[发明专利]一种指静脉融合模糊金库的实现方法

摘要

本发明公开了一种指静脉融合模糊金库的实现方法。本发明具体包括如下步骤：步骤1、融合指静脉A和指静脉B图像上的指静脉骨架信息得到静脉骨架图像C，提取特征点得到一个特征信息集合并提取出其特征信息集合。步骤2、利用上锁算法，将需要保护的密钥与第一步中的特征集合进行绑定，生成指静脉融合模糊金库。步骤3、利用经过验证的查询指静脉A'和B'，融合其指静脉骨架信息得到静脉骨架图像C'，提取特征信息，从指静脉模糊金库中采用解锁算法提取密钥。本发明利用指静脉图像融合生成的模糊金库来实现密钥保护，安全性强、实现效率高，保证只有合法用户在合法指静脉下才能提取到带有CRC校验功能的密钥，保障密钥安全存储的机密性、完整性、可用性。

主权项

1.一种指静脉融合模糊金库的实现方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、融合指静脉A和指静脉B图像上的指静脉骨架信息得到静脉骨架图像C，提取特征点得到一个特征信息集合并提取出其特征信息集合，具体如下：1.1分别对采集到的指静脉A图像和指静脉B图像进行预处理，预处理的过程依次包括ROI提取、校正、归一化、滤波、二值化、细化；对预处理完成后的指静脉A图像和指静脉B图像进行融合，得到静脉骨架图像C，设预处理完成后的指静脉A图像和指静脉B图像上的每一个像素点所对应的值ω_A(i,j)和ω_B(i,j)，则静脉骨架图像C的具体融合的过程为ω_C(i,j)＝ω_A(i,j)∪ω_B(i,j)；1.2对于融合后的静脉骨架图像C，通过两次指静脉细节点训练，提取并处理指静脉信息，得到一组相对稳定的用户融合后的静脉骨架图像C的细节点集合；然后利用几何哈希技术将静脉骨架图像C的细节点注册成一个哈希表1.3然后将得到的每个真实细节点的平面坐标量化，并串接得到一个长度为16的比特串F_C，F_C的范围为[0,2¹⁶‑1]；然后将所有静脉骨架图像C的细节点的数据类型转化为整数，稳定的真实细节点的个数记为N_C；所述的指静脉细节点训练方法如下：将样本静脉骨架图像C依次进行特征配准，配准时不区分细节点类型；两幅样本图像可配准的细节点记为该指静脉的真实细节点，该真实细节点的取值为：取两幅样本图像中的两组坐标值的均值，然后记录该均值为该真实细节点的坐标值；配准好的真实细节点与第三幅样本静脉骨架图像C再次进行特征配准；配准完成后得到相对稳定的真实细节点集合；步骤2利用上锁算法，将需要保护的密钥与步骤1中的特征集合进行绑定，生成指静脉融合模糊金库，具体如下：2.1将待绑定的密钥k进行分块处理，分块处理的规则为从左到右按顺序将待绑定的密钥k划分为m块，每块长度为16比特；并将每块数据类型转化为整数，得到一组范围在[0,2¹⁶‑1]内的整数集合K；2.2根据密钥分块处理产生的块数m，在有限域F_p上构造一个多项式P(x)P(x)＝a₀+a₁x+a₂x²+…+a_mx^m(mod p)   (1)其中，模数p根据经验推荐取值为65537，最高次数m由密钥k长度决定，取值范围为8到16的整数；2.3为待绑定的密钥k添加16比特长度的CRC循环冗余校验码，并将该CRC循环冗余校验码的数据类型转化为整数，得到一个范围在[0,2¹⁶‑1]内的整数；2.4使用步骤2.1中提到的整数集合K与步骤2.3中的得到的CRC循环冗余校验码作为多项式(1)的系数，其中a₀为CRC循环冗余校验码，a₁,...,a_m为待绑定的密钥块，由整数集合K中获取；步骤1.3中得到的稳定的用户指静脉信息集合F_C中的每个真实细节点数据作为多项式输入值x带入多项式(1)中，求得点集{(x,P(x))|x∈F_C}即为模糊金库中的真实点集合；2.5在模糊金库中的真实点集合中添加远远多于真实点集合个数的杂凑点集合，杂凑点集合中的各组元素均随机产生，并要求各组元素与真实点不相等，且各组元素不满足多项式(1)；2.6将真实点集合和杂凑点集合乱置，最终生成一个包含真实点集合、杂凑点集合、模糊金库基本信息在内的指静脉融合模糊金库；所述的模糊金库基本信息包括多项式最高次数m、模数p；步骤3利用经过验证的查询指静脉A'和B'，融合其指静脉骨架信息得到静脉骨架图像C'，提取特征信息，从指静脉模糊金库中采用解锁算法提取密钥，具体如下：3.1通过使用和步骤1.1相同的方法，分别对采集到的指静脉图像A'和指静脉B'图像进行预处理，并融合成新指静脉骨架图像C'；3.2提取、处理新指静脉骨架图像C'中的指静脉信息，得到一组指静脉细节点；然后通过几何哈希技术注册一个哈希表与步骤1.2中获取的哈希表进行匹配，筛选出匹配数目最多的基准点集合H_C'；3.3对步骤3.2所述的指静脉细节点，通过步骤1.3中获取整数集合F_C的方法得到F_C'，其范围在[0,2¹⁶‑1]内，细节点的个数为N_C'；如果N_C'≥m+1，进入步骤3.4；否则跳转到步骤3.1；3.4将整数集合F_C'与指静脉融合模糊金库中的各组数据进行遍历对比，若相符的点的个数不小于m+1，则进入步骤3.5；否则密钥提取失败；3.5对找到的相符的点进行组合计算，每m+1个点为一组，对每组利用拉格朗日插值法尝试恢复可能密钥，并将得到的可能密钥进行CRC校验；若通过CRC校验，则可能密钥即为密钥，提取密钥成功；否则继续下一组尝试；直到尝试完所有组合情况，仍未提取到密钥，则提取密钥失败。