融合指纹识别和共享密钥的软硬件协同嵌入式认证系统

摘要

为了保护商业信息、个人信息、军事信息、以及政府信心等的安全性,用户的身份需要得到认证,只有合法的用户才能获取信息。目前主要有三种安全认证机制,第一:用户口令的方法,即用户记住身份认证的内容,如密码或者身份证号码等;第二:物理口令的方法,用户拥有一定的物理介质,以此来证明自己的合法用户身份,如USBKey等;第三:生物识别技术,采用人体固有的一些特征,如指纹、虹膜、声音、掌纹等。
　　因为生物特征的唯一性、不变性和普遍性,生物认证正在变得普遍,尤其是指纹识别技术。但是,当指纹信息在公共信道中传输的时候,它的安全性将会受到威胁,因此需要一个密码学机制来保护指纹信息的安全。
　　在嵌入式安全识别领域,传统的硬件实现解决方案,如集成电路(ASIC),能够满足系统的功能和性能的要求,但是此方案缺乏灵活性和可配置性,以及不能很好的拓展功能,提高性能;传统的软件实现方案,如基于通用处理器的方法,是一种灵活的解决方案,但是相对于硬件实现方案需要更高的成本和更多的功耗。
　　为了利用指纹识别、密码学机制、硬件实现、以及软件实现的优势,并克服它们的弱势,本文提出了一个融合的共享密钥认证和指纹识别的软硬件协同嵌入式安全认证系统,集合了传统密码学认证和指纹识别认证的双重优势。首先它利用指纹识别构建高可靠性的身份认证;其次它通过共享密钥认证保证了交互式认证在信息处理和信息传输方面的安全性。理论分析和实验表明,该系统不仅达到了很高指纹识别率,而且具有很高的安全性,能够抵御重放攻击、对服务器指纹模板攻击、以及对客户端模板的攻击。