一種指紋特徵點拓撲結構的加密方法
2023-05-01 04:50:56 2
一種指紋特徵點拓撲結構的加密方法
【專利摘要】本發明公開了一種指紋特徵點拓撲結構的加密方法，包括如下步驟：在平面上任意選取三個有序點，以這三個有序頂點的坐標作為本枚指紋的密鑰；在所有的指紋特徵點中任意選取一個特徵點T1，計算出該特徵點到三個有序頂點的距離，作為特徵點T1的加密值；在未加密的指紋特徵點中隨機選取一個特徵點Ti，計算出Ti到三個有序頂點的距離，作為特徵點Ti的加密值；直到所有的指紋特徵點的坐標都加密完成。本發明的積極效果是：加大了密鑰初始值的選擇範圍；通過特徵點到密鑰三角形三個頂點的距離作為加密值，把指紋拓撲的平面坐標從二維映射到三維，增加了破解的複雜度，且這種映射不具有可逆性；通過前後加密值的疊加混淆，使破解變得更加複雜。
【專利說明】一種指紋特徵點拓撲結構的加密方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及指紋模板保護【技術領域】，尤其涉及一種指紋特徵點拓撲結構的加密方法。
【背景技術】
[0002]隨著指紋識別技術的成熟，指紋的應用越來越廣泛，它可以避免公民身份和信息的洩露，但指紋模板信息的洩露也需要引起關注。由於指紋終身不會改變，如果指紋模板被他人獲取，那麼用這枚指紋保護的所有帳戶和隱私都將面臨危險，為此，有必要研究可靠安全的指紋模板保護技術。在經典的加密算法中，無論是對稱還是非對稱加密，整個加密過程都需要一個密鑰來對信息進行加密，而在目前比較經典流行的B1hashing指紋模板保護方法也需要一個令牌，這樣對指紋模板中特徵的保護是有限的，為了提高指紋模板的安全性或者破解難度，就需要一種新的指紋模板保護方法，本發明通過在平面上任意找一個三角形作為密鑰，增大了密鑰空間，並把指紋拓撲的平面坐標從二維映射到三維，且這種映射是不可逆行為；再通過前後值的疊加，加大了加密的複雜程度。
【發明內容】
[0003]為了克服現有技術的上述缺點，本發明提供了一種指紋特徵點拓撲結構的加密方法。
[0004]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:一種指紋特徵點拓撲結構的加密方法，包括如下步驟:
[0005]步驟一、確定本枚指紋的密鑰:
[0006]在平面上任意選取三個有序點，記為(A，B，C)，A，B和C三點能夠構成一個三角形，且不屬於任何一個指紋特徵點，以這三個有序頂點(A，B, C)的坐標作為本枚指紋的密鑰；
[0007]步驟二、任選一個指紋特徵點?\，並計算該特徵點的加密值:
[0008]在所有的指紋特徵點中任意選取一個特徵點?\，計算出該特徵點到三個有序頂點(A，B, C)的距離，形成一個有序三數組(Xp Y1； ZJ，作為特徵點?\的加密值；
[0009]步驟三、計算指紋特徵點?\的加密值:
[0010]在未加密的指紋特徵點中隨機選取一個特徵點Ti; i = 2，3，…，η ;其中:η為特徵點的個數，計算出凡到三個有序頂點(A，B, C)的距離，形成一個有序三數組(X」 Y」 ZJ，作為特徵點t的加密值；
[0011]步驟四、重複步驟三，直到所有的指紋特徵點的坐標都加密完成。
[0012]進一步地，為了加大破解難度，還可對步驟二的有序三數組進行運算處理，得到新的有序三數組(apbpCi)作為特徵點！\的加密值，具體的運算處理方法如下:
[0013]— ΙΝΤ [ (Ax+Ay) /10]
[0014]bi = Y1-1NT[(Bx+By)/10]
[0015]cx = — INT [ (Cx+Cy) /10]
[0016]其中:INT為取整函數，Ax、Ay分別表示A點的橫、縱坐標；Bx、By分別表示B點的橫、縱坐標；Cx、Cy分別表示C點的橫、縱坐標。
[0017]進一步地，為了加大破解難度，還可對步驟三的有序三數組(X」 Y」 ZJ進行運算處理，得到新的有序三數組(apbpCi)作為特徵點凡的加密值，具體的運算處理方法如下:
[0018]ai = Xi — ΙΝΤ[Χη/10]
[0019]匕=Yi— ΙΝΤ[Υη/10]
[0020]Ci = Zj -1NTtZ^/10]
[0021]其中:INT為取整函數。
[0022]與現有技術相比，本發明的積極效果是:通過在平面上任意選擇可構成三角形的三個頂點，加大了密鑰初始值的選擇範圍；通過特徵點到密鑰三角形三個頂點的距離作為加密值，把指紋拓撲的平面坐標從二維映射到三維，增加了破解的複雜度，且這種映射不具有可逆性；通過前後加密值的疊加混淆，使破解變得更加複雜。
【具體實施方式】
[0023]一種指紋特徵點拓撲結構的加密方法，包括如下步驟:
[0024]步驟一、確定本枚指紋的密鑰:
[0025]在平面上任意選取三個點A，B和C，這三個點要滿足能夠構成一個三角形，且不屬於任何一個指紋特徵點，然後給這個三個頂點排個順序，以這三個有序頂點(A，B, C)的坐標作為本枚指紋的密鑰；
[0026]步驟二、任選一個指紋特徵點?\，並計算該特徵點的加密值:
[0027]在所有的指紋特徵點中任意選取一個特徵點?\，計算出該特徵點到三個有序頂點(A，B，C)的距離，形成一個有序三數組(HZJ，作為特徵點?\的加密值。這個過程是不可逆的，因為任意給定三個有序數組，不能確定唯一一個頂點。
[0028]為了進一步增加破解難度，還可以對該特徵點到三個有序頂點(A，B, C)的距離形成的有序三數組(XpYpZi)進行運算處理，得到新的有序三數組(apb1作為特徵點?\的加密值，具體的運算處理方法如下:
[0029]a: = Χ: — INT [ (Ax+Ay) /10]
[0030]bi = Y1-1NT [ (Bx+By)/10]
[0031 ] Cl = Z1 -1NT [ (Cx+Cy)/10]
[0032]其中:INT為取整函數,Ax、Ay分別表示A點的橫、縱坐標；Bx、By分別表示B點的橫、縱坐標；Cx、Cy分別表示C點的橫、縱坐標。
[0033]步驟三、計算指紋特徵點?\ (i = 2，3，…，η ;其中:η為特徵點的個數)的加密值:
[0034]在未加密的指紋特徵點中隨機選取一個特徵點Ti(i = 2,3，…，η),計算出?\到(A，B, C)三個頂點的距離(X」 Y」 ZJ，作為特徵點?\的加密值。
[0035]為了進一步增加破解難度，還可以對(X」 Y」 ZJ進行運算處理，得到新的有序三數組(apbpCi)作為特徵點?\的加密值，具體的運算處理方法如下:
[0036]ai = Xi — ΙΝΤ[Χη/10]
[0037]bj = Yj -1NTtY^/10]
[0038]Ci = Zj -1NTtZ^/10]
[0039]步驟四、重複步驟三，直到所有的指紋特徵點的坐標都加密完成。
[0040]本發明的原理是:通過在平面上找任意三個點A，B和C，這三個點要滿足能夠構成一個三角形，且不屬於任何一個指紋特徵點，然後給這個三個頂點排個順序，以這三個有序頂點的坐標作為本枚指紋的密鑰，然後在所有的指紋特徵點中隨機選取一個特徵點，計算出這個特徵點到初始的三個頂點的距離，形成一個有序三數組，並且把三個頂點A，B和C的橫縱坐標的值分別相加，分別除以10取整，分別與剛計算出的有序三數組相減形成這個特徵點拓撲的加密值。以後在沒有加密的特徵點中任意選取一個特徵點，計算出其到三個頂點A，B和C的距離，再分別減去上次加密特徵點與密鑰三角形三個頂點的距離除以10取整的值，形成此次特徵點的加密值，這樣加密指紋的特徵點的拓撲，以三角形的三個頂點的坐標作為密鑰，增大了密鑰空間的範圍，特徵點的平面坐標從二維映射到三維，加密值的複雜度變大，加密值的前後混淆疊加，破解難度更加大，且這種加密計算簡單，效率高。
【權利要求】
1.一種指紋特徵點拓撲結構的加密方法，其特徵在於:包括如下步驟: 步驟一、確定本枚指紋的密鑰: 在平面上任意選取三個有序點，記為(A，B, C)，A，B和C三點能夠構成一個三角形，且不屬於任何一個指紋特徵點，以這三個有序頂點(A，B, C)的坐標作為本枚指紋的密鑰；步驟二、任選一個指紋特徵點?\，並計算該特徵點的加密值: 在所有的指紋特徵點中任意選取一個特徵點，計算出該特徵點到三個有序頂點(Α,B，C)的距離，形成一個有序三數組(ΧηΥρΖΡ，作為特徵點?\的加密值； 步驟三、計算指紋特徵點?\的加密值: 在未加密的指紋特徵點中隨機選取一個特徵點Ti; i=2, 3，…，η ;其中:η為特徵點的個數，計算出?\到三個有序頂點(A，B, C)的距離，形成一個有序三數組(X」 Ui)，作為特徵點?\的加密值； 步驟四、重複步驟三，直到所有的指紋特徵點的坐標都加密完成。
2.根據權利要求1所述的一種指紋特徵點拓撲結構的加密方法，其特徵在於:對步驟二的有序三數組(^，21)進行運算處理，得到新的有序三數組(81，131，(31)作為特徵點1'1的加密值，具體的運算處理方法如下:
— I NT [ (Ax+Ay) /10]
bi = Y1-1NT[ (Bx+By) /10]
Cl = Z1-1NT[ (Cx+Cy) /10] 其中:INT為取整函數，Ax、Ay分別表示A點的橫、縱坐標；Bx、By分別表示B點的橫、縱坐標；Cx、Cy分別表示C點的橫、縱坐標。
3.根據權利要求1所述的一種指紋特徵點拓撲結構的加密方法，其特徵在於:對步驟三的有序三數組^^一進行運算處理^導到新的有序三數組^」匕^^作為特徵點凡的加密值，具體的運算處理方法如下: Bi = X1-1NTDW10] bi = Y1-1NT[Yh/10]
Ci = Z1-1NTtZiVlO] 其中:INT為取整函數。
【文檔編號】H04L9/08GK104301099SQ201410549340
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月16日 優先權日:2014年10月16日
【發明者】李甫, 餘文春, 傅榮會 申請人:內江師範學院