[發明專利]一種基于索引自編碼的可撤銷生物特征模板保護方法

有效

• 申請號: 202210928048.3
• 申請日: 2022-08-03
• 公開（公告）號: CN115150192B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 王華彬;馮婭蘭;劉新新;李佳豪;孔捷芳;陶亮
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;H04L9/32;G06V40/12;G06F21/32
• 代理公司: 合肥市澤信專利代理事務所(普通合伙) 34144
• 代理人: 潘飛

1.一種基于索引自編碼的可撤銷生物特征模板保護方法，其用于對用戶的生物特征信息進行采集、處理、保存和應用；其特征在于，所述可撤銷生物特征模板保護方法包括注冊階段和驗證階段兩個部分的內容，注冊階段用于保存各個用戶包含編碼后的可撤銷生物模板的注冊信息，驗證階段用于利用注冊用戶的注冊信息對驗證用戶的請求進行查詢和驗證；

注冊階段和驗證階段具體包括如下過程：

一、注冊階段：

S1：采集注冊用戶的生物特征信息，并生成一個對應的原始生物特征向量x；所述原始生物特征向量x為二進制向量；

S2：獲取一個隨機二進制向量；所述隨機二進制向量作為加密生物特征信息的密鑰r；

S3：采用自定義的索引自編碼操作對注冊用戶的原始生物特征向量x以及所述密鑰r進行編碼；進而得到所需的可撤銷模板m和密文t；其中，所述索引自編碼操作的處理步驟如下：

(Ⅰ)根據預設的擴大系數n對所述原始生物特征向量x進行復制擴展操作，進而得到一個擴增序列

(Ⅱ)根據預設的窗口大小k，通過滑動窗口跳位取值操作對所述擴增序列中的各個元素進行處理；將所述擴增序列轉換為一個對應的子位塊序列

(Ⅲ)將所述子位塊序列中的各個元素轉換成十進制，進而得到一個十進制序列(Ⅳ)利用哈希函數對所述十進制序列進行變換，進而生成兩個相應的實值向量，具體包括一個整數向量一y₁和一個整數向量二y₂；

所述哈希函數的表達式如下：

其中，和y_1i中的下標i分別表示十進制序列和整數向量一y₁中對應位置的元素的編號；和y_2j中的下標j分別表示十進制序列和整數向量二y₂中對應位置的元素的編號；h為原始生物特征向量的長度；hn表示擴大系數和原始生物特征向量的長度的乘積；

(Ⅴ)生成兩個長度與整數向量一y₁和整數向量二y₂長度相同的全零序列；

(Ⅵ)然后分別利用整數向量一y₁和整數向量二y₂為索引對全零向量進行置位操作，進而得到兩個二值序列w₁和w₂；

(Ⅶ)將其中一個二值序列w₁和密鑰r進行異或操作，得到所需的注冊用可撤銷模板m；并將另一個二值序列w₂和密鑰r進行異或操作，得到的隨機二進制向量作為密文t；

S4：以所述密文t和所述可撤銷模板m作為該用戶注冊信息C，C＝(t，m)，并將用戶的注冊信息C存儲在一個用于保存用戶注冊信息的數據庫中；

二、驗證階段

S01：采集驗證用戶的生物特征信息，并生成當前用戶的原始生物特征向量x′；當前用戶的原始生物特征向量x′為二進制向量；

S02：從數據庫中提取注冊用戶的注冊信息C，包括注冊用可撤銷模板m及其對應的密文t；

S03：以密文t作為驗證階段輸入的密鑰r，再采用自定義的索引自編碼操作對驗證用戶的原始生物特征向量x′以及所述密文t進行編碼；得到當前用戶的驗證用可撤銷模板m′；

S04：將當前用戶的驗證用可撤銷模板m′與注冊用戶的注冊用可撤銷模板m進行匹配，并根據匹配結果作出如下決策：

(1)當匹配成功時，則判定當前用戶通過驗證，屬于已注冊用戶；

(2)當匹配失敗時，則判定當前用戶未通過驗證，不屬于已注冊用戶。

2.如權利要求1所述的基于索引自編碼的可撤銷生物特征模板保護方法，其特征在于：在所述索引自編碼操作中，原始生物特征向量x∈[0,1]^h，其中，h為原始生物特征向量的長度；復制擴增操作是以擴大系數n-1為操作次數，將原始向量依次復制在原向量之后，得到一個長度擴增至n倍的向量；原始生物特征向量x的擴增序列

3.如權利要求2所述的基于索引自編碼的可撤銷生物特征模板保護方法，其特征在于：在所述索引自編碼操作中，滑動窗口跳位取值操作對擴增序列中的各個元素依次進行處理，并得到該元素對應的子位塊進而得到擴增序列的子位塊序列其中，所述滑動窗口跳位取值操作的處理公式如下：

上式中，“|”表示連接操作；k即為預設的窗口大小。