基于指纹识别与智能卡的身份认证系统设计

摘要

在开放式的网络环境中，作为网络安全的第一道防线，身份认证有着至关重要的作用。但是，随着网络业务的广泛发展和网络攻击手段的多样化，单一的认证方式已经不能满足现阶段网络身份认证的需求，而将生物认证的高识别率、不易丢失性，智能卡良好的防伪、防攻击性和PKI对私钥的保护机制相结合，成为多种身份认证技术结合的佼佼者。 本文对当前网络身份认证中的各种技术进行分析和对比，提出将指纹识别、智能卡和PKI技术相结合的认证方式，并分析了其安全性和可实现性。文章考虑到智能卡独特的适用环境，以提高效率、降低算法复杂度为目标，对指纹识别算法进行选择，并此基础上，提出基于指纹识别与智能卡的身份认证方案。该方案在不改变现有智能卡硬件结构的前提下，设计独立的智能卡文件结构，将数字证书、私钥和指纹模板证书保存在智能卡中。通过对指纹特征值的匹配，实现智能卡对用户的认证，匹配成功后，取出智能卡中的私钥，对信息进行数字签名、加密等交易活动。 本文将指纹识别作为独立的模块嵌入到智能卡认证系统中，满足了认证系统在个人化和安全上的需求；系统和PKI技术相结合，给出了详细的系统认证流程，可实现指纹注册、生成证书、用户之间双向认证等功能；针对应用需求，设计独立的文件结构和指纹模板证书，保证了认证方案的安全性和可集成性；最后，对本系统的安全机制进行了分析，并简要介绍了该系统的应用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1背景介绍

1.1.1身份认证技术背景

1.1.2多认证方式相结合的意义

1.2存在问题

1.3论文结构

第二章身份认证

2.1身份认证介绍

2.2身份认证方式

2.2.1静态口令认证方式

2.2.2动态口令认证方式

2.2.3 PIN码认证

2.2.4智能卡认证

2.2.5生物特征认证

2.2.6双因子身份认证

2.3认证机制

2.3.1基于PKI的认证机制

2.3.2基于DCz／Kerberos的认证机制

2.3.3基于挑战／应答的认证机制

2.4小结

第三章指纹识别技术

3.1背景研究

3.1.1概述

3.1.2指纹图像特征

3.1.3指纹识别系统

3.2采集模块

3.3指纹图像质量评估

3.4预处理

3.4.1直方图均衡

3.4.2归一化

3.4.3方向场计算

3.4.4 Gabor滤波增强

3.4.5二值化

3.4.6 细化

3.5特征值提取

3.5.1细节点提取

3.5.2伪特征点消除

3.5.3指纹特征的构造

3.5.4小结

3.6特征值匹配

3.6.1确定参考点

3.6.2极坐标转换

3.6.3细节匹配

第四章 基于指纹识别与智能卡的身份认证系统设计

4.1系统概述

4.1.1系统实现必要性

4.1.2需求分析

4.1.3系统结构

4.2基于指纹识别与智能卡的身份认证系统个人化模块

4.2.1智能卡生命周期

4.2.2智能卡个人化阶段功能需求

4.2.3初始化阶段

4.2.4个人化阶段

4.3基于指纹识别与智能卡的身份认证系统认证模块

4.3.1认证模块功能需求

4.3.2智能卡与读卡器的相互认证

4.3.3用户身份认证

4.3.4用户双向身份认证

4.4系统安全性分析

4.5系统应用

第五章总结

参考文献

附录主要缩略词列表

致 谢