CN106888207A - 认证方法、系统和sim卡 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种认证方法、系统和SIM卡。该方法包括：接收移动终端发送的待测生物样本；计算出待测生物样本的待测对比向量，并计算出预先存储的注册对比向量和所述待测对比向量的相似度；将所述相似度和设定阈值进行对比得出对比结果。本发明提供的认证方法、系统和SIM卡的技术方案中，计算出待测生物样本的待测对比向量，计算出预先存储的注册对比向量和待测对比向量的相似度，并将相似度和设定阈值进行对比得出对比结果，提高了认证过程的安全性，从而避免了用户个人隐私泄露。

Description

认证方法、系统和SIM卡

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种认证方法、系统和SIM卡。

背景技术

随着信息通信技术的不断演进，云计算、大数据等新技术的引入，人们可以利用PC、移动终端开展网上冲浪、资源访问、电子商务、移动支付、社交网络等各种网络业务。虽然各种网络业务方便了用户，但网络用户隐私安全形势愈加严峻。近年来，一系列网络信息泄露事件层出不穷。

现有技术中通常采用卡认证业务保证用户的个人隐私安全。卡认证业务包括：用户登录某第三方网站，进入主页；用户点击网站主页上的卡业务认证键；用户在提示框中输入手机号码，点击确认；用户的移动终端弹出登录确认窗口，用户点击确认完成用户认证流程；待用户终端确认后，用户成功登录该网站。

但是，现有技术的方案中若用户丢失移动终端且该丢失的移动终端被其他会使用卡认证业务的人捡拾到时，捡拾到该移动终端的人会通过点击移动终端上的弹窗盗登网站，从而造成用户个人隐私泄露。

发明内容

本发明提供一种认证方法、系统和SIM卡，用于提高认证过程的安全性，从而避免用户个人隐私泄露。

为实现上述目的，本发明提供了一种认证方法，包括：

接收移动终端发送的待测生物样本；

计算出待测生物样本的待测对比向量，并计算出预先存储的注册对比向量和所述待测对比向量的相似度；

将所述相似度和设定阈值进行对比得出对比结果。

可选地，所述接收移动终端发送的待测生物样本之前包括：

向移动终端发送输入生物样本指令，以供所述移动终端根据输入生物样本指令提示用户输入待测生物样本，并接收用户输入的待测生物样本。

可选地，所述待测生物样本为待测指纹样本，所述待测对比向量包括待测指纹样本的脊线端点对比向量和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量；

所述计算出待测生物样本的待测对比向量包括：

对待测指纹样本进行预处理生成待测指纹图像，从待测指纹图像中提取出脊线端点坐标和脊线分叉点坐标；

根据两两脊线端点坐标之间的距离生成脊线端点距离矩阵，根据两两脊线分叉点坐标之间的距离生成脊线分叉点距离矩阵；

提取脊线端点距离矩阵中对角线上以及对角线一侧的元素生成脊线端点距离过渡矩阵，将脊线端点距离过渡矩阵转换为一维向量并去除一维向量中的对角线上的元素，生成待测指纹样本的脊线端点对比向量；

提取脊线分叉点距离矩阵中对角线上以及对角线一侧的元素生成脊线分叉点距离过渡矩阵，将脊线分叉点距离过渡矩阵转换为一维向量并去除一维向量中的对角线上的元素，生成待测指纹样本的脊线分叉点对比向量。

可选地，所述注册对比向量包括注册指纹样本的脊线端点对比向量和注册指纹样本的脊线分叉点对比向量，所述待测对比向量包括待测指纹样本的脊线端点对比向量和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量；

所述计算出预先存储的注册对比向量和所述待测对比向量的相似度包括：

根据所述注册指纹样本的脊线端点对比向量和所述待测指纹样本的脊线端点对比向量，计算出脊线端点的相关系数；

根据所述待测指纹样本的脊线分叉点对比向量和所述待测指纹样本的脊线分叉点对比向量，计算出脊线分叉点的相关系数；

根据所述脊线端点的相关系数和所述脊线分叉点的相关系数，计算出注册对比向量和待测对比向量的相似度。

可选地，所述根据所述注册指纹样本的脊线端点对比向量和所述待测指纹样本的脊线端点对比向量，计算出脊线端点的相关系数包括：

比较注册指纹样本的脊线端点对比向量中的元素个数和待测指纹样本的脊线端点对比向量中的元素个数，并对注册指纹样本的脊线端点对比向量中的元素个数和待测指纹样本的脊线端点对比向量中的元素个数进行取最小值处理，得出脊线端点的元素个数最小值；

对注册指纹样本的脊线端点对比向量和待测指纹样本的脊线端点对比向量中元素个数多的进行降维处理得出降维处理后的注册指纹样本的脊线端点对比向量和待测指纹样本的脊线端点对比向量，以使降维处理后的注册指纹样本的脊线端点对比向量和待测指纹样本的脊线端点对比向量的维度相等；

将降维处理后的注册指纹样本的脊线端点对比向量按照升序排列得出新注册指纹样本的脊线端点对比向量，并将降维处理后的待测指纹样本的脊线端点对比向量按照升序排列得出新待测指纹样本的脊线端点对比向量；

根据脊线端点的元素个数最小值，计算出新注册指纹样本的脊线端点对比向量和新待测指纹样本的脊线端点对比向量之间的脊线端点的相关系数。

可选地，所述根据所述待测指纹样本的脊线分叉点对比向量和所述待测指纹样本的脊线分叉点对比向量，计算出脊线分叉点的相关系数包括：

比较注册指纹样本的脊线分叉点对比向量中的元素个数和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量中的元素个数，并对注册指纹样本的脊线分叉点对比向量中的元素个数和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量中的元素个数进行取最小值处理，得出脊线分叉点的元素个数最小值；

对注册指纹样本的脊线分叉点对比向量和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量中元素个数多的进行降维处理得出降维处理后的注册指纹样本的脊线分叉点对比向量和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量，以使降维处理后的注册指纹样本的脊线分叉点对比向量和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量的维度相等；

将降维处理后的注册指纹样本的脊线分叉点对比向量按照升序排列得出新注册指纹样本的脊线分叉点对比向量，并将降维处理后的待测指纹样本的脊线分叉点对比向量按照升序排列得出新待测指纹样本的脊线分叉点对比向量；

根据脊线分叉点的元素个数最小值，计算出新注册指纹样本的脊线分叉点对比向量和新待测指纹样本的脊线分叉点对比向量之间的脊线分叉点的相关系数。

可选地，所述将所述相似度和设定阈值进行对比得出对比结果之后还包括：

向第三方服务器发送所述对比结果，以供所述第三方服务器根据对比结果显示登录结果。

可选地，所述将所述相似度和设定阈值进行对比得出对比结果包括：

若对比出所述相似度大于所述设定阈值时，所述对比结果为认证成功；

若对比出所述相似度小于或等于设定阈值时，所述对比结果为认证失败。

为实现上述目的，本发明提供了一种SIM卡，包括：

收发模块，用于接收移动终端发送的待测生物样本；

计算模块，用于计算出待测生物样本的待测对比向量，并计算出预先存储的注册对比向量和所述待测对比向量的相似度；

比较模块，用于将所述相似度和设定阈值进行对比得出对比结果。

为实现上述目的，本发明提供了一种认证系统，包括：SIM卡和移动终端；

所述移动终端，用于向所述SIM卡发送待测生物样本；

所述SIM卡，用于接收移动终端发送的待测生物样本，计算出待测生物样本的待测对比向量，计算出预先存储的注册对比向量和所述待测对比向量的相似度，并将所述相似度和设定阈值进行对比得出对比结果。

可选地，还包括：第三方服务器；

所述第三方服务器，用于接收所述SIM卡发送的所述对比结果，并根据对比结果显示登录结果。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的认证方法、系统和SIM卡的技术方案中，计算出待测生物样本的待测对比向量，计算出预先存储的注册对比向量和待测对比向量的相似度，并将相似度和设定阈值进行对比得出对比结果，提高了认证过程的安全性，从而避免了用户个人隐私泄露。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种认证方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的一种认证方法的流程图；

图3a为注册指纹图像中注册指纹图像的脊线端点的示意图；

图3b为注册指纹图像中注册指纹图像的脊线分叉点的示意图；

图3c为实施例二中通过检测模板进行图像识别的示意图；

图4为本发明实施例三提供的一种SIM卡的结构示意图；

图5为本发明实施例四提供的一种认证系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的认证方法、系统和SIM卡进行详细描述。

图1为本发明实施例一提供的一种认证方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤101、接收移动终端发送的待测生物样本。

步骤102、计算出待测生物样本的待测对比向量，并计算出预先存储的注册对比向量和所述待测对比向量的相似度。

步骤103、将相似度和设定阈值进行对比得出对比结果。

本实施例提供的认证方法的技术方案中，计算出待测生物样本的待测对比向量，计算出预先存储的注册对比向量和待测对比向量的相似度，并将相似度和设定阈值进行对比得出对比结果，提高了认证过程的安全性，从而避免了用户个人隐私泄露。

图2为本发明实施例二提供的一种认证方法的流程图，如图2所示，该方法包括：

步骤201、移动终端向认证服务器发送认证登录激活请求，该认证登录激活请求包括用户名和密码。

用户持有移动终端，在移动终端上通过输入用户名和密码登录搭载于认证服务器上的认证服务门户，以实现激活SIM卡认证登录服务。

步骤202、认证服务器验证用户名和密码成功后，向移动终端返回下载生物认证应用提示。

该下载生物认证应用(app)提示用于提示用户下载生物认证应用。

步骤203、移动终端根据下载生物认证应用提示下载生物认证应用，通过生物认证应用接收用户输入的注册生物样本。

移动终端下载生物认证应用完成后，用户在移动终端上启动生物认证应用，生物认证应用弹出窗口提示用户输入注册生物样本，用户通过生物认证应用向移动终端输入注册生物样本。优选地，该注册生物样本为注册指纹样本。具体地，用户可通过移动终端上设置的指纹采集器输入注册指纹样本。根据移动终端型号的不同，指纹采集器在移动终端上设置的位置也不同，例如，指纹采集器可设置于“HOME”键所在位置、移动终端背面或者移动终端侧面。

步骤204、移动终端向SIM卡发送注册生物样本。

运营商在SIM卡中预置了卡认证应用，因此无需用户再从认证服务器上下载卡认证应用。SIM卡通过卡认证应用接收移动终端发送的注册生物样本，从而完成注册过程。

步骤205、SIM卡计算出注册生物样本的注册对比向量，并保存注册注册对比向量。

具体地，SIM卡可通过卡认证应用计算出注册生物样本的注册对比向量并保存注册对比向量。

本实施例中，注册生物样本为注册指纹样本，注册对比向量包括注册指纹样本的脊线端点对比向量和注册指纹样本的脊线分叉点对比向量，则步骤205具体可包括：

步骤2051、SIM卡对注册指纹样本进行预处理生成注册指纹图像，从注册指纹图像中提取出脊线端点坐标和脊线分叉点坐标。

该步骤2051包括：

步骤2051a、SIM卡在接收到注册样本后会首先对注册指纹样本进行预处理生成注册指纹图像，例如，预处理可包括图像分割、增强、二值化、指纹脊线提取、脊线细化和去除噪声干扰。其中，去噪声干扰可以保证得出清晰的注册指纹图像。

步骤2051b、SIM卡通过检测模板对注册指纹图像进行识别，识别出脊线端点和脊线分叉点并识别出脊线端点坐标和脊线分叉点坐标。

具体地，检测模板为3×3模板，SIM卡通过3×3模板对注册指纹图像进行识别，识别出脊线端点和脊线分叉点。图3a为注册指纹图像中注册指纹图像的脊线端点的示意图，图3a中示出了脊线端点的图像。图3b为注册指纹图像中注册指纹图像的脊线分叉点的示意图，图3b中示出了脊线分叉点的图像。图3c为实施例二中通过检测模板进行图像识别的示意图，如图3c所示，t为注册指纹图像中的目标检测点，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆、a₇和a₈为目标检测点t周围的像素点，像素点的像素值已被二值化，因此像素值为0或1。

若t＝1且时，识别出目标检测点t为脊线端点E_{k_register}，其中，k_register＝1…n_{1_register}，n_{1_register}为注册指纹样本中脊线端点的个数。

若t＝1且时，识别出目标检测点t为脊线分叉点C_{k_register}，其中，k_register＝1…n_{2_register}，n_{2_register}为注册指纹样本中脊线分叉点的个数。

进一步地SIM卡还识别出脊线端点坐标和脊线分叉点坐标具体地，SIM卡可将注册指纹图像的左下角设置为坐标原点(0,0)，而后根据脊线端点的位置确定出脊线端点坐标以及根据脊线分叉点的位置确定出脊线分叉点坐标

则根据脊线端点坐标形成的脊线端点坐标集合为：

则根据脊线分叉点坐标形成的脊线分叉点坐标集合为：

步骤2052、SIM卡根据两两脊线端点坐标之间的距离生成脊线端点距离矩阵，根据两两脊线分叉点坐标之间的距离生成脊线分叉点距离矩阵。

该步骤2052包括：

步骤2052a、计算出脊线端点坐标集合中两两脊线端点坐标之间的距离，并根据两两脊线端点坐标之间的距离生成脊线端点距离矩阵。

脊线端点距离矩阵为：

中的各个元素即为两两脊线端点坐标之间的距离。其中，以计算脊线端点E_{2_register}与脊线端点E_{1_register}之间的距离为例进行说明：

其余两两脊线端点坐标之间的距离与的计算方法相同，此处不再具体描述。

特别地，对角线上的元素为脊线端点坐标与其本身之间的距离，即等于零。且对角线两侧的元素对称，因此对角线两侧对称的元素相等。

步骤2052b、计算出脊线分叉点坐标集合中两两脊线分叉点坐标之间的距离，并根据两两脊线分叉点坐标之间的距离生成脊线分叉点距离矩阵。

脊线分叉点距离矩阵为：

中的各个元素即为两两脊线分叉点坐标之间的距离。其中，以计算脊线分叉点C_{2_register}与脊线分叉点C_{1_register}之间的距离为例进行说明：

其余两两脊线分叉点坐标之间的距离与的计算方法相同，此处不再具体描述。

特别地，对角线上的元素为脊线分叉点坐标与其本身之间的距离，即等于零。且对角线两侧的元素对称，因此对角线两侧对称的元素相等。

步骤2053、SIM卡提取脊线端点距离矩阵中对角线上以及对角线一侧的元素生成脊线端点距离过渡矩阵，将脊线端点距离过渡矩阵转换为一维向量并去除一维向量中的对角线上的元素，生成注册指纹样本的脊线端点对比向量。

其中，由于对角上的元素等于0，无数学意义，因此需要去除。

脊线端点距离过渡矩阵为：

注册指纹样本的脊线端点对比向量为：

其中，注册指纹样本的脊线端点对比向量中的元素个数为

步骤2054、SIM卡提取脊线分叉点距离矩阵中对角线上以及对角线一侧的元素生成脊线分叉点距离过渡矩阵，将脊线分叉点距离过渡矩阵转换为一维向量并去除一维向量中的对角线上的元素，生成注册指纹样本的脊线分叉点对比向量。

其中，由于对角上的元素等于0，无数学意义，因此需要去除。

脊线分叉点距离过渡矩阵为：

注册指纹样本的脊线分叉点对比向量为：

其中，注册指纹样本的脊线分叉点对比向量中的元素个数为

步骤206、移动终端向第三方服务器发送认证登录请求，该认证登录请求包括身份认证标识。

用户在移动终端上的第三方网站首页点击“SIM卡认证登录”键以向第三方服务器发送认证登录请求，该认证登录请求用于请求以SIM卡应用方式登录第三方网站，其中，第三方网站搭载于第三方服务器上。

身份认证标识可作为用户的唯一身份认证标识，优选地，身份认证标识为手机号码。该身份认证标识与SIM卡对应。

步骤207、第三方服务器向认证服务器发送第三方网站请求，该第三方网站请求包括身份认证标识。

步骤208、认证服务器向身份认证标识对应的SIM卡发送身份验证请求。

步骤209、SIM卡向移动终端发送用户确认登录指令。

该用户确认登录指令用于让用户确认是否登录第三方网站。具体地，用户确认登录指令可用于调用移动终端用户界面(User Interface，简称UI)弹窗以供用户通过移动终端UI弹窗确认是否登录第三方网站。

本步骤中，SIM卡可通过卡认证应用接收用户确认登录指令。

步骤210、移动终端根据用户确认登录指令提示用户确认登录，并接收用户输入的确认登录信息。

移动终端根据用户确认登录指令调用移动终端UI弹窗，弹出“是否登录第三方网站”的窗口，用户点击窗口确认登录以实现向移动终端输入确认登录信息。

步骤211、移动终端向SIM卡发送确认登录通知信息。

该确认登录通知信息用于通知SIM卡用户确认登录。

步骤212、SIM卡向移动终端发送输入生物样本指令。

该生物样本指令用于提示用户输入生物样本。具体地，生物样本指令可用于调用移动终端上的生物认证应用以提示用户输入生物样本。

SIM卡可通过卡认证应用接收确认登录通知信息并发送输入生物样本指令。

步骤213、移动终端根据输入生物样本指令提示用户输入待测生物样本，并接收用户输入的待测生物样本。

移动终端可根据输入生物样本指令提示用户通过生物认证应用输入待测生物样本，并接收用户通过生物认证应用输入的待测生物样本。具体地，用户可通过指纹采集器在生物认证应用的页面上输入待测生物样本。

步骤214、移动终端向SIM卡发送待测生物样本。

移动终端通过生物认证应用向SIM卡发送待测生物样本，SIM卡通过卡认证应用接收移动终端发送的待测生物样本。

步骤215、SIM卡计算出待测生物样本的待测对比向量。

具体地，SIM卡可通过卡认证应用计算出待测生物样本的待测对比向量。

本实施例中，待测生物样本为待测指纹样本，待测对比向量包括待测指纹样本的脊线端点对比向量和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量，则步骤215具体可包括：

步骤2151、SIM卡对待测指纹样本进行预处理生成待测指纹图像，从待测指纹图像中提取出脊线端点坐标和脊线分叉点坐标。

该步骤2151包括：

步骤2151a、SIM卡在接收到待测样本后会首先对待测指纹样本进行预处理生成待测指纹图像，例如，预处理可包括图像分割、增强、二值化、指纹脊线提取、脊线细化和去除噪声干扰。其中，去噪声干扰可以保证得出清晰的待测指纹图像。

步骤2151b、SIM卡通过检测模板对待测指纹图像进行识别，识别出脊线端点和脊线分叉点并识别出脊线端点坐标和脊线分叉点坐标。

具体地，检测模板为3×3模板，SIM卡通过3×3模板对待测指纹图像进行识别，识别出脊线端点和脊线分叉点。

参考图3a至图3c所示：

若t＝1且时，识别出目标检测点t为脊线端点E_{k_test}，其中，k_test＝1…n_{1_test}，n_{1_test}为待测指纹样本中脊线端点的个数。

若t＝1且时，识别出目标检测点t为脊线分叉点C_{k_test}，其中，k_test＝1…n_{2_test}，n_{2_test}为待测指纹样本中脊线分叉点的个数。

进一步地SIM卡还识别出脊线端点坐标和脊线分叉点坐标具体地，SIM卡可将注册指纹图像的左下角设置为坐标原点(0,0)，而后根据脊线端点的位置确定出脊线端点坐标以及根据脊线分叉点的位置确定出脊线分叉点坐标

则根据脊线端点坐标形成的脊线端点坐标集合为：

则根据脊线分叉点坐标形成的脊线分叉点坐标集合为：

步骤2152、SIM卡根据两两脊线端点坐标之间的距离生成脊线端点距离矩阵，根据两两脊线分叉点坐标之间的距离生成脊线分叉点距离矩阵。

该步骤2152包括：

步骤5152a、计算出脊线端点坐标集合中两两脊线端点坐标之间的距离，并根据两两脊线端点坐标之间的距离生成脊线端点距离矩阵。

脊线端点距离矩阵为：

中的各个元素即为两两脊线端点坐标之间的距离。其中，以计算脊线端点E_{2_test}与脊线端点E_{1_test}之间的距离为例进行说明：

其余两两脊线端点坐标之间的距离与的计算方法相同，此处不再具体描述。

特别地，对角线上的元素为脊线端点坐标与其本身之间的距离，即等于零。且对角线两侧的元素对称，因此对角线两侧对称的元素相等。

步骤5152b、计算出脊线分叉点坐标集合中两两脊线分叉点坐标之间的距离，并根据两两脊线分叉点坐标之间的距离生成脊线分叉点距离矩阵。

脊线分叉点距离矩阵为：

中的各个元素即为两两脊线分叉点坐标之间的距离。其中，以计算脊线分叉点C_{2_test}与脊线分叉点C_{1_test}之间的距离为例进行说明：

其余两两脊线分叉点坐标之间的距离与的计算方法相同，此处不再具体描述。

特别地，对角线上的元素为脊线分叉点坐标与其本身之间的距离，即等于零。且对角线两侧的元素对称，因此对角线两侧对称的元素相等。

步骤2153、SIM卡提取脊线端点距离矩阵中对角线上以及对角线一侧的元素生成脊线端点距离过渡矩阵，将脊线端点距离过渡矩阵转换为一维向量并去除一维向量中的对角线上的元素，生成待测指纹样本的脊线端点对比向量。

其中，由于对角上的元素等于0，无数学意义，因此需要去除。

待测指纹样本的脊线端点对比向量为：

其中，待测指纹样本的脊线端点对比向量中的元素个数为

步骤2154、SIM卡提取脊线分叉点距离矩阵中对角线上以及对角线一侧的元素生成脊线分叉点距离过渡矩阵，将脊线分叉点距离过渡矩阵转换为一维向量并去除一维向量中的对角线上的元素，生成待测指纹样本的脊线分叉点对比向量。

其中，由于对角上的元素等于0，无数学意义，因此需要去除。

待测指纹样本的脊线分叉点对比向量为：

其中，待测指纹样本的脊线分叉点对比向量中的元素个数为

步骤216、SIM卡计算出注册对比向量和待测对比向量的相似度。

该步骤216包括：

步骤2161、SIM卡比较注册指纹样本的脊线端点对比向量中的元素个数和待测指纹样本的脊线端点对比向量中的元素个数，并对注册指纹样本的脊线端点对比向量中的元素个数和待测指纹样本的脊线端点对比向量中的元素个数进行取最小值处理，得出脊线端点的元素个数最小值。

具体地，可通过如下公式：

得出元素个数最小值，其中，n_comparison为脊线端点的元素个数最小值。

经过对比，注册指纹样本的脊线端点对比向量和待测指纹样本的脊线端点对比向量中，元素个数较少维度较小，元素个数较多的维度较大。

步骤2162、SIM卡对注册指纹样本的脊线端点对比向量和待测指纹样本的脊线端点对比向量中元素个数多的进行降维处理得出降维处理后的注册指纹样本的脊线端点对比向量和待测指纹样本的脊线端点对比向量，以使降维处理后的注册指纹样本的脊线端点对比向量和待测指纹样本的脊线端点对比向量的维度相等。

具体地，SIM卡可通过主成分分析(Principle Component Analysis，简称PCA)算法将对注册指纹样本的脊线端点对比向量和待测指纹样本的脊线端点对比向量中元素个数多的进行降维处理。例如，若注册指纹样本的脊线端点对比向量中的元素个数较多，则SIM卡对注册指纹样本的脊线端点对比向量进行降维处理；若待测指纹样本的脊线端点对比向量中的元素个数较多，则SIM卡对待测指纹样本的脊线端点对比向量进行降维处理。

本步骤中，降维处理后的注册指纹样本的脊线端点对比向量和待测指纹样本的脊线端点对比向量的维度均为1×n_comparison。

降维处理后的注册指纹样本的脊线端点对比向量为：

降维处理后的待测指纹样本的脊线端点对比向量为：

降维处理后的注册指纹样本的脊线端点对比向量和待测指纹样本的脊线端点对比向量中元素的角标已经按照1…n_comparison的排列顺序重写。

步骤2163、SIM卡将降维处理后的注册指纹样本的脊线端点对比向量按照升序排列得出新注册指纹样本的脊线端点对比向量，并将降维处理后的待测指纹样本的脊线端点对比向量按照升序排列得出新待测指纹样本的脊线端点对比向量。

步骤2164、SIM卡根据脊线端点的元素个数最小值，计算出新注册指纹样本的脊线端点对比向量和新待测指纹样本的脊线端点对比向量之间的脊线端点的相关系数。

通过如下公式：

计算出脊线端点的相关系数，其中，ρ_E为脊线端点的相关系数，为新注册指纹样本的脊线端点对比向量，为新待测指纹样本的脊线端点对比向量。其中，ρ_E∈[0,1]，ρ_E越接近于1，两者之间的相关性越大；反之，说明两者之间的相关性越小。其中，脊线端点的相关系数可以为斯皮尔曼(Spearman)相关系数。

步骤2165、SIM卡比较注册指纹样本的脊线分叉点对比向量中的元素个数和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量中的元素个数，并对注册指纹样本的脊线分叉点对比向量中的元素个数和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量中的元素个数进行取最小值处理，得出脊线分叉点的元素个数最小值。

具体地，可通过如下公式：

得出元素个数最小值，其中，n'_comparison为脊线分叉点的元素个数最小值。

经过对比，注册指纹样本的脊线分叉点对比向量和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量中，元素个数较少维度较小，元素个数较多的维度较大。

步骤2166、SIM卡对注册指纹样本的脊线分叉点对比向量和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量中元素个数多的进行降维处理得出降维处理后的注册指纹样本的脊线分叉点对比向量和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量，以使降维处理后的注册指纹样本的脊线分叉点对比向量和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量的维度相等。

具体地，SIM卡可通过主成分分析(Principle Component Analysis，简称PCA)算法将对注册指纹样本的脊线分叉点对比向量和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量中元素个数多的进行降维处理。例如，若注册指纹样本的脊线端分叉点对比向量中的元素个数较多，则SIM卡对注册指纹样本的脊线分叉点对比向量进行降维处理；若待测指纹样本的脊线分叉点对比向量中的元素个数较多，则SIM卡对待测指纹样本的脊线分叉点对比向量进行降维处理。

本步骤中，降维处理后的注册指纹样本的脊线分叉点对比向量和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量的维度均为1×n'_comparison。

降维处理后的注册指纹样本的脊线分叉点对比向量为：

降维处理后的待测指纹样本的脊线分叉点对比向量为：

降维处理后的注册指纹样本的脊线分叉点对比向量和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量中元素的角标已经按照1…n'_comparison的排列顺序重写。

步骤2167、SIM卡将降维处理后的注册指纹样本的脊线分叉点对比向量按照升序排列得出新注册指纹样本的脊线分叉点对比向量，并将降维处理后的待测指纹样本的脊线分叉点对比向量按照升序排列得出新待测指纹样本的脊线分叉点对比向量。

步骤2168、SIM卡脊线分叉点的元素个数最小值，计算出新注册指纹样本的脊线分叉点对比向量和新待测指纹样本的脊线分叉点对比向量之间的脊线分叉点的相关系数。

通过如下公式：

计算出脊线分叉点的相关系数，其中，ρ_E为脊线分叉点的相关系数，为新注册指纹样本的脊线端点对比向量，为新待测指纹样本的脊线端点对比向量。其中，ρ_E∈[0,1]，ρ_E越接近于1，两者之间的相关性越大；反之，说明两者之间的相关性越小。其中，脊线分叉点的相关系数可以为Spearman相关系数。

步骤2169、SIM卡根据脊线端点的相关系数和脊线分叉点的相关系数，计算出注册对比向量和待测对比向量的相似度。

具体地，可通过如下公式：

S＝ω₁ρ_E+ω₂ρ_C计算出相似度，其中，S为相似度，

步骤217、SIM卡将相似度和设定阈值进行对比得出对比结果。

若对比出相似度大于设定阈值时，对比结果为认证成功；若对比出相似度小于或等于设定阈值时，对比结果为认证失败。

本实施例中，设定阈值为0.85，S的取值范围为0至1。

步骤218、SIM卡向第三方服务器发送对比结果。

步骤219、第三方服务器根据对比结果显示登录结果。

若对比结果为认证成功时，登录结果为登录成功；若对比结果为认证失败时，登录结果为登录失败。

本实施例提供的认证方法的技术方案中，计算出待测生物样本的待测对比向量，计算出预先存储的注册对比向量和待测对比向量的相似度，并将相似度和设定阈值进行对比得出对比结果，提高了认证过程的安全性，从而避免了用户个人隐私泄露。本实施例基于指纹样本实现认证过程，可实现安全身份认证对比，从而进一步提高了认证的安全性。本实施例中，由SIM卡实现生物样本注册、生物样本存储以及认证功能，由于SIM卡层面的加密机制由运营商可信基础设施把控，安全级别、鲁棒性能均较好，可等同于智能终端的加密隔离环境，在此安全环境下，用户通过移动终端与SIM卡进行交互，完成注册、认证流程，以实现本地认证，从而进一步提高了认证的安全性，本实施例可适用于暂无安全隔离环境支持的智能终端。

图4为本发明实施例三提供的一种SIM卡的结构示意图，如图4所示，该SIM卡包括收发模块11、计算模块12和比较模块13。

收发模块11用于接收移动终端发送的待测生物样本；计算模块12用于计算出待测生物样本的待测对比向量，并计算出预先存储的注册对比向量和所述待测对比向量的相似度；比较模块13用于将所述相似度和设定阈值进行对比得出对比结果。

本实施例提供的SIM卡的技术方案中，计算出待测生物样本的待测对比向量，计算出预先存储的注册对比向量和待测对比向量的相似度，并将相似度和设定阈值进行对比得出对比结果，提高了认证过程的安全性，从而避免了用户个人隐私泄露。

图5为本发明实施例四提供的一种认证系统的结构示意图，如图5所示，该认证系统包括SIM卡1和移动终端2。

移动终端2用于向SIM卡1发送待测生物样本。SIM卡1用于接收移动终端发送的待测生物样本，计算出待测生物样本的待测对比向量，计算出预先存储的注册对比向量和待测对比向量的相似度，并将相似度和设定阈值进行对比得出对比结果。

进一步地，该认证系统包括第三方服务器3。第三方服务器3用于接收SIM卡1发送的对比结果，并根据对比结果显示登录结果。

本实施例提供的认证系统的技术方案中，计算出待测生物样本的待测对比向量，计算出预先存储的注册对比向量和待测对比向量的相似度，并将相似度和设定阈值进行对比得出对比结果，提高了认证过程的安全性，从而避免了用户个人隐私泄露。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种认证方法，其特征在于，包括：

接收移动终端发送的待测生物样本；

计算出待测生物样本的待测对比向量，并计算出预先存储的注册对比向量和所述待测对比向量的相似度；

将所述相似度和设定阈值进行对比得出对比结果。

2.根据权利要求1所述的认证方法，其特征在于，所述接收移动终端发送的待测生物样本之前包括：

向移动终端发送输入生物样本指令，以供所述移动终端根据输入生物样本指令提示用户输入待测生物样本，并接收用户输入的待测生物样本。

3.根据权利要求1所述的认证方法，其特征在于，所述待测生物样本为待测指纹样本，所述待测对比向量包括待测指纹样本的脊线端点对比向量和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量；

所述计算出待测生物样本的待测对比向量包括：

对待测指纹样本进行预处理生成待测指纹图像，从待测指纹图像中提取出脊线端点坐标和脊线分叉点坐标；

根据两两脊线端点坐标之间的距离生成脊线端点距离矩阵，根据两两脊线分叉点坐标之间的距离生成脊线分叉点距离矩阵；

提取脊线端点距离矩阵中对角线上以及对角线一侧的元素生成脊线端点距离过渡矩阵，将脊线端点距离过渡矩阵转换为一维向量并去除一维向量中的对角线上的元素，生成待测指纹样本的脊线端点对比向量；

提取脊线分叉点距离矩阵中对角线上以及对角线一侧的元素生成脊线分叉点距离过渡矩阵，将脊线分叉点距离过渡矩阵转换为一维向量并去除一维向量中的对角线上的元素，生成待测指纹样本的脊线分叉点对比向量。

4.根据权利要求1所述的认证方法，其特征在于，所述注册对比向量包括注册指纹样本的脊线端点对比向量和注册指纹样本的脊线分叉点对比向量，所述待测对比向量包括待测指纹样本的脊线端点对比向量和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量；

所述计算出预先存储的注册对比向量和所述待测对比向量的相似度包括：

根据所述注册指纹样本的脊线端点对比向量和所述待测指纹样本的脊线端点对比向量，计算出脊线端点的相关系数；

根据所述待测指纹样本的脊线分叉点对比向量和所述待测指纹样本的脊线分叉点对比向量，计算出脊线分叉点的相关系数；

根据所述脊线端点的相关系数和所述脊线分叉点的相关系数，计算出注册对比向量和待测对比向量的相似度。

5.根据权利要求4所述的认证方法，其特征在于，所述根据所述注册指纹样本的脊线端点对比向量和所述待测指纹样本的脊线端点对比向量，计算出脊线端点的相关系数包括：

比较注册指纹样本的脊线端点对比向量中的元素个数和待测指纹样本的脊线端点对比向量中的元素个数，并对注册指纹样本的脊线端点对比向量中的元素个数和待测指纹样本的脊线端点对比向量中的元素个数进行取最小值处理，得出脊线端点的元素个数最小值；

对注册指纹样本的脊线端点对比向量和待测指纹样本的脊线端点对比向量中元素个数多的进行降维处理得出降维处理后的注册指纹样本的脊线端点对比向量和待测指纹样本的脊线端点对比向量，以使降维处理后的注册指纹样本的脊线端点对比向量和待测指纹样本的脊线端点对比向量的维度相等；

将降维处理后的注册指纹样本的脊线端点对比向量按照升序排列得出新注册指纹样本的脊线端点对比向量，并将降维处理后的待测指纹样本的脊线端点对比向量按照升序排列得出新待测指纹样本的脊线端点对比向量；

根据脊线端点的元素个数最小值，计算出新注册指纹样本的脊线端点对比向量和新待测指纹样本的脊线端点对比向量之间的脊线端点的相关系数。

6.根据权利要求4所述的认证方法，其特征在于，所述根据所述待测指纹样本的脊线分叉点对比向量和所述待测指纹样本的脊线分叉点对比向量，计算出脊线分叉点的相关系数包括：

比较注册指纹样本的脊线分叉点对比向量中的元素个数和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量中的元素个数，并对注册指纹样本的脊线分叉点对比向量中的元素个数和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量中的元素个数进行取最小值处理，得出脊线分叉点的元素个数最小值；

对注册指纹样本的脊线分叉点对比向量和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量中元素个数多的进行降维处理得出降维处理后的注册指纹样本的脊线分叉点对比向量和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量，以使降维处理后的注册指纹样本的脊线分叉点对比向量和待测指纹样本的脊线分叉点对比向量的维度相等；

将降维处理后的注册指纹样本的脊线分叉点对比向量按照升序排列得出新注册指纹样本的脊线分叉点对比向量，并将降维处理后的待测指纹样本的脊线分叉点对比向量按照升序排列得出新待测指纹样本的脊线分叉点对比向量；

根据脊线分叉点的元素个数最小值，计算出新注册指纹样本的脊线分叉点对比向量和新待测指纹样本的脊线分叉点对比向量之间的脊线分叉点的相关系数。

7.根据权利要求1所述的认证方法，其特征在于，所述将所述相似度和设定阈值进行对比得出对比结果之后还包括：

向第三方服务器发送所述对比结果，以供所述第三方服务器根据对比结果显示登录结果。

8.根据权利要求1至7任一所述的认证方法，其特征在于，所述将所述相似度和设定阈值进行对比得出对比结果包括：

若对比出所述相似度大于所述设定阈值时，所述对比结果为认证成功；

若对比出所述相似度小于或等于设定阈值时，所述对比结果为认证失败。

9.一种SIM卡，其特征在于，包括：

收发模块，用于接收移动终端发送的待测生物样本；

计算模块，用于计算出待测生物样本的待测对比向量，并计算出预先存储的注册对比向量和所述待测对比向量的相似度；

比较模块，用于将所述相似度和设定阈值进行对比得出对比结果。

10.一种认证系统，其特征在于，包括：SIM卡和移动终端；

所述移动终端，用于向所述SIM卡发送待测生物样本；

所述SIM卡，用于接收移动终端发送的待测生物样本，计算出待测生物样本的待测对比向量，计算出预先存储的注册对比向量和所述待测对比向量的相似度，并将所述相似度和设定阈值进行对比得出对比结果。

11.根据权利要求10所述的认证系统，其特征在于，还包括：第三方服务器；

所述第三方服务器，用于接收所述SIM卡发送的所述对比结果，并根据对比结果显示登录结果。