基于生物特征的匿名身份認(rèn)證研究.pdf

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

2、物特征信號(hào)是一般比較穩(wěn)定，并且與個(gè)人的身份信息緊密關(guān)聯(lián)，一旦泄露其廣泛的部署將會(huì)嚴(yán)重地破壞用戶的隱私權(quán)。目前已有的生物認(rèn)證系統(tǒng)還不能實(shí)現(xiàn)用戶的匿名認(rèn)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(rèn)證(AnonymousBiometric Identity Authentication，ABIA)系統(tǒng)來(lái)保護(hù)用戶身份特征信息。與傳統(tǒng)生物認(rèn)證系統(tǒng)相比，匿名系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)認(rèn)證安全和通信保密的同時(shí)能夠有效防止協(xié)議參與者在交互的過(guò)程中造成

3、的身份信息泄露，進(jìn)而保護(hù)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(shù)（Homomorphic Encryption，HE）來(lái)保護(hù)用戶真實(shí)身份信息。為了使同態(tài)加密協(xié)議能夠更好地應(yīng)用于大型生物特征數(shù)據(jù)庫(kù)，本文提出了k匿名量化框架(k-Anonymous Quantization，kAQ)來(lái)均衡系統(tǒng)的有效安全性與計(jì)算復(fù)雜性。該方法通過(guò)參數(shù)k來(lái)限定系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中不同等級(jí)用戶信息的掌握，利用k來(lái)控制計(jì)算復(fù)雜性和系統(tǒng)安全性之間的均衡度。kAQ通過(guò)

4、一個(gè)常量時(shí)間表來(lái)查找確定k個(gè)用戶，然后運(yùn)行基于同態(tài)加密的匹配協(xié)議實(shí)現(xiàn)最終匹配。kAQ能夠在保證認(rèn)證精度的前提下有效降低系統(tǒng)的檢索匹配時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了更強(qiáng)的安全性、用戶匿名性以及合理的計(jì)算消耗。
　　通過(guò)對(duì)提取出來(lái)的人臉數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明了本文在實(shí)現(xiàn)用戶匿名性的前提下很好地保證了系統(tǒng)的認(rèn)證效率，能夠有效的保護(hù)用戶的私密信息，實(shí)現(xiàn)真正的匿名。本文的主要貢獻(xiàn)是提出了一個(gè)強(qiáng)安全性的匿名生物認(rèn)證方案，并設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)用的匿名生物認(rèn)證系統(tǒng)。真正實(shí)現(xiàn)了