CN106709716A - 基于生物特征加密进行pboc交易的方法、装置及系统 - Google Patents

基于生物特征加密进行pboc交易的方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于生物特征加密进行PBOC交易的方法、装置及系统，所述方法包括：采集用户的生物特征，并提取出有效生物特征；基于用户输入的密码，生成用户的私人密钥；采用模糊保险箱算法将所述有效生物特征与所述私人密钥结合成用于标识用户身份信息的生物特征模板；将所述生物特征模板存储在后台数据库，并加载到金融IC卡中；以及将金融IC卡中的生物特征模板和用户输入的密码提交给后台服务器进行验证，验证通过后，该金融IC卡被允许进行PBOC交易。本发明解决了现行采用金融IC卡进行PBOC交易时，过分依赖于非对称算法而可破译的缺陷，引入生物特征加密技术解决了PBOC交易因存在很多人为因素的流程而产生的不可确定性。

Description

基于生物特征加密进行 PBOC 交易的方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及信息安全领域，具体地，涉及一种基于生物特征加密进行PBOC交易的方法、装置及系统。
背景技术
传统的智能卡技术都是基于非对称密钥和对称密钥加密实现的，在程序破解上虽然具有一定的复杂性，但可破译性也极高。目前生物特征加密技术已经从研究阶段转向应用阶段，其一方面可以避免个人生物特征的泄露，另一方面又能将生物特征加密引入到各个行业中去，使行业更加安全高效地实现实用化和商业化的结合。因此，本发明考虑到生物特征加密技术的优势，考虑将其应用到金融IC行业。
现今金融IC行业的PBOC的交易流程，极大地依赖传统密码学的RSA的大数分解的或椭圆曲线算法的复杂性，使得PBOV交易流程存在着算法的可破解性。另外，PBOC行业应用的数据的个人化、准备系统、密钥分发系统以及密钥的传输等各方面都存在人为因素的不确性，很容易导致密钥的丢失或智能卡的复制。同时，用户口令信息的遗失，也会给用户使用带来了极大的不便。
因此，尽管PBOC给出了一套完整的加解密的方案，但是各个模块之间的耦合给PBOC的可操作性以及安全性带来巨大的潜在的威胁。通常地，发卡行需要通过密码模块分发出一对公私钥，再签发给认证中心和个人化的厂商。这种形式造成了对接数据的分散性，让各家厂商有机会复制证书或卡片的信息。
因此，本发明提出了利用生物特征加密进行PBOC交易的技术方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于生物特征加密进行PBOC交易的方法及系统，用于解决现有PBOC交易过分依赖于非对称算法而可破译的缺陷，以及因存在很多人为因素的流程而产生的不可确定性的技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于生物特征加密进行PBOC交易的方法，包括：采集用户的生物特征，并提取出有效生物特征；基于用户输入的密码，生成用户的私人密钥；采用模糊保险箱算法将所述有效生物特征与所述私人密钥结合成用于标识用户身份信息的生物特征模板；将所述生物特征模板存储在后台数据库，并加载到金融IC卡中；以及将金融IC卡中的生物特征模板和用户输入的密码提交给后台服务器进行验证，验证通过后，该金融IC卡被允许进行PBOC交易。
优选地，所述生物特征包括人脸、指纹、虹膜、静脉、DNA和语音中的一者或多者。
优选地，所述生成用户的私人密钥，具体包括：通过哈希算法处理用户输入的密码，得到该密码对应的散列值，再对该散列值进行CRC编码，生成用户的私人密钥。
优选地，所述生物特征模板是唯一且不可逆的。
优选地，所述将金融IC卡中的生物特征模板和用户输入的密码提交给后台服务器进行验证，具体包括：后台服务器基于金融IC卡中的生物特征模板和用户输入的密码，采用模糊保险箱算法的拉格朗日多项式插值算法恢复出多项式系数，再与后台数据库存储的数据进行比对，若比对一致，则通过验证，否则未通过验证。
本发明的技术方案还提供了一种基于生物特征加密进行PBOC交易的装置，包括：生物特征提取模块，用于采集用户的生物特征，并提取出有效生物特征；私人密钥生成模块，用于基于用户输入的密码，生成用户的私人密钥；生物特征模板生成模块，用于采用模糊保险箱算法将所述有效生物特征与所述私人密钥结合成用于标识用户身份信息的生物特征模板；生物特征模板存储模块，用于将所述生物特征模板存储在后台数据库，并加载到金融IC卡中；以及验证模块，用于将金融IC卡中的生物特征模板和用户输入的密码提交给后台服务器进行验证，验证通过后，该金融IC卡被允许进行PBOC交易。
优选地，所述生物特征包括人脸、指纹、虹膜、静脉、DNA和语音中的一者或多者。
优选地，所述生物特征模板是唯一且不可逆的。
优选地，所述验证模块中，将金融IC卡中的生物特征模板和用户输入的密码提交给后台服务器进行验证，具体包括：后台服务器基于金融IC卡中的生物特征模板和用户输入的密码，采用模糊保险箱算法的拉格朗日多项式插值算法恢复出多项式系数，再与后台数据库存储的数据进行比对，若比对一致，则通过验证，否则未通过验证。
本发明的技术方案还提供了一种基于生物特征加密进行PBOC交易的系统，包括：上述任一所述的基于生物特征加密进行PBOC交易的装置；金融IC卡，其加载有所述装置生成的生物特征模板；后台数据库，其用于存储所述生物特征模板、用户密码及用户基本信息；后台服务器，其用于在所述后台数据库中对金融IC卡中的生物特征模板和用户输入的密码进行验证，并在验证通过后允许所述金融IC卡进行PBOC交易。
本发明的有益效果是：本发明解决了现行采用金融IC卡进行PBOC交易时，过分依赖于非对称算法而可破译的缺陷，引入生物特征加密技术解决了PBOC交易因存在很多人为因素的流程而产生的不可确定性。
本发明的其他有益效果将在具体实施方式中进一步说明。
附图说明
图1为本发明实施例中基于生物特征加密进行PBOC交易的方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中通过模糊保险箱算法进行认证的流程示意图；
图3为本发明实施例中各节点执行PBOC流程的示意图；
图4为本发明实施例中进行基于PEOS的开户与交易的示意图；
图5为本发明实施例中通过模糊保险箱算法进行注册的流程示意图；
图6为本发明实施例中基于生物特征加密进行PBOC交易的装置的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
101、生物特征提取模块，102、私人密钥生成模块，103、生物特征模板生成模块，104、生物特征模板存储模块，105、验证模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明的实施例提出了一种基于生物特征加密进行PBOC交易的方法，具体包括以下步骤：
S100，采集用户的生物特征，并提取出有效生物特征；
S200，基于用户输入的密码，生成用户的私人密钥；
S300，采用模糊保险箱算法将所述有效生物特征与所述私人密钥结合成用于标识用户身份信息的生物特征模板；
S400，将所述生物特征模板存储在后台数据库，并加载到金融IC卡中；以及
S500，将金融IC卡中的生物特征模板和用户输入的密码提交给后台服务器进行验证，验证通过后，该金融IC卡被允许进行PBOC交易。
需说明的是，图1只示意了上述各步骤的一种优选执行顺序，本实施例可根据实际情况，调整各步骤的执行顺序，其合理的执行顺序均应在本发明的保护范围内。
对于步骤S100，其主要目的是完成用户生物特征的提取，所述生物特征可以是人脸、指纹、虹膜、静脉、DNA和语音中的一者或多者。为了保证特征特征的有效性，通常采集多张生物特征的图像信息，再通过生物特征提取算法提取出有效的特征。在现有技术中，已有多种成熟的生物特征提取算法，因此本实施例中可直接采用现有技术中的生物特征提取算法完成步骤S100。
对于步骤S200，所述生成用户的私人密钥具体包括：通过哈希算法处理用户输入的密码，得到该密码对应的散列值，再对该散列值进行CRC编码，生成用户的私人密钥。需说明的是，此处仅为本实施例中为生成私人密钥采用的优选实施方法，也可直接采用现有技术中其他的较为成熟的密钥生成算法来得到用户的私人密钥。
步骤S300是本实施例的一个核心步骤，其采用模糊保险箱算法将步骤S100获得的有效生物特征与步骤S200获得的私人密钥结合，从而生成用于标识用户身份信息的生物特征模板。为保证后续的验证过程，本实施例的生物特征模板优选为是唯一且不可逆的。
其中，模糊保险箱算法是一种基于多项式插值的秘密共享方法，其主要思想是首先将用户密钥信息隐藏于多项式的系数中，之后将用户生物特征的各个特征值投影到多项式上，得到多项式对应的投影值，这些投影值中隐藏着用户密钥和用户生物特征信息，称为帮助数据。生成大量的干扰数据，将帮助数据隐藏在干扰数据中，生成模糊保险箱。如图2所示，在用户进行身份认证时，需要根据用户提供的生物特征从模糊保险箱中提取出帮助数据，再由帮助数据重建出多项式，最后从多项式的系数的配准过程中恢复用户密钥，进行身份认证。
步骤S400中，将所述生物特征模板存储在后台数据库，以便于后续在后台数据库进行生物特征模板的验证，而加密后的生物特征模板加载到金融IC卡，使得金融IC卡后续可基于生物特征模板进行PEOS交易。
对于步骤S500，将金融IC卡中的生物特征模板和用户输入的密码提交给后台服务器进行验证，具体包括：后台服务器基于金融IC卡中的生物特征模板和用户输入的密码，采用模糊保险箱算法的拉格朗日多项式插值算法恢复出多项式系数，再与后台数据库存储的数据进行比对，若比对一致，则通过验证，否则未通过验证。
因PEOS交易流程涉及用户、个人化厂商、发卡行、银行后台服务器、银行后台数据库等多个节点，本实施例中的各步骤根据实施的实践情况，也是由不同的节点来完成的。如图3所示，给出了一种优选的各个节点执行上述步骤S100-S500的PBOC流程。
1、个人化厂商
个人化厂商提供基本卡片文件系统及卡片交易环境，并提供加载模块文件，使得卡片可以加载生物特征模板。
2、发卡行
发卡行提供对称密钥以及卡片初始信息，准备加载用户模板文件等，即步骤S100-S300可在发卡行完成，发卡行将准备好的用户模板文件传输给个人化厂商，使个人化厂商可以完成将模板加载至金融IC卡的步骤。
其中，步骤S200-S300也可由发卡行调用后台服务器完成。
3、后台服务器
后台服务器主要执行步骤S500, 银行柜台或ATM交易时，后台服务器会根据用户提供的一个外部的密码口令和金融IC卡里面的加密过的生物特征模板，配准后台服务器的后台数据库里面模板数据。另外，后台服务器也还可以执行步骤S200-S300，生成私人密钥和生成模板都是后台服务器所具有的基本功能。
本实施例中后台服务器能提供高阶多项式运算，减轻节点运算的负荷，维护数据节点的传输。而服务器端只有在接收到密码和生物特征信息才能访问后台数据库的模板信息，否则是无法访问该用户确认的有用信息。
4、后台数据库
后台数据库用于存储加密的生物特征模板和一个外部密码口令以及用户基本信息等，用户只有提供正确的生物特征信息和密码口令才能够查询后台数据库。
通过本实施例的基于生物特征加密进行PBOC交易的方法，对生物特征加密，既有利于保证用户生物特征的隐私，又有利于增强PBOC交易的安全性和简化性。结合图3，如图4所示，通过本实施例的方法，用户可以完成基于PEOS的开户与交易，具体如下。
1、开户：注册和更改生物特征保护
如图5所示，用户在线申请注册时，用户提供生物特征、密码和用户基本信息（手机号、身份证、地址信息等）。后台服务器采用模糊保险箱算法将生物特征与私人密钥结合，生成加密的生物特征模板，并进一步完成注册过程。
若用户没有注册到后台服务器，则可以登录申请一个新的生物特征模板，若用户需要重新更换加密过的特征模板，则需要提供一个有效的身份证和密码信息更改。
2、交易：脱机交易和联机交易
柜台或ATM通史采集用户生物特征信息（如指纹），结合用户输入密码口令，可生成一维的生物特征模板，从而可以进行脱机交易。
联机交易中，需提取金融IC卡中保存的生物特征模板数据，并发给后台服务器验证。利用模糊保险箱的拉格朗日多项式插值算法恢复出多项式系数，从而比对金融IC卡的有效性。
对应地，本发明的实施例还提供了一种基于生物特征加密进行PBOC交易的装置和系统，该装置与系统与上述的基于生物特征加密进行PBOC交易的方法为同一原理，且实施过程类似，故下文不再累述。
本发明实施例提供的一种基于生物特征加密进行PBOC交易的装置，如图6所示，包括：生物特征提取模块101，用于采集用户的生物特征，并提取出有效生物特征；私人密钥生成模块102，用于基于用户输入的密码，生成用户的私人密钥；生物特征模板生成模块103，用于采用模糊保险箱算法将所述有效生物特征与所述私人密钥结合成用于标识用户身份信息的生物特征模板；生物特征模板存储模块104，用于将所述生物特征模板存储在后台数据库，并加载到金融IC卡中；以及验证模块105，用于将金融IC卡中的生物特征模板和用户输入的密码提交给后台服务器进行验证，验证通过后，该金融IC卡被允许进行PBOC交易。
本发明实施例提供的一种基于生物特征加密进行PBOC交易的系统，包括：上述的基于生物特征加密进行PBOC交易的装置；金融IC卡，其加载有所述装置生成的生物特征模板；后台数据库，其用于存储所述生物特征模板、用户密码及用户基本信息；后台服务器，其用于在所述后台数据库中对金融IC卡中的生物特征模板和用户输入的密码进行验证，并在验证通过后允许所述金融IC卡进行PBOC交易。
本发明实施例解决了现行采用金融IC卡进行PBOC交易过分依赖于非对称算法而可破译的缺陷，引入生物特征加密技术解决了PBOC交易因存在很多人为因素的流程而产生的不可确定性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于生物特征加密进行PBOC交易的方法，其特征在于，包括：
采集用户的生物特征，并提取出有效生物特征；
基于用户输入的密码，生成用户的私人密钥；
采用模糊保险箱算法将所述有效生物特征与所述私人密钥结合成用于标识用户身份信息的生物特征模板；
将所述生物特征模板存储在后台数据库，并加载到金融IC卡中；以及
将金融IC卡中的生物特征模板和用户输入的密码提交给后台服务器进行验证，验证通过后，该金融IC卡被允许进行PBOC交易。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物特征包括人脸、指纹、虹膜、静脉、DNA和语音中的一者或多者。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成用户的私人密钥，具体包括：
通过哈希算法处理用户输入的密码，得到该密码对应的散列值，再对该散列值进行CRC编码，生成用户的私人密钥。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物特征模板是唯一且不可逆的。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将金融IC卡中的生物特征模板和用户输入的密码提交给后台服务器进行验证，具体包括：
后台服务器基于金融IC卡中的生物特征模板和用户输入的密码，采用模糊保险箱算法的拉格朗日多项式插值算法恢复出多项式系数，再与后台数据库存储的数据进行比对，若比对一致，则通过验证，否则未通过验证。
6.一种基于生物特征加密进行PBOC交易的装置，其特征在于，包括：
生物特征提取模块，用于采集用户的生物特征，并提取出有效生物特征；
私人密钥生成模块，用于基于用户输入的密码，生成用户的私人密钥；
生物特征模板生成模块，用于采用模糊保险箱算法将所述有效生物特征与所述私人密钥结合成用于标识用户身份信息的生物特征模板；
生物特征模板存储模块，用于将所述生物特征模板存储在后台数据库，并加载到金融IC卡中；以及
验证模块，用于将金融IC卡中的生物特征模板和用户输入的密码提交给后台服务器进行验证，验证通过后，该金融IC卡被允许进行PBOC交易。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述生物特征包括人脸、指纹、虹膜、静脉、DNA和语音中的一者或多者。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述生物特征模板是唯一且不可逆的。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述验证模块中，将金融IC卡中的生物特征模板和用户输入的密码提交给后台服务器进行验证，具体包括：
后台服务器基于金融IC卡中的生物特征模板和用户输入的密码，采用模糊保险箱算法的拉格朗日多项式插值算法恢复出多项式系数，再与后台数据库存储的数据进行比对，若比对一致，则通过验证，否则未通过验证。
10.一种基于生物特征加密进行PBOC交易的系统，其特征在于，包括：
权利要求6至9中任一项所述的装置；
金融IC卡，其加载有所述装置生成的生物特征模板；
后台数据库，其用于存储所述生物特征模板、用户密码及用户基本信息；
后台服务器，其用于在所述后台数据库中对金融IC卡中的生物特征模板和用户输入的密码进行验证，并在验证通过后允许所述金融IC卡进行PBOC交易。
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