一种基于指纹特征生成密钥的方法

摘要

本发明涉及一种基于指纹特征生成密钥的方法。本发明包括用户指纹注册阶段和指纹密钥重生阶段，用户指纹注册阶段包括提取用户的指纹二维图像；利用Radon变换生成不同的一维向量；进行阶离散傅立叶变换和二进制指纹密钥的提取。指纹密钥重生阶段包括提取查询用户的指纹二维图像，采用与注册阶段相同的一些步骤得到最高重量的个比特组成的比特串。本发明的指纹特征可以真正地作为密钥使用，并且将密钥与用户身份绑定在一起。而安全性是基于指纹的唯一性，也就说用户指纹未被泄露。

主权项

1.一种基于指纹特征生成密钥的方法，其特征在于该方法包括用户指纹注册阶段和生物密钥重生阶段；所述的用户指纹注册阶段具体如下：步骤1.提取用户的指纹二维图像，图像归一化，做指纹图像预处理，得到保持指纹特征信息的二值图像，该二值图像记作；步骤2.图像以不同的旋转角度，利用Radon变换生成不同的一维向量；一维向量首先用其元素的最大模进行归一化，再去掉均值；归一化后的一维向量记作，；是要求生成生物密钥的比特长度；而代表第次迭代的输入向量；步骤3.计算的阶离散傅立叶变换获得频谱，频谱大小为；为频谱的频率值，；傅里叶变换的结果是对称的，舍掉重复的那部分，取前面那一半幅值，后面舍弃的一半用0补上；这样变换就成为不可逆的，得到实序列：；步骤4.对计算阶离散傅立叶变换获得频谱，然后计算双频谱：，其中代表复数共轭运算，双频谱保留相位信息；，都是指频谱的频率值，取值范围为；双频谱都是具有非零虚部的复数向量，且是非对称的；步骤5.在双频率平面内，第次将双频谱沿径向积分运算得到一组离散序列记为：，其中，是双频率空间内的斜率；将积分后的作为下次迭代的输入，即；步骤6.计算迭代前后输入的差值与前一次迭代输入的内积，将得到复值：，其中代表差值，是的幅值和是的相位，两个放在一起可以生成一个幅值/相位矩阵；步骤7.二进制生物密钥的提取；，二进制化利用统计学特性判定是否是所需要的比特位，并按照最希望得到的到最不希望得到的比特将其进行排序，分别存储为，；而统计学的应用需要一个训练集合；训练集合是指所用的指纹库中多个用户的指纹图像；对于每一个用户，训练集合分为两部分：注册用户指纹图像生成的矩阵，即内部集合；其它用户指纹图像生成的矩阵，即外部集合；比特的概率0或1表示固定不变的水平；概率为0表示无信息，而概率为1表示一个比特信息；但是很少的比特的概率完美就是0或1；于是通过计算每个比特的重量，包含内部重量和外部重量，而；，分别表示比特的内部熵和外部熵；步骤8.最高重量的个比特组成的比特串作为要提取的生物密钥；为了能够重构出相同的生物密钥，将最高重量的个比特的位置信息存储，并用作注册用户的生物密钥的掩码；步骤9.的加密密钥通过RS算法加密后得到一个个比特序列；将与结合生成一个查询表；存储查询表，删除与；所述的生物密钥重生阶段具体如下：步骤A.提取查询用户的指纹二维图像，指纹图像归一化，做指纹图像预处理，得到保持指纹特征信息的二值图像，该二值图像记作；步骤B.验证用户采取注册阶段的步骤1-步骤7，得到最高重量的个比特组成的比特串；结合注册用户的生物密钥的掩码生成一个比特串，将其作为验证用户的生物密钥；步骤C.利用获得的比特串；利用RS算法对解密获得的比特串；若与相等，认为验证用户和注册用户是同一个，注册用户的生物密钥成功地重生；否则，就认为验证用户是非法入侵者。