基于生物特征信息隱藏與身份認證及其應用研究.pdf

1、隨著計算機網(wǎng)絡的蓬勃發(fā)展，越來越多的資源和應用都是利用網(wǎng)絡遠程獲取和得到授權的服務，如何確保特定的資源只能被合法、授權的用戶訪問和使用，即如何正確地鑒別用戶的身份是保證通信網(wǎng)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全的首要條件。而且，在網(wǎng)絡環(huán)境下，如何驗證生物特征圖像的完整性、如何安全可靠地實現(xiàn)遠程身份認證、如何確保生物特征的隱私性和秘密數(shù)據(jù)的安全性、如何確保數(shù)字媒體數(shù)據(jù)的版權等成為開放網(wǎng)絡環(huán)境下的研究熱點。
　　本論文主要研究基于生物特征信息隱藏與身份認證

2、方案，該方案是充分利用生物特征識別技術、密碼技術和信息隱藏技術來實現(xiàn)遠程身份認證，并獲得服務器提供的授權服務，而且還能有效地提高秘密數(shù)據(jù)的安全性和生物特征數(shù)據(jù)的隱私性。本文所做的主要貢獻如下：
　　1、提出了基于SVD和脆弱水印的生物特征圖像的完整性認證算法。針對奇異值分解理論與脆弱水印的特性，提出了如何在網(wǎng)絡環(huán)境下對遠程用戶傳輸?shù)纳锾卣鲌D像完整性的認證方法。實驗結(jié)果表明：基于SVD和脆弱水印的生物特征圖像完整性認證方法是行之有

3、效的，可用于生物特征圖像完整性認證系統(tǒng)。該認證算法可用于遠程身份認證系統(tǒng)中的用戶端的用戶只負責生物特征圖像采集和認證的水印嵌入，而在具有較大運算處理能力的服務器端進行認證水印的提取與認證、特征的提取與匹配，從而確認遠端用戶的身份。
　　2、提出了基于Radon變換和奇異值分解的手指靜脈識別算法。該識別算法首先利用Radon變換來提取手指靜脈圖像的方向信息，并構成投影矩陣；其次，利用奇異值分解來提取投影矩陣的奇異值作為手指靜脈模式的

4、特征向量；最后，利用歸一化距離來計算其相似度。實驗結(jié)果表明：提出的識別算法對手指靜脈具有不錯的識別效果。
　　3、提出了基于指紋的遠程身份認證與密鑰協(xié)商。該研究主要采用現(xiàn)有的指紋識別算法與密碼技術相結(jié)合的方式，實現(xiàn)基于指紋的自認證后釋放對存有秘密信息的智能卡的控制權，通過密碼協(xié)議實現(xiàn)與遠端服務器之間的相互認證，克服了集中存放用戶指紋特征信息的安全風險。同時，為了對用戶指紋特征數(shù)據(jù)的安全性與隱私性保護，用戶的指紋特征數(shù)據(jù)都是通過密鑰

5、加密傳輸，克服了傳統(tǒng)的身份認證和生物特征識別系統(tǒng)的安全問題，提升了在安全威脅的情況下的整個認證體系的安全性和隱私性。
　　4、提出了基于雙線性對和手指靜脈的遠程雙向認證與密鑰協(xié)商。該研究主要利用超橢圓曲線上的雙線性對性質(zhì)（計算速度快和安全效率高、密鑰大小和帶寬要求低）與手指靜脈識別算法，構建了在分布式網(wǎng)絡環(huán)境下的身份認證與密鑰協(xié)商協(xié)議。通過安全分析表明，提出的身份認證協(xié)議是合理的、安全的，提升了在安全威脅的情況下的整個認證系統(tǒng)的安

6、全性和隱私性。
　　5、提出了基于生物特征信息隱藏與識別的多因子身份認證與密鑰協(xié)商。首先構造了生物特征信息隱藏的基本模型；然后提出了基于雙正交樣條小波（bior4.4）的生物特征信息隱藏算法，并用實驗驗證提出的基于小波域的雙正交樣條小波對生物特征信息隱藏算法對攻擊的有效性和魯棒性；接著我們還構造了基于生物特征信息隱藏與識別的遠程身份認證系統(tǒng)，該系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的生物特征認證系統(tǒng)具有更高的安全性，即使攻擊者竊取了該隱密的載體圖像，也很

7、難判斷是否存在隱密特征與提取得到生物特征，體現(xiàn)了對用戶生物特征數(shù)據(jù)的隱私保護；最后給出了基于生物特征信息隱藏與識別的多因子身份認證與密鑰協(xié)商，該協(xié)議充分利用生物特征識別技術、信息隱藏技術、密碼技術及智能卡技術來安全實現(xiàn)遠程身份認證，并通過安全性分析與功能分析表明，提出的認證協(xié)議不但具有高度安全性，而且保護了用戶的隱私。
　　6、提出了基于人臉圖像與虹膜特征的雙重水印技術在版權保護中的應用。首先介紹了可見人臉圖像水印和不可見虹膜特征