CN110210855A - 基于生物识别技术的硬件钱包防盗刷方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种基于生物识别技术的硬件钱包防盗刷方法及其系统，包括：硬件钱包端和智能手机端；基于生物识别技术，在智能手机APP端获取到用户个人生物特征数据，作为生成密钥的一个因子；再通过NFC将该因子传入硬件钱包中，利用该因子和硬件钱包自带的物理钥匙，生成硬件钱包的私钥和公钥，即钱包地址；用户在进行硬件钱包操作时无需记忆PIN码，且有效保证硬件钱包的安全性，避免硬件钱包盗刷。

Description

基于生物识别技术的硬件钱包防盗刷方法及系统

技术领域

本发明提供了一种基于生物识别技术的硬件钱包防盗刷解决系统及方法，属于实体化硬件钱包的加密货币的私钥安全技术领域，涉及指纹识别等生物识别技术和密码技术。

背景技术

随着区块链技术的发展和比特币等加密货币的流行，关于加密货币的交易流通出现了交易时间过长、交易费用过高、安全性不足和用户门槛高等问题。为了解决以上这些难题，业界人士提出了一种硬件钱包的方案，核心是通过用户使用私钥，进行资产处置。以一种物理形态存在，将用户线上的数字资产挪至线下，并可直接以交易实物的形式，完成链上数字资产的拥有权转移。从而缩短交易时间，降低交易成本，以及降低用户门槛。这种硬件钱包的设计逻辑是拥有实体化的加密货币等于拥有所对应的数字资产。硬件钱包将生成和存储私钥，且该私钥无法被导出或导入，通过NFC(Near Field Communication，近场通讯)与手机连接可获得私钥已签名的交易信息。但是这种实体化的硬件钱包，可能在用户不知情的情况下被人盗刷。攻击者只需要靠近硬件钱包，通过NFC设备就有可能将钱包的资产盗刷走。

为了解决这个问题，目前主要有以下解决方案：

(一)设置PIN码。PIN，全称Personal Identification Number。类似于保护手机SIM卡的PIN码，防止别人盗用SIM卡。该方案在每次用户刷硬件货币的资产时，强制用户输入PIN码。在攻击者不知道硬件货币的PIN码情况下，可以有效的防止盗刷的情况。但是该方案的缺陷在于，PIN码如果被攻击者获取，将变得完全无效；且PIN码长度设置引发很多问题，长度不足会导致安全性不足，长度过长又很难被用户记住。

(二)多签。多签的方式，是指多人共同管理硬件钱包上的数字资产，比如有3个人共同管理，要求至少2个人签名同意才可该硬件钱包上的数字资产。使用时，所有参与方均参与创建该多签钱包，发起人创建并邀请其他参与方加入。当所有参与方加入之后，多签地址生成，便可以打入资金。当任何一方发起多签的资产消费或转移时，其他参与方进行审批，达到同意人数下限即可完成操作。通过这种多人管理资产的方式，提高了安全性。以3-5这种模式来说，即使出现2个人硬件钱包被盗刷或出现某些安全问题，资产依然安全可用。黑客需要盗刷，起码同时盗刷3个人以上，难度非常大。这种多签方式，非常适合公司机构存放数字货币、朋友合伙资金和家庭使用等应用场景。但对于个人而言，这种方式会略显繁琐。

目前，生物识别技术被广泛的应用在我们的日常生活中，比如手机的屏幕解锁，智能门锁的开锁、身份认证等。生物识别技术主要是指通过人类生物特征进行身份认证的一种技术，人类的生物特征通常具有可以测量或可自动识别和验证、遗传性或终身不变等特点，因此生物识别认证技术较传统认证技术存在较大的优势。生物识别系统对生物特征进行取样，提取其特征并且转化成数字代码，并进一步将这些代码组成特征模板。由于微处理器及各种电子元器件成本不断下降，精度逐渐提高，生物识别系统逐渐应用于商业上的授权控制如门禁、企业考勤管理系统安全认证等领域。用于生物识别的生物特征有手形、指纹、脸形、虹膜、视网膜、脉搏、耳廓等，行为特征有签字、声音、按键力度等。基于这些特征，人们已经发展了手形识别、指纹识别、面部识别、发音识别、虹膜识别、签名识别等多种生物识别技术。

综上，从方便个人的数字资产管理，提供硬件钱包的安全性的角度，现行的技术方案均存在着一定缺陷，难以满足实际应用需求。而且，目前尚未出现结合生物识别技术有效防止硬件钱包被轻易盗刷的方便实用的技术方案。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的不足，本发明提出了一种基于生物识别技术的硬件钱包防盗刷方法及系统。本发明提供的解决方案利用生物识别技术避免硬件钱包被轻易盗刷的情况，且方便使用，能够满足个人数字资产安全性的要求。

本发明通过指纹识别等生物识别技术，在手机APP端获取到用户个人的指纹等生物特征数据，比如指纹key，作为生成密钥的一个因子。通过NFC，将该指纹key传入硬件钱包中，然后将其结合硬件钱包中的物理key，生成最终的硬件钱包的私钥和公钥(即钱包地址)。每次用户在进行硬件钱包的数字资产操作时，都需要用户在手机APP上输入指纹等生物特征数据，才能完成操作。从而避免了盗刷的问题，同时也省去了记忆PIN码的麻烦。该方案能很好的在现有大部分手机上实施，经济有效，可行性高。

本发明主要包括手机APP端和硬件钱包端。其中，手机APP端包括用户指纹录入等生物特征获取功能，指纹key等生物特征数据作为生成密钥的一个因子，与硬件钱包的物理key最终合成私钥和公钥；硬件钱包端负责保存录入的指纹库、指纹对比、物理key和指纹key合成私钥和公钥(即钱包地址)。硬件钱包创建前，用户收到一个新的硬件钱包，需要将其靠近手机通过NFC进行通信，通过手机APP端将用户指纹数据录入到硬件钱包的TPM(可信硬件)的存储设备中。通过指纹key和硬件钱包的物理key生成最终的私钥和公钥，即交易使用的钱包地址。交易阶段，用户想使用硬件钱包进行交易，需要同时将手指放置在手机指纹采集位置，同时将硬件钱包(如采用以太币)靠近手机NFC，以太币接收到手机通过NFC传过来的指纹数据，进行比对，确定指纹是和初始化存储的指纹一致，以进一步提取出指纹key，和物理key生成最后的私钥和公钥，对交易信息进行有效签名以完成交易。如果没有合法用户将指纹输入，实体以太币即使被攻击者拿到也无法进行盗刷。通过结合指纹识别甚至人脸识别等生物识别的技术，融入双因子认证方案让实体以太币变得更加安全可靠。

本发明提供的技术方案是：

一种基于生物识别技术的硬件钱包防盗刷方法，实现对硬件钱包的安全性进行有效的保证，具体实施步骤如下：

硬件钱包创建时，执行如下操作：

1)用户将硬件钱包靠近手机，硬件钱包与手机通过NFC进行通信，同时通过手机APP端获取到用户的生物特征数据(例如指纹、人脸和虹膜)，并通过NFC传入到硬件钱包中的存储设备中。

2)硬件钱包将生物特征数据生成生物特征钥匙(如指纹key)，再利用硬件钱包自带的硬件key(物理Key，物理钥匙)，生成最终用于签名交易信息的私钥和公钥，即钱包地址，并保存在存储设备中，比如Flash Memory(闪存存储器)中。

硬件钱包进行交易时：

1)用户将硬件钱包通过NFC接触手机，并通过手机获取生物特征数据(将手指放在手机的指纹感应处)，硬件钱包获取该生物特征数据(指纹信息)，验证该生物特征数据与已经存储在存储设备中的用户的生物特征的信息是否可以相匹配。

2)若有匹配到，可获取到之前生成的唯一的公钥私钥对，并使用私钥对交易信息进行签名。

3)若没有匹配到，硬件钱包通过NFC向手机APP端返回指纹不匹配的提示。手机APP

端提示用户重新输入指纹，重复步骤1)。

本发明提供一种基于生物识别技术的硬件钱包防盗刷系统，包括：实体化的硬件钱包端和智能手机端；智能手机端负责与用户交互，硬件钱包端负责在后台判断交易是否合法以及进行数据交易处理。具体地：

A.智能手机设置APP；APP包括：指纹获取模块和数据交换模块；

一、手机APP端模块：该模块完成生物特征数据(指纹数据)的输入、与硬件钱包的数据交换。在用户创建硬件钱包时，完成指纹库的获取。在硬件钱包交易时，完成用户的指纹获取。在各个阶段，都将完成通过NFC与硬件钱包的数据交换，以将指纹数据传入硬件钱包和完成提示用户指纹是否正确的功能。

B.实体化的硬件钱包端包括：生物特征(指纹)存储模块、指纹对比模块、指纹key生成模块、私钥和公钥生成模块、私钥签名模块；

二、硬件钱包模块：该模块完成将指纹数据的存储、指纹数据的对比、指纹key的生成、私钥和公钥的生成、以及对交易信息进行私钥签名的操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供一种基于生物识别技术的硬件钱包防盗刷方法及系统，能够避免盗刷问题，同时也可省去记忆PIN码的麻烦。本发明技术方案能在现有大部分手机上实施，经济有效，可行性高，能够满足个人数字资产安全性和可靠性的要求。

附图说明

图1是本发明方法的流程框图。

图2是本发明具体实施例的手机APP界面截图。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例进一步描述本发明，但不以任何方式限制本发明的范围。

本发明提供一种基于生物识别技术的硬件钱包防盗刷系统及方法。目前，生物识别技术被广泛的应用在人们的日常生活中，比如手机的屏幕解锁，智能门锁的开锁、身份认证等。生物识别技术主要是指通过人类生物特征进行身份认证的一种技术，人类的生物特征通常具有可以测量或可自动识别和验证、遗传性或终身不变等特点，因此生物识别认证技术较传统认证技术存在较大的优势。生物识别系统对生物特征进行取样，提取其特征并且转化成数字代码，并进一步将这些代码组成特征模板。由于微处理器及各种电子元器件成本不断下降，精度逐渐提高，生物识别系统逐渐应用于商业上的授权控制如门禁、企业考勤管理系统安全认证等领域。用于生物识别的生物特征有手形、指纹、脸形、虹膜、视网膜、脉搏、耳廓等，行为特征有签字、声音、按键力度等。基于这些特征，人们已经发展了手形识别、指纹识别、面部识别、发音识别、虹膜识别、签名识别等多种生物识别技术。

图1所示是本发明提供方法的流程。图2是本发明具体实施例的手机APP界面截图。其中，指纹库是从手机APP端录入的指纹数据库，为合法用户的指纹数据。指纹key是指纹库中的某一条指纹数据。将手机传输过来的指纹数据与指纹库数据进行比对后，若与某条指纹数据相同，则将其作为指纹key输出。物理key：是硬件钱包生成的具有真随机数性质的key值。其将和指纹key用过某种密码算法进行合成，生成最终用于交易的私钥和公钥(钱包地址)。

本发明的具体实施方式如下：

硬件钱包创建时，

1)用户通过手机APP端将指纹数据输入，并且允许输入多个指纹，从而实现允许多人操作该硬件钱包的数字资产的功能。

2)指纹输入时，需要将手机靠近硬件钱包，通过NFC将指纹数据传入硬件钱包。硬件钱包将传入的指纹数据存储在存储设备中进行保存。同时，硬件钱包根据指纹数据生成一个指纹key，和自带的物理key，生成用于交易的私钥和公钥(钱包地址)。

硬件钱包交易时，

3)用户通过手机APP端输入指纹数据，手机APP端将指纹数据传入硬件钱包。

4)硬件钱包将指纹数据与指纹库进行核对，如果有匹配的指纹，则使用之前生成的私钥对交易信息进行签名，将签名数据返回手机APP端，完成交易。

5)如果指纹数据与指纹库的数据没有匹配结果，硬件钱包将指纹不匹配的结果返回手机APP端，提示用户重新输入指纹。

本发明具体实施时，基于生物识别技术实现了一种硬件钱包防盗刷系统，主要包括以下二大模块：手机APP端模块、硬件钱包模块。

一、手机APP端模块：该模块完成生物特征数据(指纹数据)的输入、与硬件钱包的数据交换。在用户创建硬件钱包时，完成指纹库的获取。在硬件钱包交易时，完成用户的指纹获取。在各个阶段，都将完成通过NFC与硬件钱包的数据交换，以将指纹数据传入硬件钱包和完成提示用户指纹是否正确的功能。

二、硬件钱包模块：该模块完成将生物特征数据(指纹数据)的存储、指纹数据的对比、指纹key的生成、私钥和公钥的生成、以及对交易信息进行私钥签名的操作。

需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (5)

1.一种基于生物识别技术的硬件钱包防盗刷方法，基于生物识别技术，在智能手机APP端获取到用户个人生物特征数据，作为生成密钥的一个因子；再通过NFC将该因子传入硬件钱包中，利用该因子和硬件钱包自带的物理钥匙，生成硬件钱包的私钥和公钥，即钱包地址；用户在进行硬件钱包操作时无需记忆PIN码，且有效保证硬件钱包的安全性，避免硬件钱包盗刷；所述防盗刷方法包括步骤如下：

一、硬件钱包创建时，执行如下操作：

1)用户将硬件钱包靠近智能手机，硬件钱包与手机通过NFC进行通信，同时通过手机APP端获取到用户的生物特征数据，并通过NFC传入到硬件钱包的存储设备中；

2)硬件钱包将生物特征数据生成生物特征key，再利用硬件钱包自带的物理钥匙，生成用于签名交易信息的私钥和公钥，即钱包地址，并保存在存储设备中；

硬件钱包进行交易时：

3)用户将硬件钱包通过NFC接触手机，通过手机采集用户个人的生物特征数据，硬件钱包获取该生物特征数据，验证该生物特征数据与步骤1)中传入硬件钱包的存储设备的生物特征信息是否相匹配；

4)若二者相匹配，则获取步骤2)生成的唯一的公钥私钥对，并使用私钥对交易信息进行签名；

5)若二者不匹配，则件钱包通过NFC向手机APP端返回信息配的提示；手机APP端提示用户重新采集生物特征数据，即重新执行步骤1)。

2.如权利要求1所述基于生物识别技术的硬件钱包防盗刷方法，其特征是，用户的生物特征包括用户指纹、人脸或虹膜。

3.如权利要求1所述基于生物识别技术的硬件钱包防盗刷方法，其特征是，步骤2)所述存储设备包括闪存存储器。

4.一种基于生物识别技术的硬件钱包防盗刷系统，包括：硬件钱包端和智能手机端；智能手机端用于与用户进行交互；硬件钱包端用于在后台判断交易是否合法以及进行数据交易处理；

A.智能手机设置APP，包括：指纹获取模块和数据交换模块；APP用于实现用户个人的生物特征数据的输入及与硬件钱包的数据交换；在用户创建硬件钱包时获取指纹库的信息，在硬件钱包交易时用于获取用户的指纹；用于操作过程中通过NFC与硬件钱包的数据交换，将生物特征数据传入硬件钱包并提示用户指纹是否正确；

B.硬件钱包端包括：生物特征存储模块、生物特征对比模块、生物特征钥匙生成模块、私钥和公钥生成模块、私钥签名模块；用于生物特征数据的存储、生物特征数据的对比、生物特征钥匙的生成、私钥和公钥的生成、以及对交易信息进行私钥签名的操作。

5.如权利要求4所述基于生物识别技术的硬件钱包防盗刷系统，其特征是，用户的生物特征包括用户指纹、人脸或虹膜。