[發(fā)明專利]基于量子模糊承諾的指紋生物特征認(rèn)證方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210258629.7
• 申請(qǐng)日: 2012-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN102750529A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹東;朱成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

1.一種基于量子模糊承諾的指紋生物特征認(rèn)證方法,其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、指紋生物特征注冊(cè)階段，具體步驟如下：

步驟(1)，采集用戶指紋特征圖像，對(duì)用戶指紋特征圖像進(jìn)行預(yù)處理、二值化后得到與糾纏輔助量子糾錯(cuò)碼的碼字同構(gòu)的用戶注冊(cè)指紋樣本|φ>，該樣本|φ>為正交基{|0>,|1>}上的n位量子比特序列，其中n為正整數(shù)；

步驟(2)，隨機(jī)選取正交基{|0>,|1>}上的k位量子比特序列|k_j>，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過糾纏輔助量子糾錯(cuò)碼將該量子比特序列|k_j>編碼為該碼字是正交基{|0>,|1>}上與樣本|φ>同長(zhǎng)度的量子比特序列，且其中量子比特|1>總數(shù)大于糾纏輔助量子糾錯(cuò)碼的糾錯(cuò)能力t，其中k、j均為正整數(shù)，下標(biāo)L為邏輯態(tài)logic；

步驟（3），構(gòu)造模糊承諾集{Q_He(|k_j>),△_e}，具體如下：

a，將量子哈希函數(shù)Q_He:{|0>,|1>}ⁿ→{|0>,|1>}^m作用于量子比特序列|k_j>得到量子散列值Q_He(|k_j>)，其中m為正整數(shù)；

b，將用戶注冊(cè)指紋樣本|φ>作為承諾證明，計(jì)算糾纏輔助量子糾錯(cuò)碼的任意錯(cuò)誤算子E₁,E₂,…E_i,…,E_τ∈E_e作用承諾證明|φ>得到模糊證明集：{E₁|φ>,E₂|φ>,…,E_i|φ>,…,E_τ|φ>}；其中，E_e代表錯(cuò)誤算子集合，i、τ均為正整數(shù)，τ代表錯(cuò)誤算子的總數(shù)；

c，計(jì)算承諾證明|φ>與步驟（2）所述編碼后的量子比特序列的廣義模糊距離△_e為糾纏輔助量子糾錯(cuò)碼中的廣義模糊距離；

d，采用量子散列值Q_He(|k_j>)、廣義模糊距離△_e構(gòu)成模糊承諾集{Q_He(|k_j>),△_e}；

步驟(4)，由密鑰生成算法KeyGen(|k_j>)計(jì)算得到密鑰對(duì){PriK(|k_j>),PubK(|k_j>)}，然后將{PriK(|k_j>),PubK(|k_j>)}∪{Q_He(|k_j>),△_e}作為用戶注冊(cè)信息集存儲(chǔ)在認(rèn)證方計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中；其中，PriK(|k_j>)、PubK(|k_j>)分別表示密鑰生成算法KeyGen(|k_j>)根據(jù)種子|k_j>生成的私鑰和公鑰；

步驟二：認(rèn)證階段，具體實(shí)施步驟如下：

步驟(5)，用戶提供認(rèn)證指紋樣本|φ′>給認(rèn)證方計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，認(rèn)證方計(jì)算機(jī)系統(tǒng)嘗試打開模糊承諾集{Q_He(|k_j>),△_e}；如果打開成功，則獲得量子比特序列|k_j>，如果打開失敗則返回繼續(xù)提供認(rèn)證指紋樣本，持續(xù)若干次失敗中止認(rèn)證；

步驟(6)利用量子比特序列|k_j>從密鑰生成算法KeyGen(|k_j>)獲得密鑰對(duì){PriK(|k_j>),PubK(|k_j>)}；

步驟(7)，認(rèn)證方計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)送給用戶方一個(gè)隨機(jī)消息Messa，用戶方利用獲得的私鑰PriK(|k_j>)對(duì)該隨機(jī)消息Messa實(shí)施簽名Decry[PriK(|k_j>),Messa]=ξ并提交認(rèn)證方計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；其中Decry[PriK(|k_j>),Messa]表示利用私鑰PriK(|k_j>)解密消息Messa；

步驟(8)，認(rèn)證方計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用加密算法Encry[·]對(duì)比驗(yàn)證Encry[PubK(|k_j>),ξ]與隨機(jī)消息Messa是否相同，若完全相同則驗(yàn)證通過，其中Encry[PubK(|k_j>),ξ]表示利用公鑰PubK(|k_j>)對(duì)消息ξ加密。