基于PCNN和混沌序列可撤销指纹Fuzzy Vault算法的研究

摘要

指纹识别技术是生物特征识别技术的一种。它是利用人的指纹进行身份鉴定的技术,也是目前最成熟、应用最广泛的生物特征识别技术。基于指纹识别技术的指纹Fuzzy vault算法是一种新型的生物密钥算法,它是将用户的指纹模板和用户的密钥紧密地绑定起来,克服了传统加密技术的缺陷。因此,研究指纹Fuzzy vault算法具有非常重要的理论意义和实用价值。
　　 本文主要研究基于细节点的指纹识别算法和指纹Fuzzy Vault算法,其工作主要体现在以下几个方面:
　　 首先,在分析现有基于PCNN细化算法的基础上提出一种改进的基于模板PCNN指纹图像细化算法。它是利用PCNN的并发性,通过重新构造细化模板,将方形模板细化和三角模板细化两次细化合并为一次细化,并省去求指纹方向场信息来实现指纹图像细化。仿真实验结果表明,该算法的细化速度快、细化率高,而且纹线光滑没有毛刺,同时它也可以应用于其他的二值图像。因此,本文的算法很好地满足细化的要求,可以应用于指纹识别系统。
　　 其次,提出一种基于混沌序列可撤销指纹Fuzzy vault方案。该方法在vault构造阶段,利用高斯函数和混沌序列构造的可撤销变换函数来对原始指纹模板进行变换,由于变换函数是可撤销的,从而得到可撤销变换模板；然后利用变换模板构造vault,此时vault也是可撤销的；在vault解锁阶段,对输入指纹模板也进行同样的变换处理,得到变换输入模板,然后在变换域中进行变换原始模板与变换输入模板的匹配,以解锁vault获取密钥。实验结果表明,该方案可以有效地避免利用交叉匹配获取用户的原始指纹模板,而且可以很方便地实现模板的撤销,从而更好地保护用户原始指纹模板和vault的安全,进一步增强了密钥的安全性。