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专利号: 2016100384301
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:无效专利
专利领域: 电通信技术
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:

1.一种特征级融合的指纹模糊金库实现方法,其特征在于包括如下步骤:

步骤1、融合指纹A的细节点坐标信息和指纹B的方向场信息得到一个新特征信息集合;

步骤2、利用上锁算法,将需要保护的密钥与步骤1得到的新特征信息集合进行绑定,生成指纹模糊金库;

步骤3、利用经过验证的查询指纹A′、B′特征信息从指纹模糊金库中采用解锁算法提取密钥;

步骤1所述的融合指纹A的细节点坐标信息和指纹B的方向场信息得到一个新特征信息集合,具体如下:

1.1通过两次指纹细节点训练,提取、处理指纹信息得到一组相对稳定的指纹A细节点集合;首先利用几何哈希技术将指纹A细节点注册一个哈希表 然后将得到的每个细节点的平面坐标分别量化到8个比特,并通过横坐标低四位与纵坐标高四位异或串接得到一个长度为12的比特串;然后将所有指纹A细节点的数据类型转化为整数,得到一组范围在[0,212-1]内的整数集合FA,稳定的用户指纹A细节点的个数记为NA;

1.2通过两次指纹细节点训练,提取、处理指纹信息得到一组相对稳定的指纹B细节点集合;首先利用几何哈希技术将指纹B细节点注册一个哈希表 然后将得到的每个细节点的平面坐标分别量化到8个比特,并串接得到一个长度为16的比特串,然后将所有指纹B细节点的数据类型转化为整数,则可以得到一组范围在[0,216-1]内的整数集合FB,稳定的用户指纹B细节点的个数记为NB;

1.3通过提取、处理指纹信息,得到每个像素点的方向场,其范围在0-255内;对应于指纹A细节点的平面坐标,将指纹B的方向场提取出来,将得到的方向场分别量化到一个长度为4的比特,则能够得到一组范围在[0,24-1]内的整数集合OB,其中方向场的个数为NO;

1.4将整数集合FA和OB中对应坐标的值进行结合,具体的以FA×16+OB形式得到一组范围在[0,216-1]内的整数集合F,其中细节点的个数为N;

步骤1.1和1.2所述的指纹细节点训练方法如下:将指纹样本依次进行特征配准,配准时不区分细节点类型;两幅指纹可配准的细节点记为指纹的真实细节点,取同一个真实细节点在两幅图像取的两组坐标值的均值,记录为该真实细节点的坐标值;配准好的细节点与第三幅指纹样本再次进行特征配准;配准完成后得相对稳定的真实细节点集合。

2.如权利要求1所述的一种特征级融合的指纹模糊金库实现方法,其特征在于步骤2所述的利用上锁算法,将需要保护的密钥与步骤1得到的新特征信息集合进行绑定,生成指纹模糊金库,具体如下:

2.1将待绑定的密钥k进行格式化处理,格式化规则为依次从左到右按顺序每16比特长度为一块,记一共得到m块;并将每块数据类型转化为整数,得到一组范围在[0,216-1]内的整数集合K;

2.2根据密钥格式化处理产生的块数m,在有限域 上构造一个多项式P(x)

P(x)=amxm+...+a2x2+a1x+a0(mod p)    (1)

其中,模数p根据经验推荐取值为大素数65537,多项式最高次数m根据密钥长度一般取值范围从9到16;

2.3为待绑定的密钥添加16比特长度的CRC循环冗余校验码;并将该CRC循环冗余校验码的数据类型转化为整数,得到一个范围在[0,216-1]内的整数;

2.4将步骤2.1中提到的待绑定的密钥与步骤2.3中得到的CRC校验码作为多项式(1)的系数,其中a0为CRC校验码,a1,...,am为待绑定的密钥;然后将步骤1.4得到的稳定的整数集合F中的每个细节点数据作为多项式输入值x带入多项式(1)中,求得点集{(x,P(x))|x∈F}即为模糊金库中的真实点集合;

2.5为模糊金库添加远多于真实点集合个数的杂凑点集合,杂凑点集合中的各组元素均随机产生,并要求各组元素与真实点不相等,且各组元素不满足多项式(1);

2.6将真实点集合和杂凑点集合乱置,最终生成一个包含真实点集合、杂凑点集合和模糊金库基本信息在内的指纹模糊金库;

所述的模糊金库基本信息包括多项式最高次数m和模数p。

3.如权利要求2所述的一种特征级融合的指纹模糊金库实现方法,其特征在于步骤3所述的利用经过验证的查询指纹A′、B′特征信息从指纹模糊金库中采用解锁算法提取密钥,具体如下:

3.1通过对查询指纹A′的相关处理以及几何哈希技术注册一个哈希表 然后与步骤

1.1中获取的哈希表 进行匹配,筛选出匹配数目最多的基准点集合HA′,然后通过步骤1.1中获取整数集合FA的方法得到FA′;范围在[0,212-1]内,细节点的个数为NA′;如果NA′≥9,进入步骤3.2;否则,重新输入指纹A′,重复该步骤;

3.2通过对查询指纹B′的相关处理以及几何哈希技术注册一个哈希表 然后与步骤

1.2中获取的哈希表 进行匹配,筛选出匹配数目最多的基准点集合HB′,然后通过步骤1.2中获取整数集合FB的方法得到FB′;范围在[0,216-1]内,细节点的个数为NB′;如果NB′≥9,进入步骤3.3;否则,重新输入指纹B′,重复该步骤;

3.3利用查询指纹B′图像方向场的差异值,对查询指纹B′进行校准对齐,得到查询指纹B′的方向场;然后取出对应于细节点集合FA′中的平面坐标的方向场值;并将得到的方向场值分别量化到4个比特,得到一组范围在[0,24-1]内的整数集合OB′,其方向场个数NO′;

3.4将整数集合FA′和OB′中对应坐标的值进行结合,具体的以FA′×16+OB′形式得到一组范围在[0,216-1]内的整数集合F′,其中细节点的个数为N′;

3.5将查询指纹A′、B′细节点集合F′与模糊金库中的各组数据进行遍历对比,若相符的点的个数不小于在模糊金库中多项式的最高次数m,进入步骤3.6;否则提取密钥失败;

3.6对找到的相符的点进行组合计算,每m个点为一组,对每组利用拉格朗日插值法尝试恢复可能密钥,并将得到的可能密钥进行CRC校验;若通过CRC校验,则提取密钥成功;否则继续下一组尝试,直到尝试完所有组合情况,仍未提取到密钥,则提取密钥失败。