[发明专利]用户生物特征信息认证方法及系统

说明书

本发明公开了一种用户生物特征信息认证方法及系统，利用无源RFID标签数据进行用户验证的双因素认证系统，系统首先验证用户的密码，然后识别用户的生物特征进行认证。本发明提出的方法对密码的识别可以达到较高的准确率(平均达到96.9％以上)和用户验证准确率(平均92.8％以上)。

技术领域

本发明涉及模式识别领域，特别是一种用户生物特征信息认证方法及系统。

背景技术

随着现代高新技术的发展，对人员管理的手段越来越丰富，安全问题越来越受到人们的关注。各行业及个人对安全、保密、隐私的需求愈发强烈，用户验证技术显得尤为重要。用户验证的目的是验证一个用户是否确实是注册在系统中的合法用户。它在许多应用程序中是一项至关重要的任务，例如对区域或事件的访问控制、电子支付等。

身份鉴别的方法主要有三类：(1)信息，如口令或密码；(2)持有物，如各类证件或ID卡；(3)生理特征或行为特征，如指纹、手形、声音、虹膜等。

第一，基于信息的方法旨在使用传统的加密算法执行身份验证，并使用加密技术保护标签免受非法访问[4-8]。这种方法大多需要修改商用通信协议或标签硬件，难以应用于轻量级无源标签。无源设备有限的计算能力限制了诸如散列和加密等加密算法的执行。事实上，商用现货(COTS)无源RFID标签不支持强加密操作，目前的UHF标签没有加密能力。

第二，基于持有物的方法是利用反映在反向散射信号中的标签的电路特性差异来识别和验证标签。一种基于物理层信号的读写器认证解决方案，即仲裁器(Arbitrator)[9]，可以有效地防止对标签的非法访问。Han等人提出了一种新的基于内部相似性的物理层识别系统GenePrint[10]。Yang使用额外的相位偏移作为一种新的指纹，称为Tagprint[11]，用于识别一对读写器和标签。Chen等人提出了一种名为Eingerprint的新型指纹[12]，EingerPrint使用存储在标签电路中的电能作为指纹，用于商品RFID系统中的无源标签认证。Wang等人提出了一种验证方法Hu-Fu[13]，作者观察到两个相邻标签之间的电感耦合现象[14，15]，当两个标签放在一起并产生耦合效应时，就可以达到验证的目的。

第三，前两种传统方法是对用户的间接验证，这些解决方案的目标是验证设备本身(即标签)，其本质特征导致其存在不可避免的缺陷，加密算法可能被攻击或标签可能被攻击者窃取，系统的安全性无法得到保证。近年来，主流的用户身份验证方法都是基于不同的生物特征或行为特征(如指纹、人脸、声音等)进行身份识别。与传统认证技术相比，生物特征认证技术(尤其是指纹认证)因其普适性、唯一性、持久性和防伪等特点，提供了更优异的认证性能。RF-Mehndi[16]使用标签的物理特征和持有者的生物特征来验证标签阵列的用户有效性。当用户触摸个人卡上的金属导体时，结合标签的物理层信息和用户的身体阻抗实现验证。虽然RF-Mehndi结合了标签的物理特征和用户生物特征信息，但仍然无法摆脱个人卡的影响，个人卡仍然会丢失，给用户带来麻烦。

本发明所用到的名词解释如下：

相位：相位是某一物理量随着时间(或位置)作余弦(或正弦)变化时，决定该量在任一时间(或位置)状态的一个数值。对于一个波而言，相位反映了在特定的时刻波在其周期循环中的位置，是一种波是否在波峰、波谷或它们之间的某点的标度，也是描述信号波形变化的度量，通常以度(角度)作为单位，也称作相角。当信号波形以周期的方式变化时，波形循环一周即为360°。

Impinj商用设备：Impinj是全球领先的超高频Gen 2RFID解决方案供应商。基于公司的先进技术与业界诸多合作伙伴一起推出众多的产品和解决方案，包括高性能的标签芯片，读写器，读写器芯片，软件，天线和系统集成。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种用户生物特征信息认证方法及系统，提高用户认证识别准确率。