[发明专利]一种基于指纹与人脸特征级融合的模糊金库实现方法

权利要求书

1.一种基于指纹与人脸特征级融合的模糊金库实现方法，其特征在于如下步骤：

步骤1.1利用Diffie-Hellman算法，将经过离散对数计算的指纹细节点特征和经过生物哈希及离散对数计算的人脸PCA特征在特征级融合为一个特征集合；

步骤1.2利用模糊金库上锁算法，将密钥信息与得到的融合特征集合进行绑定，生成指纹与人脸特征级融合的模糊金库；

步骤1.3验证查询指纹，将经过验证的查询指纹与查询人脸在特征级融合，利用融合特征从指纹与人脸特征级融合的模糊金库中恢复密钥；

步骤1.1所述的利用Diffie-Hellman算法，将经过离散对数计算的指纹细节点特征和经过生物哈希及离散对数计算的人脸PCA特征在特征级融合为一个特征集合，具体如下：

步骤2.1提取注册指纹图像A的细节点特征其中为第i个指纹细节点，和分别表示该细节点的横坐标、纵坐标、方向和细节点类型，一共是N_A个注册指纹细节点；

步骤2.1.1选定有限乘法群和其上的一个生成元g，其中p为大素数，p＝65537，生成元g＝3；遍历i＝1到N_A，计算：其中“||”表示二进制串接运算，即十进制计算：由此得到

步骤2.1.2以F_A中的元素为基准点由几何哈希技术生成哈希表E_A，将F_TA中的点对应地替换哈希表E_A中作为基准点的用经离散对数计算得到的替换从而生成注册哈希表E_TA；

步骤2.2提取注册人脸图像B的前N_B维PCA特征表示第j维特征，N_B＝128；

步骤2.2.1生成随机矩阵其中R～N(0,1)；设定阈值τ，τ＝200；利用生物哈希技术，计算F_B′＝RF_B，得到根据量化公式(1)对进行量化，从而得到其中

步骤2.2.2对F_RB进行分组，从左到右每8bits为一组，将每组二值序列转换为十进制得到其中N_B＝8·N′_B；遍历j＝1到N′_B，计算：得到

步骤2.3根据Diffie-Hellman算法在特征级对指纹特征与人脸特征进行融合，运算环境为有限乘法群和其上的生成元g；

步骤2.3.1对于每个在F_VB中查找与距离最小的元素记为αⁱ，αⁱ∈F_VB；

步骤2.3.2根据公式对和αⁱ在特征级进行融合，从而得到注册融合模板

2.如权利要求1所述的一种基于指纹与人脸特征级融合的模糊金库实现方法，其特征在于步骤1.2所述的利用模糊金库上锁算法，将密钥信息与得到的融合特征集合进行绑定，生成指纹与人脸特征级融合的模糊金库，具体如下：

步骤3.1将待保护的密钥信息S添加CRC循环冗余校验码得到S_CRC，按每16bits为一组分为d+1组，转为十进制，令每组作为系数构造最高次为d的多项式P(x)：P(x)＝δ_dx^d+δ_d-1x^d-1+…+δ₁x+δ₀(modp)，多项式最高次d根据密钥长度取值范围在7到10；

步骤3.2将中的作为多项式输入值x带入多项式P(x)中，得到模糊金库真实点

步骤3.3随机生成杂凑点其中且N_C为杂凑点数量，N_C＞＞N_A，N_C＝300；

步骤3.4将F_L与C合并置乱，最终生成包含真实点集、杂凑点集和模糊金库基本信息在内的指纹与人脸特征级融合的模糊金库FV，其中模糊金库的基本信息包括多项式次数d和模数p。

3.如权利要求2所述的一种基于指纹与人脸特征级融合的模糊金库实现方法，其特征在于步骤1.3所述的验证查询指纹，将经过验证的查询指纹与查询人脸在特征级融合，利用融合特征从指纹与人脸特征级融合的模糊金库中恢复密钥；具体如下：

步骤4.1提取验证指纹W的细节点特征其中N_W为验证指纹细节点的总数；

步骤4.1.1以为基准点由几何哈希技术生成一组验证哈希表，并将这组验证哈希表与注册哈希表E_TA中的所有表项进行匹配，将注册哈希表E_TA中匹配数量最多的表项的基准点添加到指纹候选点集F_TW中；对重复与相同的步骤，获得完整的指纹候选点集一共是N′_W个候选点；

步骤4.1.2若N′_W＞d，遍历i＝1到N′_W，计算：获得并进行下一步；否则，要求用户重新输入查询指纹，当用户被要求输入查询指纹的次数超过3次时，则告知用户验证失败，终止密钥恢复；

步骤4.2读取查询用户的随机矩阵R，由步骤2.2中的方法获取查询人脸Z的经过处理的人脸量化特征其中N_Z＝8·N′_Z；

步骤4.3根据Diffie-Hellman算法，由1.3中方法对指纹特征和人脸特征在特征级融合；最后，获得验证融合模板点集

步骤4.4对每个查找yⁱ∈FV，如果点则将该点添加到解锁集F_UL中，得到一共是N_UL个点，其中分别对应yⁱ；若N_UL＞d，进行下一步；否则，验证失败；

步骤4.5在F_UL中任意选择d+1个点进行组合，对其利用拉格朗日插值公式重构多项式，并使用CRC循环冗余校验码检验重构多项式，若通过检验，则验证成功；否则，选择下一组组合重构多项式；若所有组合都未能通过CRC校验，则验证失败。