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专利号: 2013101264515
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-08-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

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T征信息的二值图像,该二值图像记作M;

T

步骤2.图像M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x0(n),n=

0,1,2,K,N-1;N是要求生成生物密钥的比特长度;而xi(n)代表第i次迭代的输入向量;

步骤3.计算xi(n)的N阶离散傅立叶变换获得频谱Xi(k),频谱大小为|Xi(k)|;k为频谱的频率值,0≤k≤N-1;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yi(n)计算N阶离散傅立叶变换获得频谱Yi(k),然后计算双频谱:Bi(k1,k2)*=Yi(k1)Yi(k2)Yi(k1+k2),其中*代表复数共轭运算,双频谱保留相位信息;k1,k2都是指频谱的频率值,取值范围为[0,N-1];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i次将双频谱沿径向积分运算得到一组离散序列记为:其中 a是双频率(k1,k2)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D代表差值,M是D的幅值和Φ是D的相位,两个放在一起可以生成一个幅值/相位矩阵[M Φ];

步骤7.二进制生物密钥的提取;M,Φ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Ma,Ag;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w,包含内部重量w1=1-ηintra和外部重量w2=1-ηextra,而w=w1×w2;ηintra,ηextra分别表示比特的内部熵和外部熵;

步骤8.最高重量的N个比特组成的比特串作为要提取的生物密钥Borig;为了能够重构出相同的生物密钥,将最高重量的N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BK-mask;

步骤9.λ-bits的加密密钥korig通过RS算法加密后得到一个N个比特串Korig;将Korig与Borig结合生成一个查询表Lookuptable;存储查询表,删除Korig与Borig;

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Q持指纹特征信息的二值图像,该二值图像记作M;

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N个比特组成的比特串;结合注册用户的生物密钥的掩码BK-mask生成一个比特串,将其作为验证用户的生物密钥Bmod;

步骤C.Bmod利用Lookuptable获得N-bits的比特串Kmod;利用RS算法对Kmod解密获得λ-bits的比特串k'orig;若k'orig与korig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。