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Optimizing Mouse Dynamics for User Authentication by Machine Learning: Addressing Data Sufficiency, Accuracy-Practicality Trade-off, and Model Performance Challenges

Created by
  • Haebom

저자

Yi Wang, Chengyv Wu, Yang Liao, Maowei You

개요

본 논문은 마우스 동작 기반 사용자 인증 시스템의 효율성 및 정확성 향상을 위한 새로운 방법론을 제시합니다. 기존 마우스 동작 인증의 한계점인 최적 데이터 양 결정, 정확성과 실용성의 균형, 시간적 행동 패턴 포착 등의 문제를 해결하기 위해, Gaussian kernel density estimate (KDE)와 Kullback-Leibler (KL) divergence를 이용한 통계적 방법을 제안하여 최적 데이터 양을 추정합니다. 또한, Approximate Entropy (ApEn)을 활용한 Mouse Authentication Unit (MAU)을 도입하여 효율적이고 정확한 행동 표현을 위한 최적 세그먼트 길이를 결정하고, 1D-ResNet과 GRU를 통합한 Local-Time Mouse Authentication (LT-AMouse) 프레임워크를 설계하여 지역적 특징 추출 및 장기간 시간적 의존성 모델링을 수행합니다. Balabit과 DFL 데이터셋을 사용한 실험 결과, 데이터 규모를 상당히 줄이고 (특히 DFL 데이터셋의 경우 10배 감소), 훈련 부하를 크게 완화하면서도, 불균형 샘플에 대한 훈련에도 불구하고 DFL 데이터셋에서 98.52%, Balabit 데이터셋에서 94.65%의 높은 AUC 성능을 달성하여 기존 최고 성능을 뛰어넘는 결과를 보였습니다.

시사점, 한계점

시사점:
마우스 동작 기반 사용자 인증 시스템의 효율성과 정확성을 크게 향상시키는 새로운 방법론 제시.
최적 데이터 양 추정 및 효율적인 행동 표현을 위한 새로운 기술(KDE, KL divergence, ApEn, MAU) 제안.
불균형 데이터에 대한 높은 성능을 달성하여 실제 환경 적용 가능성 증명.
기존 최고 성능을 뛰어넘는 결과 달성.
데이터 규모 감소를 통한 훈련 부하 감소.
한계점:
제안된 방법론의 일반화 성능에 대한 추가적인 연구 필요.
다양한 마우스 모델 및 운영체제 환경에 대한 호환성 검증 필요.
실제 사용자 환경에서의 장기간 성능 평가 및 안정성 검증 필요.
다양한 공격 유형에 대한 방어 성능 평가 및 개선 필요.
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