s t   l i k e   t r a d i t i o n   k e y s t r o k e ,   b u t   i t   m o v es   f r o m   h a r d w a r e   k e y b o a r d   t o   s m a r t p h o n e   s c r e e n ,   u s i n g   t h r e e   m e a s u r e m e n t s :   h o l d i n g   t i m e ,   l a t e n c y   t i m e   a n d   p a s s w o r d .   T h e   p r o p o s e d   m e t h o d s   i n   [4 ] - [ 6 ]   h a v e   t h e   s a m e   w e a k   p o i n t ,   t h e   u s e r   m u s t   l o o k   a t   t h e   s c r e e n   u n t i l   t h e   a u t h e n t i c a t i o n   i s   s u c c e s s f u l .   B e c a u s e   t h e   m e t h o d   us es   v i r t u a l   k e y b o a r d   a n d   t h e   s c r e e n   i s   s m a l l ,   i f   t h e   u s e r   i s   n o t   l o o k i n g   o n   t h e   s c r e e n   w h i l e   t a p p i n g ,   t h e   u s e r   w i l l   n o t   b e   a b l e   t o   l o g i n   s u c c e s s f u l l y .   T h i s   m e t h o d   a l s o   s u f f e r s   f r o m   s ho u l d e r   s u r f i n g   a t t a c k s .   F o r   t h e   p r o p o s e d   m e t h o d   i n   [ 3 ] ,   t h e   u s e r   d o e s   no t   n e e d   t o   l o o k   a t   t h e   s c r e e n   w h e n   l o g i n g   i n u n l i k e   [4 ] - [ 6] .   H o w e v e r ,   i n   p u b l i c   p l a c e s u s i n g   o n l y   t h e   n u m b e r   o f   f i n g e r s   p e r   t a p   a s   a n   a u t h e n t i c a t i o n   i s   n o t   e n o u g h   to   p r e v e n t   s h o u l d e r   s u r f i n g   a t t a c k s W h e n   c o m p a r i n g   o n l y   f u n c t i o n s   o f   t h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   w i t h   [2 ] - [ 6 ] ,   w e   f o u n d   t h a t   t h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   p r o v i d e s   h i g h e r   s e c u r i t y   t h a n   o t h e r s   m e t h o d s   I n   t h i s   p a p e r ,   w e   p r o v i d e   a n   e m p i r i c a l   a s s e s s m e n t   o f   t h e   s e c u r i t y   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   i n   t e r m s   o f   s h o u l d e r   s u r f i n g   a n d   e a v e s d r o p p i n g   a t t a c k s .   T h e   r e s u l t s   o f   e x p e r i m e n t s   a r e   c o m p a r e d   w i t h   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   a u t h e n t i c a t i o n .       2.   R E S E A R C H   M E T H O D   T h i s   r e s e a r c h   a t t e m p t s   t o   m e a s u r e   t h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   [ 1 ]   s e c u r i t y   i n   t e r m s   o f   s h o u l d e r   s u r f i n g   a n d   e a v e s d r o p p i n g   a t t a c k s   b y   c o m p a r i ng   t o     a   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   a u t h e n t i c a t i o n .   W e   i m p l e m e n t ed   a l l   a u t h e n t i c a t i o n   p r o g r a m s   f o r   t h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   a n d   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   m e t h o d s   o n   l a p t o p s F o r   t h e   e x p e r i m e n t al   d e s i g n ,   w e   s i m u l a t e   t h e   s i t u a t i o n   w h e r e   t h e   u s e r   m u s t   a u t h e n t i c a t e   h i m s e l f / h e r s e l f   t o   an   a p p l i c a t i o n   o n   l a p t o p   w h i l e   s i t t i n g   i n   p u b l i c   p l a c e   a n d   an   a t t a c k e r   s t a n d s   b e h i n d   t h e   u s e r .   T h e   a t t a c k e r   s t a n d s   b e h i n d   t h e   u s e r   a l l   t h e   t i m e   w h i l t h e   u s e r   i s   t r y i n g   t o   a u t h e n t i c a t e   h i m s e l f / h e r s e l f   t o   a p p l i c a t i o n   o n   l a p t o p   u s i n g   t h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   a n d   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   a u t h e n t i c a t i o n   F o r   e a c h   m e t h o d ,   t h e   u s e r   m u s t   t r y   t o   a u t h e n t i c a t e   1 0   t i m e s ,   t h e   a t t a c k e r   h a s   t o   p e r f o r m   s h o u l d e r   s u r f i n g   a n d   e a v e s d r o p p i n g   a t t a c k s   e v e r y t i m e T h e   u s e r   e n t e r s   t h e   p a s s w o r d   o n   t h e   k e y b o a r d   f o r   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   a u t h e n t i c a t i o n   a n d   m a k e s   t h e   r h y t h m   o n   t h e   t o u c h p a d   f o r   t h e   R y t h m p r i n g   a u t h e n t i c a t i o n E v e r y t i m e   t h e   u s e r   c a n   a u t h e n t i c a t e   s u c c e s s f u l l y   w e   t e s t   w h e t h e r   o r   n o t   t h e   a t t a c k e r   i s   a b l e   t o   a u t h e n t i c a t e   on  t h e   v i c t i m ’s   l a p t o p .     T h e   r e s u l t s   a r e   r e c o r d e d .   F i g u r e   3   s h o w s   t h e   s i m u l a t e d   s i t u a t i o n   o f   s h o u l d e r   s u r f i n g   a t t a c k s W e   d e s i g n   t h e   e x p e r i m e n t   u s i n g   t w o   m e t h o d s   i n c l u d i n g   w i t h   h a n d   c o v e r i n g   a n d   n o   h a n d s   c o v e r i n g   a s   d e s c r i b e d   i n   d e t a i l   i n   t h e   f o l l o w i n g   s e c t i o n s .           F i g u r e   3 T h e   s h o u l d e r   s u r f i n g   a t t a c k   s i t u a t i o n       2 . 1 .   H a n d   c o v e r i n g   W e   a l l o w   t h e   u s e r   to   u s e   t h e   o t h e r   h a n d   t o   c o v e r   t h e   t o u c h i n g   h a n d   w h e n   t a p p i n g   o n   t h e   t o u c h p a d   o r   s t r o k i n g   t h e   k e y b o a r d .   F i g u r e   4   s h o w s   w h e n   t h e   u s e r   t r i e s   t o   a u t h e n t i c a t e   t o   t h e   a p p l i c a i t o n   o n   l a p t o p   w i t h   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   m e t h o d   w i t h   h a n d   c o v e r i n g   a n d   F i g u r e   5   s h o w s   w h e n   t h e   u s e r   t r i e s   t o   a u t h e n t i c a t e   t o   t h e   a p p l i c a i t o n   o n   a   l a p t o p   w i t h   t h e   R h t h m p r i n t   m e t h o d     a n d   u s e s   t h e   h a n d   t o   c o v e r .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   8 ,   N o .   3 J u n e   2 0 1 8   :     1 2 8 1     1287   1284         F i g u r e   4 T h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   a u t h e n t i c a t i o n   w i t h   h a n d   c o v e r i n g     F i g u r e   5 .   T h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   w i t h   h a n d   c o v e r i n g         2 . 2 .   N o   h a n d   c o v e r i n g   W e   do  n o t   a l l o w   t h e   u s e r   t o   u s e   t h e   o t h e r   h a n d   t o   c o v e r   t h e   t o u c h i n g   h a n d   w h e n   t a p p i n g   o n   t h e   t o u c h p a d   o r   s t r o k i n g   t h e   k e y b o a r d .   F i g u r e   6   s h o w s   w h e n   t h e   u s e r   t r i e s   t o   a u t h e n t i c a t e   t o   t h e   a p p l i c a i t o n   o n   l a p t o p   w i t h   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   m e t h o d   w i t h o u t   h a n d   c o v e r i n g   a n d   F i g u r e   7   s h o w s   w h e n   t h e   u s e r   t r i e s   t o   a u t h e n t i c a t e   t o   t h e   a p p l i c a i t o n   o n   l a p t o p   w i t h   t h e   R h t h m p r i n t   m e t h o d   w i t h o u t   h a n d   c o v e r i n g .             F i g u r e   6 .   T h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   w i t h o u t   h a n d   c o v e r i n g   a u t h e n t i c a t i o n     F i g u r e   7 T h e   R h y t h m p r i n t   w i t h o u t   h a n d   c o v e r i n g   a u t h e n t i c a t i o n       3.   R E S U L T S   A N D   A N A L Y S I S   F o r   v e r i f y i n g   o u r   p r o p o s e d   m e t h o d w e   d e s i g n ed   a n d   d e v e l o p ed   s o f t w a r e   o n   l a p t o p   u i s n g   J a v a   p r o g r a m m i n g   l a n g u a g e F o r   a   l a p t o p   i n   o u r   e x p e r i m e n t ,   w e   u s e d   M a c b o o k   P r o   b y   A p p l e   I n c .   W e   r e c r u i t ed   10  p a r t i c i p a n t s   w h i c h   c o n s i s t s   o f     f i v e   m a l e s   a n d   f i v e   f e m a l e s b e t w e e n   3 0 - 4 0   a n d   one   m a l e   a s   a n   a t t a c k e r .     A l l   u s e r s   m u s t   a u t h e n t i c a t e   t h e m s e l v e s   to   t h e   a p p l i c a t i o n   o n   o u r   l a p t o p   1 0   t i m e s   p e r   m e t h o d ,   w h i l e   t h e   a t t a c k e r   i s   s t a n d i n g   b e h i n d   t h e m .   E a c h   t i m e   t h e   a u t h e n t i c a t i o n   i s   c o m p l e t e ,   t h e   a t t a c k e r   t r i e s   t o   a u t h e n t i c a t e   h i m s e l f   o n   t h e   v i c t i m l a p t o p .   T h e   e x p e r i m e n t   i s   d i v i d e d   i n t o   t w o   p a r t s   i n c l u d i n g   h a n d   c o v e r i n g   a n d   n o   h a n d s   c o v e r i n g   e x p e r i m e n t s .     3 . 1 .   H a n d   c o v e r i n g   e x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   W h i l e   u s e r s   w e r e   t a p p i n g   o n   t h e   s c r e e n   o r   s t r o k i n g   t h e   k e y b o a r d   to   a u t h e n t i c a t e   t h e m s e l v e s   w e   a l l o w ed   u s e r s   to   u s e   t h e   o t h e r   h a n d   to   c o v e r   t h e   t a p p i n g   h a n d .   T a b l e   1   s h o w s   t h e   e x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   o f   t h i s   m e t h o d .   F r o m   T a b l e   1 ,   w e   c a n   c a l c u l a t e   t h e   s e c u r i t y   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   R h y t h m p r i n t   m e t h o d   c o m p a r i n g   to   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   m e t h o d   b y   u s i n g   a r i t h m e t i c   m e a n     x       a n d   S . D .   ( s t a n d a r d   d e v i a t i o n ) .       T h e   e q u a t i o n   o f     i s   s h o w n   b e l o w         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       T h e   S e c u r i t y   C h a l l e n g e s   o f   t h e   R h y t h m p r i n t   A u t h e n t i c a t i o n   ( N a k i n t h o r n   W o n g n a r u k a n e )   1285   T h e   e q u a t i o n   o f   S . D .   i s   s h o w n   b e l o w           o f   t h e   R h y t h m p r i n t   i s                                                              S . D .   o f   t h e   R h y t h m p r i n t   i s                                        (           )       (           )       (           )       (           )     (           )       (           )     (           )       (           )       (           )       (           )                       o f   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   i s                                                              S . D .   o f   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   i s                                        (           )       (           )       (           )       (           )     (           )       (           )     (           )       (           )       (           )       (           )                       T a b l e   1 .   H a n d   C o v e r   E x p e r i m e n t a l   R e s u l t s   U s e r   A t t a c k   S u c c e s s   T i m e     R h y t h m p r i n t   K e y s t r o k e   1   0   7   2   0   0   3   0   8   4   9   9   5   0   0   6   0   5   7   0   7   8   8   9   9   0   9   10   0   0       3 . 2 .   N o   h a n d   c o v e r i n g   e x p e r i m e n t a l   r e s u l t s       W h i l e   u s e r s   w e r e   t a p p i n g   o n   t h e   s c r e e n   o r   s t r o k i n g   t h e   k e y b o a r d   t o   a u t h e n t i c a t e   t h e m s e l v e s ,   u s e r s   w e r e   n o t   a l l o w ed   to   u s e   t h e   o t h e r   h a n d   to   c o v e r   t h e   t a p p i n g   o r   t h e   t y p i n g   h a n d .   T a b l e   2   s h o w s   t h e   e x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   o f   t h i s   m e t h o d .     F r o m   T a b l e   2 ,   w e   c a n   c a l c u l a t e   t h e   s e c u r i t y   p e r f o r m a n c e   o f   R h y t h m p r i n t   m e t h o d   c o m p a r i n g   to   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   m e t h o d   b y   u s i n g   a r i t h m e t i c   m e a n     x       a n d   S . D .   ( s t a n d a r d   d e v i a t i o n ) .       o f   t h e   R h y t h m p r i n t   i s                                                              S . D .   o f   t h e   R h y t h m p r i n t   i s                                        (           )       (           )       (           )       (           )     (           )       (           )     (           )       (           )       (           )       (           )                         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   8 ,   N o .   3 J u n e   2 0 1 8   :     1 2 8 1     1287   1286     o f   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   i s                                                              S . D .   o f   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   i s                                        (           )       (           )       (           )       (           )     (           )       (           )     (           )       (           )       (           )       (           )                     T h e   e x p e r i m e t a l   r e s u l t s   s h o w   t h e   s e c u r i t y   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   c o m p a r i n g   to   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   a u t h e n t i c a t i o n .   I n   t h e   h a n d   c o v e r i n g   m e t h o d   c a s e ,   o n l y   2   o f   1 0   v o l u n t e e r s   o f   t h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   w e r e   a t t a c k e d   s u c c e s s f u l l y   a n d   t h e   m i n i m u m   t i m e   t o   c r a c k   t h e   v i c t i m s   r h y t h m   i s   8 ,   b u t   7   o f   1 0   o f   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   a u t h e n t i o n s   w e r e   a t t a c k e d   a n d   t h e   m i n i m u m   t i m e   t o   c r a c k   v i c t i m s   s t r o k e   i s   5 .   T h e     a n d   S . D .   o f   t h e   e x p e r i m e n t   i n   t h i s   c a s e   s h o w   t h a t   t h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   p r o v i d e s   h i g h e r   s e c u r i t y   t h a n   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e I n   t h e   n o   h a n d   c o v e r i n g   m e t h o d   c a s e ,   o n l y   4   o f   1 0   v o l u n t e e r s   o f   t h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   w e r e   a t t a c k e d   s u c c e s s f u l l y   a n d   t h e   m i n i m u m   t i m e   t o   c r a c k   v i c t i m s   r h y t h m   i s   7 ,   w h i l e   a l l   o f   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   a u t h e n t i c a t i o n s   w e r e   a t t a c k e d   a n d   t h e   m i n i m u m   t i m e   t o   c r a c k   v i c t i m   s t r o k e   i s   1 .   T h e     a n d   S . D .   o f   t h e   e x p e r i m e n t   i n   t h i s   c a s e   s h o w   t h a t   t h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   a l s o   p r o v i d e s   h i g h e r   s e c u r i t y   t h a n   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e .       T a b l e   2 N o .   H a n d   C o v e r   E x p e r i m e n t a l   R e s u l t s   U s e r   A t t a c k   S u c c e s s   T i m e     R h y t h m p r i n t   K e y s t r i k e   1   0   3   2   8   5   3   0   4   4   0   2   5   7   4   6   0   3   7   7   5   8   0   1   9   9   7   10   0   8       4.   C O N C L U S I O N   F r o m   t h e   e x p e r i m e a t a l   r e s u l t s ,   w e   c a n   c o n c l u d e   t h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   p r o v i d e s   h i g h e r   s e c u r i t y   t h a n   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   a u t h e n t i c a t i o n   i n   t e r m s   o f   s h o u l d e r   s u r f i n g   a n d   e a v e s d r o p p i n g   a t t a c k s .   F o r   t h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n ,   w h e n   t h e   u s e r   t o u c h es   o r   t a b s   on  t h e   t o u c h p a d i t   d o e s   n o t   m a k e   a   l o u d   s o u n d T h e r e f o r e ,   e a v e s d r o p p i n g   a t t a c k s   i s   u n l i k e l y H o w e v e r ,   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   a u t h e n t i c a t i o n   c a n   s u f f e r   f r o m   e a v e s d r o p p i n g   a t t a c k s   i f   t h e   u s e r   i s   n o t   c a r e f u l   w h e n   t y p i n g   o n   t h e   b u t t o n s   F o r   t h e   s h o u l d e r   s u r f i n g   a t t a c k s s i n c e   t h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   d o e s   n o t   r e q u i r e   a n y   b u t t o n   a n d   a n y   f i x ed   p o s i t i o n   o n   t h e   t o u c h p a d ,   t h e   u s e r   c a n   t o u c h   t h e   f i n g e r   o n   t h e   t o u c h p a d   w i t h o u t   l o o k i n g   a t   t h e   t o u c h p a d   a n d   c a n   u s e   t h e   o t h e r   h a n d   t o   c o v e r   w h i l e   t o u c h i n g .   H o w e v e r ,   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   a u t h e n t i c a t i o n   r e q u i r e s   t h e   b u t t o n s   w h i c h   a r e   l o c a t e d   a t   f i x e d   p o s i t i o n s.   A s   a   r e s u l t ,   t h e   u s e r   m u s t   b e   a b l e   t o   s e e   k e y b o a r d   w h i l e   m a k i n g   s t r o k e s   f o r   a u t h e n t i c a t i o n .   I f   t h e   u s e r   u s e s   t h e   o t h e r   h a n d   t o   c o v e r   t h e   s t r o k i n g   h a n d ,   t h e   u s e r   c a n   p e r f o r m   t h e   t a s k   m o r e   s l o w l y   w h i c h   c a n   b e   e a s i l y   d e t e c t ed   by  a n   a t t a c k e r .   T h e   e x p e r i m e n t   s h o w s   t h a t   i f   t h e   u s e r s   t r i e d   t o   a u t h e n t i c a t e   i n   a   p u b l i c   p l a c e   w i t h o u t   a n y t h i n g   c o v e r i n g   t h e   s t r o k i n g   h a n d   in   t h e   t r a d i t i o n a l   k e y s t r o k e   a u t h e n t i c a t i o n ,   t h e   u s e r s   w e r e   a t t a c k e d   1 0 0 %   o f   t h e   t i m e H o w e v e r ,   o n l y   4   o f   1 0   v o l u n t e e r s   o f   t h e   R h y t h m p r i n t   a u t h e n t i c a t i o n   w e r e   a t t a c k e d   s u c c e s s f u l l y   a n d   t h e   m i n i m u m   t i m e   t o   c r a c k   a   v i c t i m   r h y t h m   i s   7 .     R E F E R E N C E S     [1]   N W ong na ruka ne   a nd  P K ua c ha roe n,  " Rhy t hm  A ut he nt i c a t i on U s i ng  M ul t i - t ouc h T e c hnol og y :  A  N e w  M e t h od of  Bi om e t ri c   A ut he nt i c a t i on, "   L e c t ur e  Not e s  i Com put e r  Sc i e nc e   (L NCS) Spr i nge r , Cham . , 2017, p p . 390 - 399.   [2]   D S ha nm ug a p ri y a   a nd   P.   G a na p a t hi ,   " A   s urve y   of  bi om e t ri c   ke y s t roke   dy na m i c s :   A p p r oa c he s s e c uri t y   a nd  c ha l l e ng e s , ar X i v  pr e pr i nt   a rX i v: 0910.0817, 2009 .   [3]   S A z e nkot e t   al .,  P a s s Chords :   s e c ure   m ul t i - t ouc a ut he nt i c a t i on  for  bl i nd  p e op l e ,”   i P r oc of   t he   14t i nt e r nat i onal   A CM SIG A CCE SS c onf e r e nc e   on Com put e r s  and ac c e s s i bi l i t y O c t  2012.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       T h e   S e c u r i t y   C h a l l e n g e s   o f   t h e   R h y t h m p r i n t   A u t h e n t i c a t i o n   ( N a k i n t h o r n   W o n g n a r u k a n e )   1287   [4]   M . A nt a l , Z .S . L á s z l ó a nd L . Iz a be l l a , “ K e y s t roke  dy na m i c s  on a ndroi d p l a t form ,”   i n P r oc e di a T e c hnol ogy , 2015.   [5]   T T a ka da   a nd  Y K okubun,  E x t e nde p i a ut he nt i c a t i on  s c he m e   a l l ow i ng   m ul t i - t ouc ke y   i np ut ,”   i P r oc of   Int e r nat i onal   Conf e r e nc e   on A dv anc e s  i n Mobi l e   Com put i ng &   Mul t i m e di a D e c  2013.   [6]   X H ua ng G L und  a nd  A S a p e l uk,  D e ve l op m e nt   of  a   t y p i ng   be ha vi our  re c og ni t i on  m e c ha ni s m   on  A ndroi d” In  2012  IE E E   11t Int e r nat i onal   Conf e r e nc e   on  T r us t Se c ur i t y   and  P r i - v ac y   i Com put i ng  and  Com m uni c at i ons ,   IE E E J un 2012.       B I O G R A P H I E S   O F   A U T H O R S         N ak i n th or n   W on gn ar u k an e R e c e i ve hi s   B.S i c om p ut e s c i e nc e   from   K a s e t s a rt   U ni ve rs i t y   a nd  M .E de g re e s   i c om p ut e s c i e nc e   from   N a t i ona l   Ins t i t ut e   of  D e ve l op m e nt   A dm i ni s t ra t i on (N ID A ) i 2010  a nd  2012.  H e   s t a rt ed   s t udy i ng   i P h.D i 2015  a t   N a t i ona l   In s t i t ut e   of  D e ve l op m e nt   A dm i ni s t ra t i on  i c om p ut e s c i e nc e H i s   re s e a rc i nt e re s t s   a re   i nform a t i on  s e c uri t y   a nd  m obi l e   a p p l i c a t i on.         A s s i s tan P r ofe s s or   D r P r amote   K u ac h ar oe n R e c e i ve hi s  B.S . a nd M .E . de g re e s  i n c om p ut e r a nd  s y s t e m s   e ng i ne e ri ng   from   Re ns s e l a e P ol y t e c hni c   Ins t i t ut e   (RP I)  i 1995  a nd  1996,  re s p e c t i ve l y H e   a l s re c e i ve hi s   M .S a nd  P h.D de g re e s   i e l e c t ri c a l   a nd  c om p ut e e ng i ne e ri ng   from   t he   G e org i a   Ins t i t ut e   of  T e c hnol og y   i 2001  a nd  2004,  re s p e c t i ve l y H e   j oi ne t he   D e p a rt m e nt   of  Com p ut e S c i e nc e   a t   N a t i ona l   Ins t i t ut e   of  D e ve l op m e nt   A dm i ni s t ra t i on  i 2004.  H i s   re s e a rc i nt e re s t s   i nc l ude   c om p ut e a nd  ne t w ork  s e c uri t y i nform a t i on  s e c uri t y c om p ut e ne t w orks e m be dde s y s t e m s a nd  m obi l e   a p p l i c a t i ons  de s i g a nd de ve l op m e nt .                 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.