生物特征加密技術(shù)是當(dāng)前信息安全領(lǐng)域全新的課題，它是基于生物特征識(shí)別和加密學(xué)技術(shù)的相互結(jié)合而發(fā)展的，是未來(lái)信息安全領(lǐng)域一個(gè)重要研究課題。那么我們今天就來(lái)和大家分享一下生物特征加密技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。

一、生物特征加密技術(shù)背景介紹

近年來(lái)，可靠的身份識(shí)別與認(rèn)證需求正在世界范圍內(nèi)穩(wěn)步增長(zhǎng)，生物識(shí)別通常被視為終極解決方案，在全球許多國(guó)家的公眾安防、銀行等敏感行業(yè)中得到廣泛推崇和應(yīng)用。但暴露出來(lái)的隱私性和安全性問(wèn)題引起人們的關(guān)注。

當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)生物特征識(shí)別技術(shù)存在安全隱患時(shí)，一種生物特征識(shí)別技術(shù)和密碼技術(shù)相結(jié)合的生物特征加密技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。生物特征加密技術(shù)是將密鑰和生物特征安全結(jié)合到一起的過(guò)程，使得密鑰和生物特征本身都不能夠從系統(tǒng)存儲(chǔ)的模板中獲取到，當(dāng)且僅當(dāng)活體生物特征提交給系統(tǒng)時(shí)密鑰才會(huì)重新生成。

二、生物特征加密技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

目前為止，生物特征加密技術(shù)相關(guān)的研究工作主要集中在國(guó)外一些科研結(jié)構(gòu)，國(guó)內(nèi)也有少數(shù)單位進(jìn)行了探索性的研究。

1、國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

生物特征加密技術(shù)最早由Bodo于1994年在一項(xiàng)專(zhuān)利中提出。最初完整定義生物特征加密技術(shù)概念的是Tomko。

Soutar提出了一種生物特征加密算法版本。在一個(gè)數(shù)字化的環(huán)境下完成，使用傅立葉處理來(lái)補(bǔ)償指紋圖像的位移變換。

Bjoiti做了一個(gè)類(lèi)似生物特征加密的處理過(guò)程。提出一種方法：將很多幽靈般的點(diǎn)加到指紋的細(xì)節(jié)模板中來(lái)隱藏真正的細(xì)節(jié)，這些點(diǎn)被打亂產(chǎn)生一個(gè)密鑰。

Davida提出了一種“私有模板”策略。生物模板本身或者推導(dǎo)值，被用來(lái)作為加密密碼。使用一種錯(cuò)誤糾正碼來(lái)補(bǔ)償小量波動(dòng)。

Monrose提出了一種“生物特征強(qiáng)化密碼”的概念。處理的內(nèi)容有擊鍵動(dòng)力學(xué)模型和語(yǔ)音識(shí)別。

Tuels提出了一種模糊承諾策略。生物特征模板被假定為一個(gè)有序位串形式，和錯(cuò)誤糾正碼的編碼做異或運(yùn)算形成密鑰。

Janbandhu直接從生物特征模板形成生物特征簽名。使用了標(biāo)準(zhǔn)加密算法，如rsa和dsa加密算法，密鑰能夠改變。

生物特征加密技術(shù)發(fā)展的一個(gè)里程碑是2002年Juels和Sudan提出的“模糊金庫(kù)”策略，以及后來(lái)的Clancy完成的相關(guān)工作。這種策略在無(wú)序串形式的指紋細(xì)節(jié)模板中得到實(shí)現(xiàn)。模板即是打開(kāi)存儲(chǔ)秘密信息的模糊金庫(kù)的鑰匙。模糊金庫(kù)采用多項(xiàng)式編碼和錯(cuò)誤糾正建立。干擾點(diǎn)被加到隱藏真正細(xì)節(jié)的金庫(kù)中。

Kevenaar提出了一些生物特征技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，如一些服務(wù)通道訪問(wèn)，對(duì)于生物特征電子護(hù)照的三路核對(duì)等。

Hao對(duì)虹膜識(shí)別應(yīng)用模糊承諾策略。對(duì)于一個(gè)限定于生物特征的140位密碼，F(xiàn)RR僅僅0.47％，F(xiàn)AR＝0。這是迄今為止生物特征加密技術(shù)策略最好的結(jié)果。需要強(qiáng)調(diào)的是模糊承諾策略需要生物特征模板是隨機(jī)的，而虹膜模板實(shí)際不是這樣的。這種非隨機(jī)性將被潛在的攻擊者開(kāi)發(fā)利用。

2、國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

李瓊基于虹膜圖像進(jìn)行了生物特征加密技術(shù)的探索性研究引。基于模糊委托算法，提出了一種模糊密鑰綁定算法。

常郝基于手寫(xiě)簽名生成密鑰的方法進(jìn)行了研究 。基于多態(tài)離散化算法思想，通過(guò)離散傅立葉變換對(duì)簽名位置和速度信息進(jìn)行變換和可分性分析。提出了密鑰生成算法策略。

最近，田捷發(fā)表了“生物特征加密技術(shù)概述”的報(bào)告，系統(tǒng)闡述了生物特征加密技術(shù)的發(fā)展背景和主要技術(shù)。

2007年，馮登國(guó)研究員就生物鑒定和密碼學(xué)技術(shù)發(fā)展作了主題報(bào)告。報(bào)告從生物特征加密技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、國(guó)際研究熱點(diǎn)以及潛力應(yīng)用等方面較為系統(tǒng)的闡述。表明國(guó)內(nèi)相關(guān)密碼學(xué)的研究人員開(kāi)始注意到生物特征加密技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。生物特征加密技術(shù)研究還停留在理論論證階段。

相當(dāng)多的典型加密算法正被研究人員應(yīng)用到不同的生物特征上進(jìn)行驗(yàn)證并加以改進(jìn)，同時(shí)不斷有一些新的算法思想的提出。

在實(shí)際產(chǎn)品方面，迄今為止，僅有飛利浦公司開(kāi)發(fā)的基于人臉的加密系統(tǒng)問(wèn)世。

三、生物特征加密技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

單純的生物識(shí)別技術(shù)和加密技術(shù)的發(fā)展，由于受到技術(shù)因素之外的影響已經(jīng)出現(xiàn)止步不前的現(xiàn)象，兩項(xiàng)技術(shù)的綜合應(yīng)用前景還是非常的樂(lè)觀。

當(dāng)前生物特征加密技術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì)是分別從生物特征和加密學(xué)來(lái)建設(shè)相關(guān)基礎(chǔ)理論，以及融合兩者的相關(guān)算法策略，從而為進(jìn)一步的應(yīng)用開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。首先，生物特征本身是否具有足夠的平均信息量來(lái)綁定／生成足夠長(zhǎng)的密鑰有待進(jìn)一步研究。如何選擇生物特征以及特征提取技術(shù)將是研究的主要內(nèi)容。多模式生物特征融合也將是研究的焦點(diǎn)。其次，從加密學(xué)角度來(lái)證明生物特征加密技術(shù)的安全性也是研究的主要內(nèi)容。

生物特征加密技術(shù)自出現(xiàn)以來(lái)，一直伴隨著懷疑和否定的聲音。這也促進(jìn)了生物特征加密技術(shù)不斷前進(jìn)。最后，結(jié)合具體生物特征，設(shè)計(jì)安全性能強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，用戶(hù)接受程度高的生物特征加密算法策略將是生物特征加密技術(shù)研究中的重中之重。

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