一种安全的指纹认证方法及系统

摘要

本发明是一种安全的指纹认证方法及系统，利用图像采集单元、认证特征提取单元、辅助特征提取单元、模板加密单元、模板存储单元、配准参数计算单元和模板解密单元等构建安全的指纹认证系统。提出的方法和系统以模糊保险箱方法为基本框架；采用指纹细节点的位置及其与邻近三个细节点之间的脊线条数为认证特征；并且提取指纹中稳定的参考点，及其周围特定邻域的分块方向场信息作为辅助特征，使用基于方向场互信息的方法来评价指纹配准的叠合程度，并且采用从粗到细的搜索策略寻找最优的参数，即为模板指纹和查询指纹的配准参数。利用配准参数对查询指纹特征进行变换，使用变换后的查询指纹认证特征对模板指纹进行解密和认证操作。

主权项

一种安全的指纹认证系统，其特征在于，该系统包括：图像采集单元，采集模板手指纹和查询手指纹分别生成模板指纹图像和查询指纹图像；认证特征提取单元与图像采集单元连接，认证特征提取单元从采集的模板指纹图像和查询指纹图像中提取指纹认证特征，所述指纹认证特征为五元特征组(x，y，r1，r2，r3)，其中x和y表示指纹细节点的坐标位置信息，r1，r2，r3表示以该细节点为中心的三个邻近细节点与该细节点之间的的三个脊线条数值；所述三个脊线条数值按照邻近细节点到中心细节点的欧式距离从小到大依次排列；辅助特征提取单元与图像采集单元连接，辅助特征提取单元从采集的模板指纹图像和查询指纹图像中提取模板指纹辅助特征和查询指纹辅助特征用于计算配准参数，提取到模板指纹辅助特征和查询指纹辅助特征都包括指纹参考点位置和方向信息，以及参考点周围指定邻域的8×8像素大小的块方向场ROI信息；对于非拱形指纹图像，所述指纹参考点是指位于图像最上边的中心点，对于拱形指纹图像，所述指纹参考点是指指纹脊线曲率最大值在指纹图像上所处的位置；所述参考点周围指定邻域是以指纹参考点为中心的半径为R1和R2的两个正方形框中间的区域，其中R1＜R2；模板加密单元与认证特征提取单元连接，模板加密单元以认证特征提取单元提取的模板指纹认证特征为输入，对模板指纹认证特征进行加密，并输出加密后的模板指纹认证特征，以及用户密钥的哈希值Hash(K)，以保护用户的指纹信息；模板存储单元分别与辅助特征提取单元和模板加密单元连接，模板存储单元存储的元素包括：模板加密单元输出加密后的模板指纹认证特征、辅助特征提取单元输出模板指纹辅助特征以及密钥的哈希值Hash(K)；所述模板存储单元存储的所有元素构成系统的辅助数据；配准参数计算单元分别与模板存储单元和辅助特征提取单元连接，配准参数计算单元以模板存储单元中存储的模板指纹辅助特征和辅助特征提取单元输出的查询指纹辅助特征为输入，使用基于方向场互信息的最优化搜索方法，寻找到模板指纹和查询指纹的最优配准参数；模板解密单元分别与模板存储单元、认证特征提取单元和配准参数计算单元连接，模板解密单元以模板存储单元中存储的加密的模板指纹认证特征、认证特征提取单元输出的查询指纹认证特征和配准参数计算单元输出的最优配准参数为输入，先利用最优配准参数将查询指纹认证特征进行旋转和平移，然后与加密后的模板指纹认证特征进行匹配操作，同时进行拉格朗日多项式插值和哈希校验，然后根据校验结果来判断查询指纹和模板指纹是否来自同一个手指。