In this section, we evaluate the observed MFA protocols in terms of complexity (with the three values related to memory, manual operations and extra devices) and resistance to the attacker models (namely Device Thief, Authenticator Duplicator, Shoulder Surfer, Eavesdropping Software, Social Engineer, Man in the Browser and Man in the Mobile) and their combinations.
Legend: the symbol indicates that a given attacker (or combination of attacker) can successfully compromise the protocol. If an attacker is not able to totally compromise a protocol, the compromised factors are reported with a strikethrough text. Finally, the symbol indicates that a subset of the given combination can successfully compromise the protocol.
Complexity | Threat Models | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Label | MFA Protocol representation | MEM | OP | DEV | DT | AD | SS | ES | SE | MB | MM |
DT∘AD | DT∘SS | DT∘ES | DT∘SE | DT∘MB | DT∘MM | AD∘SS | AD∘ES | AD∘SE | AD∘MB | AD∘MM | SS∘ES | SS∘SE | SS∘MB | SS∘MM | ES∘SE | ES∘MB | ES∘MM | SE∘MB | SE∘MM | MB∘MM
| DT∘AD∘SS | DT∘AD∘ES | DT∘AD∘SE | DT∘AD∘MB | DT∘AD∘MM | DT∘SS∘ES | DT∘SS∘SE | DT∘SS∘MB | DT∘SS∘MM | DT∘ES∘SE | DT∘ES∘MB | DT∘ES∘MM | DT∘SE∘MB | DT∘SE∘MM | DT∘MB∘MM
| AD∘SS∘ES | AD∘SS∘SE | AD∘SS∘MB | AD∘SS∘MM | AD∘ES∘SE | AD∘ES∘MB | AD∘ES∘MM | AD∘SE∘MB | AD∘SE∘MM | AD∘MB∘MM
| SS∘ES∘SE | SS∘ES∘MB | SS∘ES∘MM | SS∘SE∘MB | SS∘SE∘MM | SS∘MB∘MM
| ES∘SE∘MB | ES∘SE∘MM | ES∘MB∘MM | SE∘MB∘MM |
|
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
IP-1 | ; [O] otp | 1 | 1 | 1 | O | -- | -- | O | O | -- | O | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-2 | ; [O,K] otp | 2 | 1 | 1 | O | -- | -- | O | O | -- | O | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-3 | ; opid ?[O] otp
|
1 | 0 | 1 | O | -- | K | K | K | K | -- | O | O | K | K | K | K | -- | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | O | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | |||||||||||||||||||
IP-4 | ; ; opid ?[O] otp | 2 | 0 | 1 | O | -- | K2 | K2 | K2 | K2 | -- | O | O | K2 | K2 | K2 | K2 | -- | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | O | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | |||||||||||||||||||
IP-5 | ; opid ?[O,K] otp | 2 | 0 | 1 | O | -- | K2 | K | K | K | -- | O | KO | KO | KO | O | K2 | K | K | K | -- | K2 | K2 | K2 | K2 | K | K | K | K | K | K | KO | KO | KO | O | KO | KO | KO | KO | KO | KO | K2 | K2 | K2 | K2 | K | K | K | K | K | K | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K | K | K | K | |||||||
IP-6 | ; opid ?[O] otp | 1 | 1 | 1 | O | -- | K | K | K | K | -- | O | O | K | K | K | K | -- | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | O | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | |||||||||||||||||||
IP-7 | ; opid ?[O,K] otp | 2 | 1 | 1 | O | -- | K2 | K | K | K | -- | O | KO | KO | KO | O | K2 | K | K | K | -- | K2 | K2 | K2 | K2 | K | K | K | K | K | K | KO | KO | KO | O | KO | KO | KO | KO | KO | KO | K2 | K2 | K2 | K2 | K | K | K | K | K | K | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K | K | K | K | |||||||
IP-8 | ; opid [O,K] otp | 2 | 2 | 1 | O | -- | K2 | K | -- | O | KO | O | K2 | K | -- | K2 | K2 | K | KO | O | KO | K2 | K2 | K | K2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-9 | ; ; opid [O,K] otp | 3 | 2 | 1 | O | -- | K3 | K2 | -- | O | K2O | O | K3 | K2 | -- | K3 | K3 | K2 | K2O | O | K2O | K3 | K3 | K2 | K3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-10 | ; opid ?[O,K] otp | 2 | 2 | 1 | O | -- | K2 | K | K | K | -- | O | KO | KO | KO | O | K2 | K | K | K | -- | K2 | K2 | K2 | K2 | K | K | K | K | K | K | KO | KO | KO | O | KO | KO | KO | KO | KO | KO | K2 | K2 | K2 | K2 | K | K | K | K | K | K | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K | K | K | K | |||||||
IP-11 | ; | 1 | 1 | 1 | O | O | -- | O | O | O | O | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-12 | ; ; | 2 | 1 | 1 | O | O | -- | O | O | O | O | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-13 | ; opid ?[O,K] otp | 2 | 0 | 0 | O | O | K2 | K2 | K | K | -- | O | KO | KO | O | KO | KO | O | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K | K | K | KO | KO | O | KO | KO | KO | KO | KO | KO | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K | |||||||||||||||||||||
IP-14 | ; otp otp | 1 | 1 | 1 | O | -- | K | K | O | O | O | K | K | O | K | O | K | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-15 | ; otp ?[O] otp | 1 | 1 | 1 | O | -- | K | K | K | K | O | O | O | K | K | K | K | O | K | K | K | K | K | K | O | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | |||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-16 | ; ; otp otp | 2 | 1 | 1 | O | -- | K2 | K2 | O | O | O | K2 | K2 | O | K2 | O | K2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-17 | ; ; otp otp | 2 | 1 | 1 | O | -- | K2 | K2 | O | O | O | K2 | K2 | O | K2 | O | K2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-18 | ; [O] otp | 1 | 1 | 0 | O | O | O | O | O | O | O | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-19 | ; [O,K] otp | 2 | 1 | 0 | O | O | KO | O | KO | KO | KO | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-20 | ; [O,I] otp | 1 | 1 | 0 | O | O | OI | O | OI | OI | OI | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-21 | ; opid ?[O] otp | 1 | 1 | 0 | O | O | K | K | K | K | O | O | O | O | K | K | K | K | K | K | O | K | K | K | K | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-22 | ; opid [O,K] otp | 2 | 1 | 0 | O | O | K2 | K2 | KO | O | KO | KO | K2 | KO | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-23 | ; opid ?[O,K] otp | 2 | 1 | 0 | O | O | K2 | K2 | K | K | KO | O | KO | KO | KO | KO | KO | KO | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K | KO | KO | KO | KO | KO | K2 | K2 | K2 | K2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-24 | ; opid ?[O,K] otp | 2 | 2 | 0 | O | O | K2 | K2 | K | K | KO | O | KO | KO | KO | KO | KO | KO | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K | KO | KO | KO | KO | KO | K2 | K2 | K2 | K2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-25 | ; opid ?[O,I] otp | 1 | 2 | 0 | O | O | K | K | K | K | OI | O | KO | KO | KO | KO | OI | KO | KO | KO | KO | OI | K | K | K | K | K | K | KO | KO | KO | KO | OI | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | K | K | K | K | |||||||||||||||||||
IP-26 | ; opid ?[O] otp | 1 | 0 | 0 | O | O | K | K | K | K | O | O | O | O | K | K | K | K | K | K | O | K | K | K | K | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-27 | ; opid ?[O,K] otp | 2 | 0 | 0 | O | O | K2 | K2 | K | K | KO | O | KO | KO | KO | KO | KO | KO | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K | KO | KO | KO | KO | KO | K2 | K2 | K2 | K2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-28 | ; opid ?[O,I] otp | 1 | 0 | 0 | O | O | K | K | K | K | OI | O | KO | KO | KO | KO | OI | KO | KO | KO | KO | OI | K | K | K | K | K | K | KO | KO | KO | KO | OI | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | K | K | K | K | |||||||||||||||||||
IP-29 | ; ; opid [O,K] otp | 3 | 0 | 0 | O | O | K3 | K3 | KO | O | KO | KO | K3 | KO | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-30 | ; ; opid [O,I] otp | 2 | 0 | 0 | O | O | K2 | K2 | OI | O | K2O | K2O | OI | K2O | K2O | OI | K2 | K2O | K2O | OI | K2O | K2O | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-31 | ; opid ?[O,K] otp | 2 | 1 | 0 | O | O | K2 | K2 | K | K | KO | O | KO | KO | KO | KO | KO | KO | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K | KO | KO | KO | KO | KO | K2 | K2 | K2 | K2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
IP-32 | ; opid ?[O,I] otp | 1 | 1 | 0 | O | O | K | K | K | K | OI | O | KO | KO | KO | KO | OI | KO | KO | KO | KO | OI | K | K | K | K | K | K | KO | KO | KO | KO | OI | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | K | K | K | K |
Complexity | Threat Models | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Label | MFA Protocol representation | MEM | OP | DEV | DT | AD | SS | ES | SE | MB | MM |
DT∘AD | DT∘SS | DT∘ES | DT∘SE | DT∘MB | DT∘MM | AD∘SS | AD∘ES | AD∘SE | AD∘MB | AD∘MM | SS∘ES | SS∘SE | SS∘MB | SS∘MM | ES∘SE | ES∘MB | ES∘MM | SE∘MB | SE∘MM | MB∘MM
| DT∘AD∘SS | DT∘AD∘ES | DT∘AD∘SE | DT∘AD∘MB | DT∘AD∘MM | DT∘SS∘ES | DT∘SS∘SE | DT∘SS∘MB | DT∘SS∘MM | DT∘ES∘SE | DT∘ES∘MB | DT∘ES∘MM | DT∘SE∘MB | DT∘SE∘MM | DT∘MB∘MM
| AD∘SS∘ES | AD∘SS∘SE | AD∘SS∘MB | AD∘SS∘MM | AD∘ES∘SE | AD∘ES∘MB | AD∘ES∘MM | AD∘SE∘MB | AD∘SE∘MM | AD∘MB∘MM
| SS∘ES∘SE | SS∘ES∘MB | SS∘ES∘MM | SS∘SE∘MB | SS∘SE∘MM | SS∘MB∘MM
| ES∘SE∘MB | ES∘SE∘MM | ES∘MB∘MM | SE∘MB∘MM |
|
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
MP-1 | ; [O] otp | 1 | 1 | 1 | O | -- | -- | O | O | -- | O | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MP-2 | ; [O,K] otp | 2 | 1 | 1 | O | -- | -- | O | O | -- | O | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MP-3 | ; opid [O,K] otp | 2 | 2 | 1 | O | -- | K2 | K | -- | O | KO | O | K2 | K | -- | K2 | K2 | K | KO | O | KO | K2 | K2 | K | K2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MP-4 | ;; opid [O,K] otp | 3 | 2 | 1 | O | -- | K3 | K2 | -- | O | K2O | O | K3 | K2 | -- | K3 | K3 | K2 | K2O | O | K2O | K3 | K3 | K2 | K3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MP-5 | ; opid ?[O,K] otp | 2 | 2 | 1 | O | -- | K2 | K | K | -- | K | O | KO | KO | O | KO | K2 | K | K | -- | K | K2 | K2 | K2 | K2 | K | K | K | K | K | K | KO | KO | O | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | K2 | K2 | K2 | K2 | K | K | K | K | K | K | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K | K | K | K | |||||||
MP-6 | ; opid ?[O] otp | 1 | 0 | 1 | O | -- | K | K | K | -- | K | O | O | K | K | K | -- | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | O | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | |||||||||||||||||||
MP-7 | ;; opid ?[O] otp | 2 | 0 | 1 | O | -- | K2 | K2 | K2 | -- | K2 | O | O | K2 | K2 | K2 | -- | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | O | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | |||||||||||||||||||
MP-8 | ; opid ?[O] otp | 1 | 1 | 1 | O | -- | K | K | K | -- | K | O | O | K | K | K | -- | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | O | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | |||||||||||||||||||
MP-9 | ; opid ?[O,K] otp | 2 | 1 | 1 | O | -- | K2 | K | K | -- | K | O | KO | KO | O | KO | K2 | K | K | -- | K | K2 | K2 | K2 | K2 | K | K | K | K | K | K | KO | KO | O | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | K2 | K2 | K2 | K2 | K | K | K | K | K | K | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K | K | K | K | |||||||
MP-10 | ; | 1 | 1 | 1 | O | O | -- | O | O | O | O | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MP-11 | ;; | 2 | 1 | 1 | O | O | -- | O | O | O | O | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MP-12 | ; otp otp | 1 | 0 | 1 | O | -- | K | K | -- | O | O | K | K | -- | K | K | K | O | K | K | K | K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MP-13 | ; otp ?otp | 1 | 0 | 1 | O | -- | K | K | K | -- | O | O | K | K | K | -- | K | K | K | K | K | K | O | K | K | K | K | K | K | K | K | K | K | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
MP-14 | ;; otp otp | 2 | 0 | 1 | O | -- | K2 | K2 | -- | O | O | K2 | K2 | -- | K2 | K2 | K2 | O | K2 | K2 | K2 | K2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MP-15 | ; [O,K] otp | 2 | 0 | 0 | O | O | K2 | K2 | -- | O | O | O | K2 | K2 | K2 | O | K2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MP-16 | ; [O,I] otp | 1 | 0 | 0 | O | O | K | K | -- | O | KO | KO | O | KO | KO | O | K | K | K | KO | KO | O | KO | KO | KO | KO | KO | KO | K | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MP-17 | ; opid [O] otp | 1 | 0 | 0 | O | O | K | K | -- | O | O | O | K | K | K | O | K | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MP-18 | ; opid [O,K] otp | 2 | 0 | 0 | O | O | K2 | K2 | -- | O | O | O | K2 | K2 | K2 | O | K2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MP-19 | ; opid ?[O] otp | 1 | 0 | 0 | O | O | K | K | K | -- | O | O | O | K | K | K | K | K | K | O | K | K | K | K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MP-20 | ; opid ?[O,K] otp | 2 | 0 | 0 | O | O | K2 | K2 | K | -- | O | KO | O | KO | O | K2 | K2 | K2 | K2 | K2 | K | KO | O | KO | KO | K2 | K2 | K2 | K2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MP-21 | ; opid ?[O,I] otp | 1 | 0 | 0 | O | O | K | K | K | -- | O | KO | KO | KO | O | KO | KO | KO | O | K | K | K | K | K | K | KO | KO | KO | O | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | KO | K | K | K | K | |||||||||||||||||||||||
MP-22 | [I]; opid ?[O] otp | 0 | 1 | 1 | O | -- | -- | -- | I | -- | I | O | O | O | O | -- | -- | I | -- | I | -- | I | -- | I | I | -- | I | I | I | I | O | O | O | O | O | O | -- | I | -- | I | I | -- | I | I | I | I | I | -- | I | I | I | I | I | I | I | I | ||||||||||||
MP-23 | [I]; opid ?[O,K] otp | 1 | 2 | 1 | O | -- | K | -- | I | -- | I | O | KO | O | OI | O | OI | K | -- | I | -- | I | K | KI | K | KI | I | -- | I | I | I | I | KO | O | OI | O | OI | KO | KO | OI | O | OI | OI | OI | OI | K | KI | K | KI | I | -- | I | I | I | I | KI | K | KI | KI | KI | KI | I | I | I | I | |||
MP-24 | [I]; opid ?[O,K] otp | 1 | 1 | 1 | O | -- | K | -- | I | -- | I | O | KO | O | OI | O | OI | K | -- | I | -- | I | K | KI | K | KI | I | -- | I | I | I | I | KO | O | OI | O | OI | KO | KO | OI | O | OI | OI | OI | OI | K | KI | K | KI | I | -- | I | I | I | I | KI | K | KI | KI | KI | KI | I | I | I | I | |||
MP-25 | [I]; | 0 | 1 | 1 | O | O | O | O | -- | O | O | O | O | O | O | O | O | O | O | O | O | O | O | O | O | O | O | O | O | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MP-26 | [I]; opid [O] otp | 0 | 0 | 0 | O | O | -- | -- | -- | O | O | O | O | O | O | O | -- | -- | -- | O | O | O | O | O | O | O | O | O | -- | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MP-27 | [I]; opid ?[O] otp | 0 | 0 | 0 | O | O | -- | -- | I | -- | O | O | O | O | O | O | O | -- | I | -- | I | -- | I | O | O | O | O | O | O | O | O | O | I | -- | I | I | ||||||||||||||||||||||||||||||||
MP-28 | [I]; opid ?[O,K] otp | 1 | 0 | 0 | O | O | K | K | I | -- | O | KO | KO | OI | O | KO | KO | OI | O | K | KI | K | KI | K | I | KO | KO | OI | O | KO | KO | KO | OI | KO | KO | KO | OI | KI | K | KI | KI | |||||||||||||||||||||||||||
MP-29 | [I]; opid ?[O,I] otp | 0 | 0 | 0 | O | O | -- | -- | I | -- | O | O | O | OI | O | O | O | OI | O | -- | I | -- | I | -- | I | O | O | OI | O | O | OI | O | OI | O | OI | O | OI | O | OI | O | OI | I | -- | I | I |