基于生物特征的匿名身份認證研究.pdf

1、生物特征認證技術作為一種身份認證手段，已經(jīng)有了廣泛的應用。如指紋識別考勤系統(tǒng)等。生物特征身份認證系統(tǒng)根據(jù)用戶的生物生理結(jié)構特征和行為模式特征來進行身份認證，例如指紋、人臉、聲紋、掌紋和聲音等。因為這些生物特征在生理和行為上直接關聯(lián)用戶，冒充和截獲特征難度很大，所以對比傳統(tǒng)的密碼判別方式，生物特征識別是一種自然的更可靠的認證方式。因此，相比較于傳統(tǒng)的基于密碼的身份認證系統(tǒng)，采用最新生物特征識別技術的身份認證系統(tǒng)能夠提供更好的安全性。但是生

2、物特征信號是一般比較穩(wěn)定，并且與個人的身份信息緊密關聯(lián)，一旦泄露其廣泛的部署將會嚴重地破壞用戶的隱私權。目前已有的生物認證系統(tǒng)還不能實現(xiàn)用戶的匿名認證。
　　本文提出了能夠?qū)崿F(xiàn)用戶匿名的匿名生物特征身份認證(AnonymousBiometric Identity Authentication，ABIA)系統(tǒng)來保護用戶身份特征信息。與傳統(tǒng)生物認證系統(tǒng)相比，匿名系統(tǒng)在實現(xiàn)認證安全和通信保密的同時能夠有效防止協(xié)議參與者在交互的過程中造成

3、的身份信息泄露，進而保護用戶的隱私。該系統(tǒng)采用了基于協(xié)議的同態(tài)加密技術（Homomorphic Encryption，HE）來保護用戶真實身份信息。為了使同態(tài)加密協(xié)議能夠更好地應用于大型生物特征數(shù)據(jù)庫，本文提出了k匿名量化框架(k-Anonymous Quantization，kAQ)來均衡系統(tǒng)的有效安全性與計算復雜性。該方法通過參數(shù)k來限定系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫中不同等級用戶信息的掌握，利用k來控制計算復雜性和系統(tǒng)安全性之間的均衡度。kAQ通過

4、一個常量時間表來查找確定k個用戶，然后運行基于同態(tài)加密的匹配協(xié)議實現(xiàn)最終匹配。kAQ能夠在保證認證精度的前提下有效降低系統(tǒng)的檢索匹配時間，實現(xiàn)了更強的安全性、用戶匿名性以及合理的計算消耗。
　　通過對提取出來的人臉數(shù)據(jù)進行實驗證明了本文在實現(xiàn)用戶匿名性的前提下很好地保證了系統(tǒng)的認證效率，能夠有效的保護用戶的私密信息，實現(xiàn)真正的匿名。本文的主要貢獻是提出了一個強安全性的匿名生物認證方案，并設計了一個實用的匿名生物認證系統(tǒng)。真正實現(xiàn)了