可撤销指静脉模板保护算法研究
发布时间：2021-07-10 13:48
随着指静脉识别系统的广泛应用,其安全性问题日益显现,当用户指静脉特征受损或被盗,用户也难以撤销,更改或重新发布已注册的指静脉特征;当用户在一个应用中注册的指静脉特征被获取,用户在其他应用中保存的指静脉特征也不再安全。所以针对生物特征安全问题,提出了生物特征密钥生成技术,加密生物特征,生物特征转换等方案。其中,可撤销生物特征模板,因其不完全满足不可逆性,不可链接性,可撤销性和性能保持,而成为生物特征模板保护的难点。本文围绕可撤销指静脉模板展开研究,包含特征提取,生成可撤销模板,模板匹配三个步骤。主要研究内容概括如下:（1）目前的识别性能较好的可撤销生物特征模板算法不能保证安全性,而保证生物特征模板安全的算法识别性能较差。为了提高指静脉特征模板的性能和安全性,而提出了一种指静脉可撤销模板算法。首先,提取指静脉特征,找到图像中的边缘区域,根据图像中像素点的位置不同对梯度幅值进行优化,以增加判别性,并将优化后的梯度幅值与当前像素的比值作为差分激励;并把最大和次大Gabor方向分别和差分激励联合形成联合分布特征作为指静脉的两个特征向量;其次,将提取的特征向量通过控制方差方式降维,并将降维后的特征...
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型生物特征
第一章绪论2现今，得益于生物特征识别技术的便利性，生物识别系统已逐渐代替传统的身份认证技术走向市场化，在许多应用程序发挥重要作用。指纹识别，目前最成熟，最方便、可靠、和价格便宜的生物识别技术。应用场景：1）手机或计算机解锁，和手机移动支付；2）金融机构：银行等机构进行员工身份的认证、自动取款机客户身份的认证等；掌纹识别，掌纹纹理特征丰富，易于获取，具有可分辨性，防欺骗性等特点，且掌纹识别系统拒识率低、方便、应用范围广。应用场景：1）考勤系统；2）个人身份鉴别、户籍、身份证管理方面的应用等；人脸识别，其有自然优势，即通过观察比较人脸，区分和确认身份，被识别的人脸图像信息可以主动采集而不被观测对象察觉，非接触优势。应用场景：1）企业、住宅安全和管理。2）电子护照及身份证。3）公安、司法和刑侦；虹膜识别，其有活体检测性，防伪性，即用照片、录像、尸体的虹膜代替活体虹膜会被检测出来，唯一性，稳定性，非接触性等特点。应用场景：1）社保生存认证；2）司法安检等；指静脉识别，抗干扰性好，准确率高，安全便捷，相比于指纹，不被表皮粗糙和外部环境影响，且具有活体检测特性。应用场景：1）应用于政府机构：2013年度全国专业技术人员的外语等级考试全面推广指静脉识别技术；2）应用于智能楼宇系统；3）应用于监狱门禁：利用指纹，越狱罪犯能通过割手指的方法脱逃，所以，监狱的指纹识别已不能满足管理要求，因而指静脉识别技术成功应用到门禁系统，必须是活体，识别率高。如图1.2，(a)指纹；(b)人脸；(c)掌纹；(d)虹膜；(e)指静脉。图1.2生物特征应用图Fig1.2Theproductsbasedonbiometricrecognition
第一章绪论41.2可撤销生物特征模板概述1.2.1研究目的和意义随着低成本，高精度传感和计算设备的出现以及对安全性日益增长的需求，生物识别技术在日常生活中迅速发展和扩散，“生物特征信息的安全性”已经变得和“确保安全使用生物特征信息”一样重要和必要。考虑到生物特征涉及的隐私问题，在过去的二十年中已经研发了生物特征模板保护方案。Ratha首次提出了可撤销生物特征模板保护，并给出了生物特征识别系统识别环节及攻击点。如下图1.3所示。图1.3生物特征识别系统攻击点Fig1.3Attackpointsofbiometricrecognitionsystem由上图1.3可知，从采集生物特征到应用生物特征作为识别，每一个环节都可能遭受外界攻击。其中，1）传感器：采集生物特征信息。可以通过伪造真实的生物特征，获取到虚假生物特征；2）特征提取器：对采集到的特征提取关键特征信息。重放攻击，攻击者利用网络监听或者其他方式盗取认证凭据，再把它重新发给认证服务器。重写特征提取器，更改特征提取器为攻击者期望生成的生物特征向量；3）匹配器：对受试者生成的特征向量与已经训练过的特征向量数据集匹配的过程。模拟特征向量攻击，攻击者通过特殊手段伪造特征向量，发送到匹配器。重写匹配器，攻击者修改匹配器中的匹配系数，提高入侵匹配成功的概率。信道干扰攻击，攻击数据库集与匹配器之间的连接信道，使用户在匹配阶段匹配攻击者连接的特征模板集；4）模板数据库：存储提取的生物特征模板。模板数据库攻击，修改模板数据库中的特征模板或者添加删除模板数据库中的模板；5）应用装置：重写结果攻击，通过恶意篡改匹配器之后的识别结果，来直接攻击应用程序。目前应用的生物特征识别方案没有能够完全避免这八个攻击点的，而任何一个攻击
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于边缘检测加权引导滤波的指静脉图像增强算法[J]. 曹伟,王华彬,石军,余锐,陶亮. 激光与光电子学进展. 2017(02)
[2]基于细节点邻域信息的可撤销指纹模板生成算法[J]. 许秋旺,张雪锋. 自动化学报. 2017(04)
[3]基于线特征韦伯局部描述子的掌纹识别[J]. 罗月童,赵兰英,贾伟,顾靖,薛峰. 中国图象图形学报. 2016 (02)
[4]生物特征识别技术综述[J]. 孙冬梅,裘正定. 电子学报. 2001(S1)
博士论文
[1]可撤除掌纹识别与认证技术研究[D]. 冷璐.西南交通大学 2012
本文编号：3276028
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型生物特征
第一章绪论2现今，得益于生物特征识别技术的便利性，生物识别系统已逐渐代替传统的身份认证技术走向市场化，在许多应用程序发挥重要作用。指纹识别，目前最成熟，最方便、可靠、和价格便宜的生物识别技术。应用场景：1）手机或计算机解锁，和手机移动支付；2）金融机构：银行等机构进行员工身份的认证、自动取款机客户身份的认证等；掌纹识别，掌纹纹理特征丰富，易于获取，具有可分辨性，防欺骗性等特点，且掌纹识别系统拒识率低、方便、应用范围广。应用场景：1）考勤系统；2）个人身份鉴别、户籍、身份证管理方面的应用等；人脸识别，其有自然优势，即通过观察比较人脸，区分和确认身份，被识别的人脸图像信息可以主动采集而不被观测对象察觉，非接触优势。应用场景：1）企业、住宅安全和管理。2）电子护照及身份证。3）公安、司法和刑侦；虹膜识别，其有活体检测性，防伪性，即用照片、录像、尸体的虹膜代替活体虹膜会被检测出来，唯一性，稳定性，非接触性等特点。应用场景：1）社保生存认证；2）司法安检等；指静脉识别，抗干扰性好，准确率高，安全便捷，相比于指纹，不被表皮粗糙和外部环境影响，且具有活体检测特性。应用场景：1）应用于政府机构：2013年度全国专业技术人员的外语等级考试全面推广指静脉识别技术；2）应用于智能楼宇系统；3）应用于监狱门禁：利用指纹，越狱罪犯能通过割手指的方法脱逃，所以，监狱的指纹识别已不能满足管理要求，因而指静脉识别技术成功应用到门禁系统，必须是活体，识别率高。如图1.2，(a)指纹；(b)人脸；(c)掌纹；(d)虹膜；(e)指静脉。图1.2生物特征应用图Fig1.2Theproductsbasedonbiometricrecognition
第一章绪论41.2可撤销生物特征模板概述1.2.1研究目的和意义随着低成本，高精度传感和计算设备的出现以及对安全性日益增长的需求，生物识别技术在日常生活中迅速发展和扩散，“生物特征信息的安全性”已经变得和“确保安全使用生物特征信息”一样重要和必要。考虑到生物特征涉及的隐私问题，在过去的二十年中已经研发了生物特征模板保护方案。Ratha首次提出了可撤销生物特征模板保护，并给出了生物特征识别系统识别环节及攻击点。如下图1.3所示。图1.3生物特征识别系统攻击点Fig1.3Attackpointsofbiometricrecognitionsystem由上图1.3可知，从采集生物特征到应用生物特征作为识别，每一个环节都可能遭受外界攻击。其中，1）传感器：采集生物特征信息。可以通过伪造真实的生物特征，获取到虚假生物特征；2）特征提取器：对采集到的特征提取关键特征信息。重放攻击，攻击者利用网络监听或者其他方式盗取认证凭据，再把它重新发给认证服务器。重写特征提取器，更改特征提取器为攻击者期望生成的生物特征向量；3）匹配器：对受试者生成的特征向量与已经训练过的特征向量数据集匹配的过程。模拟特征向量攻击，攻击者通过特殊手段伪造特征向量，发送到匹配器。重写匹配器，攻击者修改匹配器中的匹配系数，提高入侵匹配成功的概率。信道干扰攻击，攻击数据库集与匹配器之间的连接信道，使用户在匹配阶段匹配攻击者连接的特征模板集；4）模板数据库：存储提取的生物特征模板。模板数据库攻击，修改模板数据库中的特征模板或者添加删除模板数据库中的模板；5）应用装置：重写结果攻击，通过恶意篡改匹配器之后的识别结果，来直接攻击应用程序。目前应用的生物特征识别方案没有能够完全避免这八个攻击点的，而任何一个攻击
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于边缘检测加权引导滤波的指静脉图像增强算法[J]. 曹伟,王华彬,石军,余锐,陶亮. 激光与光电子学进展. 2017(02)
[2]基于细节点邻域信息的可撤销指纹模板生成算法[J]. 许秋旺,张雪锋. 自动化学报. 2017(04)
[3]基于线特征韦伯局部描述子的掌纹识别[J]. 罗月童,赵兰英,贾伟,顾靖,薛峰. 中国图象图形学报. 2016 (02)
[4]生物特征识别技术综述[J]. 孙冬梅,裘正定. 电子学报. 2001(S1)
博士论文
[1]可撤除掌纹识别与认证技术研究[D]. 冷璐.西南交通大学 2012
本文编号：3276028
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