TU Darmstadt / ULB / TUbiblio

Demonstrator for Privacy-Preserving Face Recognition

Schroth, Nils (2016)
Demonstrator for Privacy-Preserving Face Recognition.
Technische Universität Darmstadt
Bachelorarbeit, Bibliographie

Kurzbeschreibung (Abstract)

In order to improve public safety, government and private security companies increasingly put on video surveillance, which threatens the privacy of the public. In this Bachelor-Thesis we introduce a new demonstrator for privacy-preserving face recognition. The demonstrator performs privacy-preserving face recognition on a client input image with a database of images which outputs whether there is a match but reveals no other information to any party. This scenario has multiple applications, such as a camera-based surveillance of public places or identification at border control. Nowadays a camera-based surveillance of public places is a security feature, which can lead to a higher security but also reduces the privacy of the public. Therefore, we propose a system that uses secure two-party computation which additionally protects privacy of the public. Simultaneously, the face recognition needs to be faster to make them applicable to real-world scenarios. For this task SCiFI (SSP’10), a system for Secure Computation of Face Identification can be used. But the recognition part of SCiFI is originally done by computing the hamming distance based on homomorphic encryption on vectors, each representing an image, what has a high runtime and communication complexity. We replaced this part by a secure hamming distance computation using the ABY-Framework (NDSS’15), which results in a performance improvement. ABY is a mixed-protocol framework for secure two-party communication, which allows to combine secure computation schemes and efficiently convert between them. The hamming distance computation is based on boolean circuit and can be evaluated with Yao’s garbled circuit-Protocol or with the GMW-Protocol. The feature extraction of faces is still based on SCiFI, since it is well designed for secure computation and has a high recognition performance. The evaluation of the circuit for the hamming distance is very fast, so the new Demonstrator is a significant improvement in runtime compared to the original SCiFI system.

Typ des Eintrags: Bachelorarbeit
Erschienen: 2016
Autor(en): Schroth, Nils
Art des Eintrags: Bibliographie
Titel: Demonstrator for Privacy-Preserving Face Recognition
Sprache: Englisch
Referenten: Schneider, Dr. Thomas ; Demmler, Daniel
Berater: Demmler, M.Sc. Daniel
Publikationsjahr: 15 November 2016
Ort: Darmstadt
URL / URN: https://www.encrypto.cs.tu-darmstadt.de/media/encrypto/encry...
Kurzbeschreibung (Abstract):

In order to improve public safety, government and private security companies increasingly put on video surveillance, which threatens the privacy of the public. In this Bachelor-Thesis we introduce a new demonstrator for privacy-preserving face recognition. The demonstrator performs privacy-preserving face recognition on a client input image with a database of images which outputs whether there is a match but reveals no other information to any party. This scenario has multiple applications, such as a camera-based surveillance of public places or identification at border control. Nowadays a camera-based surveillance of public places is a security feature, which can lead to a higher security but also reduces the privacy of the public. Therefore, we propose a system that uses secure two-party computation which additionally protects privacy of the public. Simultaneously, the face recognition needs to be faster to make them applicable to real-world scenarios. For this task SCiFI (SSP’10), a system for Secure Computation of Face Identification can be used. But the recognition part of SCiFI is originally done by computing the hamming distance based on homomorphic encryption on vectors, each representing an image, what has a high runtime and communication complexity. We replaced this part by a secure hamming distance computation using the ABY-Framework (NDSS’15), which results in a performance improvement. ABY is a mixed-protocol framework for secure two-party communication, which allows to combine secure computation schemes and efficiently convert between them. The hamming distance computation is based on boolean circuit and can be evaluated with Yao’s garbled circuit-Protocol or with the GMW-Protocol. The feature extraction of faces is still based on SCiFI, since it is well designed for secure computation and has a high recognition performance. The evaluation of the circuit for the hamming distance is very fast, so the new Demonstrator is a significant improvement in runtime compared to the original SCiFI system.

Alternatives oder übersetztes Abstract:
Alternatives AbstractSprache

Um die öffentliche Sicherheit zu verbessern, setzen staatliche und private Sicherheitsunter- nehmen zunehmend auf Videoüberwachung. Jedoch wird dabei meist die Privatsphäre der Bevölkerung nicht ausreichend beachtet. In dieser Bachelor-Thesis stellen wir einen neuen Demonstrator für privatsphäre-schützende Gesichtserkennung vor. Der Demonstrator führt einen pirvatsphäre-schützenden Vergleich mit einem Bild eines Clients und Bildern einer Datenbank durch, die auf einem Server gespeichert sind. Anschließend gibt der Demonstrator aus, ob eine Übereinstimmung vorliegt, aber offenbart ansonsten keine weiteren Informatio- nen an irgendeine Partei. Dieses Szenario hat mehrere Anwendungen, wie beispielsweise eine kamerabasierte Überwachung von öffentlichen Orten oder eine Identifikation an Grenzkon- trollen. Heutzutage ist eine kamerabasierte Überwachung von öffentlichen Plätzen eine weit verbreitete Einsatzmöglichkeit, welche zu einer höheren Sicherheit führen soll, aber dabei gleichzeitig die Privatsphäre der Öffentlichkeit einschränkt. Daher stellen wir ein System vor, das sichere Zwei-Parteien-Berechnung nutzt, um zusätzlich die Privatsphäre der Öffentlich- keit zu schützen. Gleichzeitig muss die Gesichtserkennung schneller sein, als bei bisherigen Systemen, um sie auf reale Szenarien anwendbar zu machen. Für diese Aufgabe kann SCiFI (SSP’10), ein System zur sicheren Berechnung der Gesichts- erkennung verwendet werden. Aber der Abgleich der Bilder, welche durch Vektoren reprä- sentiert werden, wird von SCiFI ursprünglich durch die Berechnung der Hamming-Distanz auf Basis von homomorpher Verschlüsselung durchgeführt, was eine hohe Laufzeit und Kommunikationskomplexität aufweist. Wir ersetzten diesen Teil durch eine privatsphäre- schützende Hamming-Distanz-Berechnung mit dem ABY-Framework (NDSS’15), was zu einer Leistungsverbesserung führt. ABY ist ein mixed-protocol Framework für die sichere Zwei-Parteien-Berechnung, die es erlaubt, sichere Berechnungsschemata zu kombinieren und effizient zwischen ihnen zu konvertieren. Die Hamming-Distanz-Berechnung basiert auf einem Boolean Circuit, der durch Yao’s Garbled Circuit-Protokoll oder dem GMW-Protokoll evaluiert werden kann. Die Merkmalsextraktion von Gesichtern basiert weiterhin auf SCiFI, da sie für eine sichere Berechnung entworfen wurde und eine hohe Erkennungsrate aufweist. Die Auswertung der Circuits für die Hamming Distanz ist sehr schnell, so dass der neue Demonstrator eine deutliche Verbesserung der Laufzeit im Vergleich zu dem ursprünglichen SCiFI-System ist.

Deutsch
Freie Schlagworte: Engineering, E4
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 20 Fachbereich Informatik
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio)
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche
Profilbereiche
Profilbereiche > Cybersicherheit (CYSEC)
LOEWE
LOEWE > LOEWE-Zentren
LOEWE > LOEWE-Zentren > CRISP - Center for Research in Security and Privacy
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1119: CROSSING – Kryptographiebasierte Sicherheitslösungen als Grundlage für Vertrauen in heutigen und zukünftigen IT-Systemen
Hinterlegungsdatum: 19 Jul 2018 19:03
Letzte Änderung: 08 Aug 2024 09:25
PPN:
Referenten: Schneider, Dr. Thomas ; Demmler, Daniel
Export:
Suche nach Titel in: TUfind oder in Google
Frage zum Eintrag Frage zum Eintrag

Optionen (nur für Redakteure)
Redaktionelle Details anzeigen Redaktionelle Details anzeigen