基于投影和三维映射的指纹模板保护方法研究

发布时间：2020-05-20 06:57

【摘要】：在信息技术日益发展的今天,网络已经成为人们工作和学习中不可或缺的部分。但网络给人们带来巨大便利的同时,用户分享的多种信息资源却无法得到充分的安全保障。近年来,随着基于指纹、掌纹和人脸等生物特征的身份认证技术被广泛使用,这类技术的安全问题也成为信息安全领域的一个研究热点。传统的基于生物特征的身份认证技术是对用户的生物信息进行提取,然后将生成的模板直接存储到数据库中。但大量的信息泄露事件表明,随着网络攻击技术的不断更新,数据库面临的安全威胁越来越严重,同时数据库中存储的大量用户的原始生物信息也面临着泄露的可能,从而威胁到用户的隐私安全。鉴于生物特征具有的准确性和唯一性,一旦泄漏将对用户的个人隐私造成严重威胁,因此,对生物特征模板进行保护变得尤为重要。本文在对可撤销指纹模板保护技术进行研究分析的基础上,分别提出了一种基于细节点投影的指纹模板保护方法和一种基于局部细节点三维映射的指纹模板保护方法。论文的主要工作如下:1、为了改善指纹模板保护方法的可撤销性和不可逆性等性能,设计了一种基于细节点投影的指纹模板保护方法。首先对指纹图像进行预处理,提取指纹的细节点特征,并筛选出采样半径范围内的有效细节点,然后对细节点进行直线投影,将投影后的向量映射到二维网格,生成固定长度的一维比特串,再结合用户PIN码生成可撤销指纹模板。实验结果表明,该方法不仅提高了指纹模板认证的稳定性,而且在可撤销性、不可逆性和安全性等方面均具有较好性能。2、针对现有的指纹模板保护方法存在的安全性和认证性较差的问题,设计了一种基于局部细节点三维映射的指纹模板保护方法。首先对指纹图像进行预处理,提取指纹的细节点特征,并采用参数自适应的环形区域对细节点进行筛选,然后将细节点投影到直线上,对投影后的向量集合进行量化、映射和取模运算生成固定长度的二进制比特串,最后结合用户PIN码生成指纹模板。实验结果表明,该方法生成的指纹模板在认证性、可撤销性和不可逆性等主要性能上相比几种典型方法更具优势。
【图文】：

生物特征

图 1.1 常见的生物特征现今，，研究人员已经将生物特征认证技术应用于移动智能终端认证，提高终用的便利性，促进城市智能化[5]。如图 1.2 为生物识别系统在移动智能终端用。(1) 图 a 为掌纹识别登录系统。由微软和富士通联合推出的 almSecure，通过验证用户的身份，从而实现零密码登录 Windows 10 专业版系统。(2) 图 b 为指纹识别手机解锁与支付。由于成本低、稳定性高、易采集等优指纹成为近年来应用最为广泛的生物特征。用户通过使用指纹便可以完成手

生物识别系统,生物特征识别,信道噪声,采集器

图 1.2 生物识别系统在移动智能终端的应用年，Ratha 等人针对生物特征识别系统的攻击展开研究，并将其分为特征攻击、回放攻击、篡改特征采集器、虚假采集值攻击、修改匹配库攻击、增加信道噪声和重写最终响应，如图 1.3 所示。
【学位授予单位】：西安邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.41;TP393.08

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