[发明专利]基于量子图态的指纹认证方法

说明书

本发明公开了一种基于量子图态的指纹认证方法，应用于客户端系统获取指纹信息，并将完整指纹细节点信息加密成编码序列信息后发送至服务器，服务器解密并获取的指纹序列信息，通过对量子编码图态的稳定子操作来判断指纹点信息是否与存储的用户指纹信息一致，并将判断结果反馈给客户端，若是，指纹信息认证成功，若否，指纹信息认证失败等待新的指纹认证。用于指纹身份验证过程中通信双方之间验证合法身份。

技术领域

本发明属于量子通信技术领域，涉及一种基于量子图态的指纹认证方法。

背景技术

随着计算机网络技术的快速发展，信息的传递、获取和发布已经渗入到日常生活中。因此，各类信息泄露以及非法获取信息的事件不断发生。计算机密码是指建立在香农保密通信理论基础和计算复杂性基础上以计算机或计算机网络的计算能力来保证其安全性的密码系统。计算机密码学中的保密算法往往基于计算复杂度和不可破解的数学问题，目前使用最多的加密算法DES、AES、RSA、ECC等。

目前提出的量子计算机能够大幅缩短提取用户所需信息的时间，可以在几天内解决传统计算机会花费数百万年才能处理的数据，量子计算机的出现对计算机密码系统的安全性有着致命的打击。

量子信息科学技术是量子力学和计算机科学技术相结合发展起来的交叉科学，采用量子态作为信息的载体，在通信和计算机等科学领域有巨大的优势和光明的前景。量子密码技术是密码学与量子力学结合的产物，其安全性由取决于量子力学两大基本原理，即海森堡测不准定理(the Heisenberg uncertainty principle)和不可克隆原理(thequantum no-cloning theorem)。量子图态是一种多组分量子纠缠态，可以用顶点集合和边集合组成数学图形来表述。图态是量子计算模型特定的算法资源,是在量子纠错码中稳定子码的子集,也是构造量子纠错码的方法之一。图态自提出以来，一直是研究量子计算、量子纠错、量子密码技术的重要工具。

指纹认证技术是信息安全的核心技术之一，指纹认证技术是把用户同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证其真实身份。其原理在于每个人指纹纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，具有唯一性和稳定性。生物指纹特征是现实生活中的广泛应用使得人们对于其带来的安全性和隐私性问题越来越关注。

综合以上分析我们发现，量子计算的强大计算机能力能攻破很多数学问题，目前的指纹认证算法大多数面临很大威胁，将量子图态与指纹认证技术结合，利用量子计算来对指纹信息进行认证，可由量子特有物理性质保证算法的无条件安全，因而设计这样一种安全可靠的验证算法是很有必要的

发明内容

为实现上述目的，本发明提供一种基于量子图态的指纹认证方法，解决了安全指纹认证系统中经典认证算法导致的信息泄露问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于量子图态的指纹认证方法，按照以下步骤进行：

步骤S1：指纹图像采集；

接受用户输入的指纹图像，提取指纹上的细节点，对指纹图像进行数字化处理，将指纹细节点编码成由{0,1}组成的n位二进制序列；

步骤S2：申请量子密钥；

客户端收到指纹图像后立即向服务器发送密钥申请请求，服务器利用量子信道发送加密后的量子ID密钥给发送申请请求的客户端，即服务器与客户端共享该量子ID密钥；

步骤S3：加密指纹信息；

客户端将用户输入的指纹信息与ID密钥绑定，生成辅助数据；

步骤S4：客户端将辅助数据发送至服务器，服务器利用ID密钥解密出指纹信息；

步骤S5：服务器将解密出来的指纹信息与指纹数据库中存储的用户指纹信息进行指纹匹配验证；