基于指紋特征的密鑰生成算法研究.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算與大數(shù)據(jù)等新興互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，信息安全已成為當(dāng)今我國(guó)信息驅(qū)動(dòng)社會(huì)的一個(gè)迫切問題。傳統(tǒng)密碼學(xué)的安全性完全依賴于加密密鑰的安全性，并且加密密鑰與合法用戶沒有必然的聯(lián)系。因此，一旦加密密鑰丟失或者被盜，加密系統(tǒng)將無法保證用戶身份的安全性。生物特征識(shí)別技術(shù)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)密碼學(xué)中加密密鑰的缺陷，但是由于生物特征本身具有的唯一性、永久關(guān)聯(lián)性，生物特征模板的丟失意味著永久的丟失，將不能用于生物特征識(shí)別系統(tǒng)。生物特征加密技術(shù)是生物

2、特征識(shí)別技術(shù)和密碼學(xué)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，有效地解決了生物特征識(shí)別和密碼學(xué)上的數(shù)據(jù)安全問題，同時(shí)保證生物特征模板和密碼學(xué)中加密密鑰的安全性。目前，生物特征加密技術(shù)的核心問題就是如何克服生物特征信息的模糊性和密碼學(xué)的精確性之間的矛盾。近年來，越來越多的國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者致力于生物特征加密技術(shù)的研究，并且指紋作為應(yīng)用歷史最悠久、綜合性能最高的生物特征。因此，基于指紋特征的密鑰生成技術(shù)的研究更具有一定的研究?jī)r(jià)值。
　　本文在基于指紋特征的密鑰生成

3、技術(shù)領(lǐng)域上嘗試做了一些探索性工作，主要包括以下幾個(gè)方面：
　　1.為了將生物特征的模糊性和密碼學(xué)技術(shù)的精確性之間的進(jìn)行有效地統(tǒng)一，提出一種基于統(tǒng)計(jì)量化機(jī)制和雙層糾錯(cuò)技術(shù)的指紋密鑰生成算法。本文首先利用統(tǒng)計(jì)量化機(jī)制對(duì)指紋圖像進(jìn)行處理，減少指紋樣本的類內(nèi)變化，從而提取可靠真實(shí)的指紋特征；接著利用區(qū)間映射對(duì)指紋特征進(jìn)行補(bǔ)償，從而生成穩(wěn)定的指紋密鑰；最后利用雙層糾錯(cuò)技術(shù)對(duì)指紋密鑰進(jìn)行處理得到一個(gè)用于再生指紋密鑰階段的輔助數(shù)據(jù)。本文對(duì)該算法

4、進(jìn)行程序仿真實(shí)現(xiàn)，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)該算法的可行性、安全性進(jìn)行分析。結(jié)果表明，該算法可以生成穩(wěn)定的加密密鑰，并且保證密鑰的安全性。
　　2.本文詳細(xì)介紹了指紋圖像預(yù)處理以及指紋特征提取的實(shí)現(xiàn)過程，并且提出一種基于指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)相對(duì)差異的密鑰生成算法。該算法利用指紋細(xì)節(jié)點(diǎn)之間的相對(duì)距離、相對(duì)方向場(chǎng)、類型差異等特征信息構(gòu)建一個(gè)新的特征模板；接著將新的特征模板映射到預(yù)先定義的三維數(shù)組，并對(duì)三維數(shù)組中的長(zhǎng)方體進(jìn)行量化從而得到指紋密鑰；最后利用R