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Enregistrement W4415293244 · doi:10.1109/access.2025.3622960

Advancing Multi-Modal Behavioral Biometric Authentication: A Deep Learning Approach With Synthetic Data Generation

2025· article· en· W4415293244 sur OpenAlexaff
Sathish Kumar Natarajan, Azween Abdullah, Sukhminder Kaur, Prabhu Natarajan

Notice bibliographique

RevueIEEE Access · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueUser Authentication and Security Systems
Établissements canadiensArtificial Intelligence in Medicine (Canada)
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésBiometricsBenchmark (surveying)Authentication (law)Deep learningSynthetic dataPairwise comparisonDifferential privacyData modeling

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Behavioral biometrics are recognized as an important component of the next generation of authentication schemes, given their non-invasive characteristics and their ability to provide continuous monitoring as compared to traditional physiological biometrics. Existing behavioral biometric authentication systems, entail significant enrollment costs, privacy issues, and do not have widely available or systematic benchmarks across a multitude of models and a variety of types of behavioral modalities. It is the first manuscript to describe a hybrid GAN-VAE model for generating synthetic data tied to formal differential privacy guarantees (with privacy parameters ε=1.0, and δ=10⁻⁵) and is also the first description of the differential privacy implementation across the nine different behavioral biometric modalities. A comparative analysis was performed of five popular artificial intelligence algorithms, Random Forest, Support Vector Machine, Long Short-Term Memory, Convolutional Neural Network, and hybrid CNN- LSTM, across a cross-modal synthetic data generation methodology that ensures privacy from the mechanism and that retains inter- modal relationships. The Authors findings show that generated data can reduce the enrollment threshold by up to 75% and the selected models can achieve >90% accuracy in pairwise authentication measurement. The hybrid CNN-LSTM model had the best overall performance having an average accuracy of 96.04% among all modalities, followed by LSTM (94.32%) and CNN (92.51%). A hybrid approach achieved the optimal performance in keystroke dynamics with an accuracy of 99.12%. Six recent benchmark datasets published between 2023 and 2025 are used for external validation, where the system outperforms the state of the art baselines by a mean of +5.47% on all modalities. This study presents new methods for maintaining cross-modal consistency, thorough demographic bias analyses, and application strategies that have been tested and refined through active case studies. These findings carry important implications for the development of usable, large-scale, and privacy-preserving behavioral biometric authentication systems with minimal associated data collection overhead.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,008

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,085
Tête enseignante GPT0,359
Écart entre enseignants0,275 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2025
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Résumé présentoui

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