傳統(tǒng)的指紋識別系統(tǒng)大部分采用細(xì)節(jié)點(diǎn)作為識別特征，并且將細(xì)節(jié)點(diǎn)的位置、方向等信息直接存儲(chǔ)到模板中用于對比，隨著破解技術(shù)與硬件攻擊的發(fā)展，整個(gè)指紋特征識別系統(tǒng)就有可能*暴露在黑客的攻擊范圍內(nèi)，從而使用戶身份的安全性和隱私性受到威脅。指紋特征不像口令和密鑰丟失后可以重置，指紋特征的丟失是*性的丟失，因此指紋特征模板保護(hù)在指紋認(rèn)證系統(tǒng)中占有很重要的一步。一個(gè)理想的指紋模板保護(hù)方案需滿足四個(gè)要求：多樣性、可撤銷性、安全性、可行性。
目前指紋特征模板保護(hù)方法大致可分為四類[2]：Salting、模板形變技術(shù)、密鑰綁定、密鑰生成。Salting方案采用可逆變換導(dǎo)致攻擊者容易恢復(fù)出原始指紋信息。模板形變技術(shù)采用不可逆變換，但是不可逆變換函數(shù)很難構(gòu)造，在實(shí)際中很難實(shí)施。由于來自于同一枚指紋的不同指紋圖像的指紋特征不一定相等，只能相似，因此很難生成穩(wěn)定的密鑰，從而密鑰生成不可靠。密鑰綁定是將指紋特征與密鑰結(jié)合，相比之下密鑰綁定要更安全、穩(wěn)定。目前，密鑰綁定方案中zui為流行的是模糊金庫算法，模糊金庫算法是指紋特征加密領(lǐng)域zui為經(jīng)典的實(shí)用化方案，很多研究者的工作都是基于這個(gè)方案進(jìn)行的。
Juels[3]等人提出的模糊金庫算法是指紋加密技術(shù)的里程碑。Ratha[4]等提出了三種可撤銷模板的指紋模糊金庫算法，分別利用笛卡爾坐標(biāo)變換、極坐標(biāo)變換、不可逆變換函數(shù)來實(shí)現(xiàn)模板的變換，該文從理論上進(jìn)行了闡述和證明，但是沒有實(shí)踐過。Nagar[5]等提出了將FuzzyVault與細(xì)節(jié)點(diǎn)特征描述符相結(jié)合的可撤銷指紋模板算法，但由于細(xì)節(jié)點(diǎn)特征描述符包含脊線方向和頻率，而這兩個(gè)因素會(huì)隨著圖像質(zhì)量而有所不同，從而導(dǎo)致zui終解鎖能力降低。Lee[6]將細(xì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行形變后用口令將其加密并作為模板被存儲(chǔ)，該算法是模板形變法，且沒有考慮指紋圖像縮放情況，在實(shí)際中，在線獲取指紋圖像時(shí)縮放是很常見的情況。本文則將文獻(xiàn)[6]的方法進(jìn)行了改進(jìn)并與模糊金庫算法相結(jié)合——基于細(xì)節(jié)點(diǎn)形變的模糊金庫算法，其流程圖見圖1。
結(jié)束語
將密碼與指紋特征相結(jié)合，可以很好的保護(hù)指紋特征模板，其現(xiàn)今比較流行的方案是模糊金庫方案，但是其容易受到黑客的各種攻擊。本文在模糊金庫的基礎(chǔ)上，提出一種安全性更高的模糊金庫方案—基于細(xì)節(jié)點(diǎn)形變的模糊金庫方案。該方案采用了新的細(xì)節(jié)點(diǎn)匹配法，并且能夠很好的抵抗黑客的攻擊，攻擊者永遠(yuǎn)無法通過金庫獲取指紋特征信息。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本文方案在一定程度上降低了錯(cuò)誤接受率FAR和提高了正確接收率GAR，系統(tǒng)安全性能得到了顯著提高，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
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