CN110490051A - 虹膜识别系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种虹膜识别系统和方法,系统包括识别端、服务端和密钥管理端;密钥管理端用于生成量子密钥,并通过量子信道分别向识别端和服务端发送量子密钥;识别端用于基于量子密钥将第一密钥加密为第二密钥,并通过量子信道向服务端发送第二密钥;获取虹膜特征,并基于第一密钥将虹膜特征加密为加密特征,并通过无线信道向服务端发送加密特征;服务端用于基于量子密钥对第二密钥进行解密,获取第一密钥;基于第一密钥对加密特征进行解密,得到虹膜特征,并基于虹膜特征获取识别结果。本发明实施例提供的虹膜识别系统和方法,保证了识别端和服务端之间信息传输的安全性,能够满足绝大多数应用场景的安全需求,扩宽了虹膜识别的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及安防技术领域,尤其涉及一种虹膜识别系统和方法。
背景技术
虹膜识别技术是基于眼睛中的虹膜进行身份识别的技术。在包括指纹在内的所有生物识别技术中,虹膜识别是当前应用最为方便和精确的一种。虹膜识别技术被广泛认为是二十一世纪最具有发展前途的生物认证技术,市场应用前景非常广阔。
目前,在虹膜识别应用场景中,通常采用传统的无线通信技术接入移动互联网,例如通过Wi-Fi路由器实现用于虹膜特征采集的装置和用于虹膜特征识别的装置之间的网络连接。然而,Wi-Fi等传统无线通信技术,容易遭受攻击,安全性差。尤其是在一些高安全属性的应用场景,传统无线通信技术无法保证数据传输的高安全性,关于虹膜识别过程中传输的高私密度的信息,例如用户虹膜特征的仿冒伪造、中间人攻击和数据传输过程中的窃取破解问题层出不穷,存在极大的安全隐患。
因而,如何在实现虹膜识别的同时,保证信息安全,仍然是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种虹膜识别系统和方法,用以解决现有的虹膜识别系统采用传统无线通信技术无法保障信息安全的问题。
第一方面,本发明实施例提供一种虹膜识别系统,包括识别端、服务端和密钥管理端;
所述密钥管理端用于生成量子密钥,并通过量子信道分别向所述识别端和所述服务端发送所述量子密钥;
所述识别端用于基于所述量子密钥将第一密钥加密为第二密钥,并通过量子信道向所述服务端发送所述第二密钥;获取虹膜特征,并基于所述第一密钥将所述虹膜特征加密为加密特征,并通过无线信道向所述服务端发送所述加密特征;
所述服务端用于基于所述量子密钥对所述第二密钥进行解密,获取所述第一密钥;基于所述第一密钥对所述加密特征进行解密,得到所述虹膜特征,并基于所述虹膜特征获取识别结果。
优选地,所述识别端包括识别端加解密模块;
所述识别端加解密模块用于从若干个所述量子密钥中选取任一所述量子密钥,基于所述任一量子密钥将第一密钥加密为第二密钥,并通过量子信道向所述服务端发送所述第二密钥以及所述任一量子密钥的密钥ID;
对应地,所述服务端还包括服务端加解密模块;
所述服务端加解密模块用于基于所述密钥ID从若干个所述量子密钥中选取所述任一量子密钥,并基于所述任一量子密钥对所述第二密钥进行解密,获取所述第一密钥。
优选地,所述识别端还包括识别端无线模块;
所述识别端加解密模块还用于基于所述第一密钥将所述虹膜特征加密为加密特征,并将所述加密特征传输至所述识别端无线模块;
所述识别端无线模块用于将所述加密特征通过无线信道发送至所述服务端;
对应地,所述服务端还包括服务端无线模块;
所述服务端无线模块用于接收所述识别端通过无线信道发送的所述加密特征,并将所述加密特征传输至所述服务端加解密模块;
所述服务端加解密模块还用于基于所述第一密钥对所述加密特征进行解密,获取所述虹膜特征。
优选地,所述服务端还包括虹膜对比模块;
所述虹膜对比模块用于基于所述虹膜特征和预先存储的虹膜特征数据库中的每一预存虹膜特征进行匹配,获取识别结果。
优选地,所述服务端加解密模块还用于基于所述第一密钥将所述识别结果加密为加密结果,并将所述加密结果传输至服务端无线模块;
所述服务端无线模块用于将所述加密结果通过无线信道发送至所述识别端;
所述识别端无线模块还用于接收所述服务端通过无线信道发送的所述加密结果,并将所述加密结果传输至所述识别端加解密模块;
所述识别端加解密模块还用于基于所述第一密钥将所述加密结果解密为识别结果。
优选地,所述识别端还包括虹膜采集模块和特征提取模块;
其中,所述虹膜采集模块用于采集虹膜图像;
所述特征提取模块用于基于所述虹膜图像获取所述虹膜特征,并将所述虹膜特征传输至所述识别端加解密模块。
第二方面,本发明实施例提供一种基于第一方面提供的虹膜识别系统的虹膜识别方法,包括:
接收识别端通过无线信道发送的加密特征;所述加密特征是所述识别端基于第一密钥对虹膜特征进行加密得到的;
基于所述第一密钥对所述加密特征进行解密,得到所述虹膜特征;其中,所述第一密钥是基于量子密钥对所述识别端通过量子信道发送的第二密钥解密得到的;所述量子密钥是密钥管理端生成并通过量子信道发送给所述识别端和服务端的;所述第二密钥是所述识别端基于所述量子密钥对所述第一密钥加密得到的;
基于所述虹膜特征获取识别结果。
优选地,所述基于第一密钥对所述加密特征进行解密,得到虹膜特征,之前还包括:
接收所述密钥管理端通过量子信道发送的若干个量子密钥;
接收所述识别端通过量子信道发送的第二密钥和密钥ID;所述密钥ID是所述识别端在将所述第一密钥加密为所述第二密钥时应用的任一所述量子密钥的密钥ID;
基于所述密钥ID从所述若干个量子密钥中选取所述任一量子密钥;
基于所述任一量子密钥对所述第二密钥进行解密,得到所述第一密钥。
第三方面,本发明实施例提供一种基于第一方面提供的虹膜识别系统的虹膜识别方法,包括:
基于第一密钥对虹膜特征进行加密,得到加密特征;
将所述加密特征通过无线信道发送至服务端,以使得所述服务端能够接收所述加密特征,基于所述第一密钥对所述加密特征进行解密,得到所述虹膜特征,并基于所述虹膜特征获取识别结果;
其中,所述服务端的所述第一密钥是所述服务端基于量子密钥对所述识别端通过量子信道发送的第二密钥解密得到的;所述量子密钥是密钥管理端生成并通过量子信道发送给识别端和所述服务端的;所述第二密钥是基于所述量子密钥对所述第一密钥加密得到的。
优选地,所述将所述加密特征通过无线信道发送至服务端,以使得所述服务端能够接收所述加密特征,基于所述第一密钥对所述加密特征进行解密,得到所述虹膜特征,并基于所述虹膜特征获取识别结果,之前还包括:
接收所述密钥管理端通过量子信道发送的若干个量子密钥;
从所述若干个量子密钥中选取任一所述量子密钥;
基于所述任一量子密钥将所述第一密钥加密为所述第二密钥;
将所述第二密钥和所述任一量子密钥的密钥ID通过量子信道发送至服务端,以使得所述服务端能够基于所述密钥ID从所述若干个量子密钥中选取所述任一量子密钥,并基于所述任一量子密钥对所述第二密钥进行解密,得到所述第一密钥。
本发明实施例提供的一种虹膜识别系统和方法,通过密钥管理端生成的量子密钥,实现对识别端和服务端之间的无线信道进行信息传输加解密的第一密钥的同步,确保第一密钥的同步安全可靠,降低了第一密钥的泄露风险,进而保证了识别端和服务端之间信息传输的安全性,能够满足绝大多数应用场景的安全需求,扩宽了虹膜识别的应用范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的虹膜识别系统的结构示意图;
图2为本发明另一实施例提供的虹膜识别系统的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的虹膜识别方法的流程示意图;
图4本发明另一实施例提供的虹膜识别方法的流程示意图;
附图标记说明:
110-识别端; 120-服务端; 130-密钥管理端;
111-虹膜采集模块; 112-特征提取模块; 113-识别端加解密模块;
114-识别端无线模块; 121-服务端无线模块; 122-服务端加解密模块;
123-虹膜对比模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
针对现有的虹膜识别系统,直接采用传统的无线通信技术接入移动互联网,容易引发高私密度信息的仿冒伪造、中间人攻击和数据传输过程中的窃取破解,无法满足高安全属性的应用场景需求的问题,本发明实施例提供了一种虹膜识别系统。图1为本发明实施例提供的虹膜识别系统的结构示意图,如图1所示,该系统包括识别端110、服务端120和密钥管理端130;密钥管理端130用于生成量子密钥,并通过量子信道分别向识别端110和服务端120发送量子密钥;识别端110用于基于量子密钥将第一密钥加密为第二密钥,并通过量子信道向服务端120发送第二密钥;获取虹膜特征,并基于第一密钥将虹膜特征加密为加密特征,并通过无线信道向服务端120发送加密特征;服务端120用于基于量子密钥对第二密钥进行解密,获取第一密钥;基于第一密钥对加密特征进行解密,得到虹膜特征,并基于虹膜特征获取识别结果。
具体地,现有的虹膜识别系统包括识别端110和服务端120,识别端110和服务端120通过无线信道连接。此处,无线信道可以是通过Wi-Fi、3G、4G等技术实现的,本发明实施例对此不作具体限定。识别端110用于采集虹膜特征,并通过无线信道将虹膜特征发送给服务端120,服务端120用于对虹膜特征进行识别,获取识别结果。在此基础上,本发明实施例中提供的虹膜识别系统还包括密钥管理端130,密钥管理端130是基于量子通讯技术构建的,密钥管理端130用于生成量子密钥,并将生成的量子密钥通过量子信道分别发送给识别端110和服务端120。
量子通讯(Quantum Communication)是指利用量子力学原理对量子态进行操控的一种通信形式,可以有效解决信息安全问题。基于量子通讯技术生成的量子密钥,是随机的、安全的密钥,将量子密钥分发给识别端110和服务端120后,识别端110和服务端120可以基于量子密钥进行加密、解密消息,从而实现安全通信。
识别端110在接收到密钥管理端130通过量子信道发送的量子密钥后,基于量子密钥对第一密钥进行加密,得到加密后的第一密钥,即第二密钥。此处,第一密钥是识别端110在虹膜识别过程中,通过无线信道进行信息传输时使用的密钥,用于对需要通过无线信道传输的信息进行加解密。随后,识别端110将第二密钥通过量子信道发送至服务端120。服务端120在接收到第二密钥后,可以基于密钥管理端130通过量子信道发送的量子密钥对第二密钥进行解密,进而得到第一密钥,由此实现识别端110和服务端120在虹膜识别过程中所需使用的第一密钥的安全同步。
在虹膜识别过程中,识别端110获取待识别的虹膜特征,并通过第一密钥对虹膜特征进行虹膜特征进行加密,得到加密后的虹膜特征,即加密特征。随后,识别端110将加密特征通过无线信道发送至服务端120,服务端120在接收到加密特征后,通过第一密钥对加密特征进行解密,得到虹膜特征,再基于虹膜特征进行虹膜识别,获取识别结果。此处,识别结果可以是虹膜特征对应的用户信息,还可以是虹膜特征对应的用户的权限,还可以是虹膜特征对应的用户是否为授权用户等,本发明实施例对此不作具体限定。
本发明实施例提供的系统,通过密钥管理端生成的量子密钥,实现对识别端和服务端之间的无线信道进行信息传输加解密的第一密钥的同步,确保第一密钥的同步安全可靠,降低了第一密钥的泄露风险,进而保证了识别端和服务端之间信息传输的安全性,能够满足绝大多数应用场景的安全需求,扩宽了虹膜识别的应用范围。
基于上述实施例,该系统中,识别端包括识别端加解密模块;识别端加解密模块用于从若干个量子密钥中选取任一量子密钥,基于该量子密钥将第一密钥加密为第二密钥,并通过量子信道向服务端发送第二密钥以及该量子密钥的密钥ID;对应地,服务端还包括服务端加解密模块;服务端加解密模块用于基于密钥ID从若干个所述量子密钥中选取该量子密钥,并基于该量子密钥对第二密钥进行解密,获取第一密钥。
具体地,密钥管理端分发给识别端和服务端的量子密钥可能有多个。在进行第一密钥的同步时,识别端加解密模块可以从密钥管理端分发的多个量子密钥中,任意选取一个量子密钥用于第一密钥的加密。完成第一密钥的加密,得到第二密钥后,识别端在通过量子信道向服务端发送第二密钥时,还需要一并发送用于加密第一密钥的量子密钥的密钥ID,以便于服务端根据密钥ID从多个量子密钥中选取用于解密第二密钥的量子密钥。此处,密钥ID是量子密钥的身份标识。
服务端加解密模块在接收到识别端加解密模块通过量子信道传输的第二密钥和密钥ID后,基于密钥ID从密钥管理端分发的多个量子密钥中选取用于对第二密钥进行解密的量子密钥。在选取得到密钥ID对应的量子密钥后,服务端加解密模块基于该量子密钥对第二密钥进行解密,得到解密后的第二密钥,即第一密钥。
基于上述任一实施例,该系统中,识别端还包括识别端无线模块;识别端加解密模块还用于基于第一密钥将虹膜特征加密为加密特征,并将加密特征传输至识别端无线模块;识别端无线模块用于将加密特征通过无线信道发送至服务端;对应地,服务端还包括服务端无线模块;服务端无线模块用于接收识别端通过无线信道发送的加密特征,并将加密特征传输至服务端加解密模块;服务端加解密模块还用于基于第一密钥对加密特征进行解密,获取虹膜特征。
具体地,为了实现识别端和服务端之间的无线通信,识别端还包括识别端无线模块,服务端还包括服务端无线模块。此处,无线模块可以是Wi-Fi通信模块,或者3G/4G通信模块、ZigBee通信模块等,本发明实施例对此不作具体限定。
在识别端和服务端已经实现第一密钥的同步后,识别端加解密模块可以基于第一密钥将虹膜特征加密为加密特征,并将加密特征传输至识别端无线模块,由识别端无线模块将加密特征通过无线信道传输至服务端中包含的服务端无线模块。服务端无线模块在接收到加密特征后,将加密特征传输至服务端加解密模块,由服务端加解密模块基于第一密钥对加密特征进行解密,得到解密后的虹膜特征。
基于上述任一实施例,该系统中,服务端还包括虹膜对比模块;虹膜对比模块用于基于虹膜特征和预先存储的虹膜特征数据库中的每一预存虹膜特征进行匹配,获取识别结果。
具体地,在服务端加解密模块对加密特征进行解密,得到虹膜特征后,将虹膜特征传输至虹膜对比模块,由虹膜对比模块基于虹膜特征和预先存储的虹膜特征数据库中的每一预存虹膜特征进行匹配,以实现虹膜识别,获取识别结果。此处,虹膜特征数据库中包含有预先存储的虹膜特征,即预存虹膜特征。针对虹膜特征与每一预存虹膜特征进行匹配,例如,获取虹膜特征与任一预存虹膜特征的匹配度,如果匹配度大于等于预先设定的匹配度阈值,则确认虹膜特征与该预存虹膜特征匹配,虹膜特征对应的用户即该预存虹膜特征对应的用户,由此生成识别结果。
基于上述任一实施例,该系统中,服务端加解密模块还用于基于第一密钥将识别结果加密为加密结果,并将加密结果传输至服务端无线模块;服务端无线模块用于将加密结果通过无线信道发送至识别端;识别端无线模块还用于接收服务端通过无线信道发送的加密结果,并将加密结果传输至识别端加解密模块;识别端加解密模块还用于基于第一密钥将加密结果解密为识别结果。
具体地,识别端和服务端之间的无线信道,除了用于传输加密后的虹膜特征以进行虹膜识别外,还可以用于传输识别结果,使得识别端能够获知虹膜特征对应的识别结果。
在虹膜对比模块得到识别结果后,虹膜对比模块可以将识别结果传输至服务端加解密模块,由服务端加解密模块基于第一密钥对识别结果进行加密,得到加密结果,并将加密结果传输至服务端无线模块,由服务端无线模块将加密结果通过无线信道发送至识别端无线模块。
识别端无线模块在接收到加密结果后,将加密结果传输至识别端加解密模块,由识别端加解密模块基于第一密钥对加密结果进行解密,得到识别结果。
基于上述任一实施例,该系统中,识别端还包括虹膜采集模块和特征提取模块;其中,虹膜采集模块用于采集虹膜图像;特征提取模块用于基于虹膜图像获取虹膜特征,并将虹膜特征传输至识别端加解密模块。
具体地,虹膜图像即当前需要进行识别的用户的虹膜图像,虹膜采集模块用于采集虹膜图像,并将虹膜图像传输至特征提取模块。虹膜采集模块可以是任意种类的图像采集设备,例如摄像头、相机等。特征提取模块在得到虹膜图像后,需要对虹膜图像进行特征提取,获取虹膜特征,此处,虹膜特征的提取方法有多种,例如相位分析方法、过零点检测方法、纹理分析方法和局部特征分析方法等。
基于上述任一实施例,图2为本发明另一实施例提供的虹膜识别系统的结构示意图,如图2所示,该系统包括识别端110、服务端120和密钥管理端130;其中,识别端110包括虹膜采集模块111、特征提取模块112、识别端加解密模块113和识别端无线模块114;服务端120包括服务端无线模块121、服务端加解密模块122和虹膜对比模块123。密钥管理端130通过量子信道分别与识别端加解密模块113和服务端加解密模块122连接,且识别端加解密模块113与服务端加解密模块122通过量子信道连接,图2中将量子信道用虚线箭头表示。此外,识别端无线模块114与服务端无线模块121通过无线信道连接,图2中将无线信道用于实线箭头表示。
在虹膜识别之前,密钥管理端130用于生成多个量子密钥,并将生成的量子密钥通过量子信道分别发送给识别端加解密模块113和服务端加解密模块122。
识别端加解密模块113在接收到多个量子密钥后,从密钥管理端130分发的多个量子密钥中,任意选取一个量子密钥对第一密钥进行加密,得到第二密钥并通过量子信道向服务端加解密模块122发送第二密钥以及用于加密第一密钥的量子密钥的密钥ID。
服务端加解密模块122在接收到识别端加解密模块113通过量子信道传输的第二密钥和密钥ID后,基于密钥ID从密钥管理端130分发的多个量子密钥中选取用于对第二密钥进行解密的量子密钥。在选取得到密钥ID对应的量子密钥后,服务端加解密模块122基于该量子密钥对第二密钥进行解密,得到解密后的第二密钥,即第一密钥。
在执行虹膜识别时,识别端110中,虹膜采集模块111采集虹膜图像,并将虹膜图像传输至特征提取模块112。特征提取模块112在得到虹膜图像后,对虹膜图像进行特征提取,获取虹膜特征,并将虹膜特征传输至识别端加解密模块113。随后,由识别端加解密模块113基于第一密钥将虹膜特征加密为加密特征,并将加密特征传输至识别端无线模块114,由识别端无线模块114将加密特征通过无线信道传输至服务端120中包含的服务端无线模块121。
服务端无线模块121在接收到加密特征后,将加密特征传输至服务端加解密模块122,由服务端加解密模块122基于第一密钥对加密特征进行解密,得到解密后的虹膜特征,并将虹膜特征传输至虹膜对比模块123,由虹膜对比模块123基于虹膜特征和预先存储的虹膜特征数据库中的每一预存虹膜特征进行匹配,以实现虹膜识别,获取识别结果。
虹膜对比模块123在得到识别结果后,将识别结果返回服务端加解密模块122,由服务端加解密模块122基于第一密钥对识别结果进行加密,得到加密结果,并将加密结果传输至服务端无线模块121,由服务端无线模块121将加密结果通过无线信道发送至识别端无线模块114。
识别端无线模块114在接收到加密结果后,将加密结果传输至识别端加解密模块113,由识别端加解密模块113基于第一密钥对加密结果进行解密,得到识别结果。
本发明实施例提供的系统,通过密钥管理端生成的量子密钥,实现对识别端和服务端之间的无线信道进行信息传输加解密的第一密钥的同步,确保第一密钥的同步安全可靠,降低了第一密钥的泄露风险,进而保证了识别端和服务端之间信息传输的安全性,能够满足绝大多数应用场景的安全需求,扩宽了虹膜识别的应用范围。
基于上述任一实施例,图3为本发明实施例提供的虹膜识别方法的流程示意图,如图3所示,该方法的执行主体即服务端,该方法包括:
步骤310,接收识别端通过无线信道发送的加密特征;加密特征是识别端基于第一密钥对虹膜特征进行加密得到的。
具体地,加密特征即加密后的待识别的虹膜特征。识别端在得到待识别的虹膜特征后,基于第一密钥对对虹膜特征进行加密,得到加密特征,并将加密特征通过无线信道发送至服务端。
步骤320,基于第一密钥对加密特征进行解密,得到虹膜特征;其中,第一密钥是基于量子密钥对识别端通过量子信道发送的第二密钥解密得到的;量子密钥是密钥管理端生成并通过量子信道发送给识别端和服务端的;第二密钥是识别端基于量子密钥对第一密钥加密得到的。
具体地,基于第一密钥对加密特征进行解密,在此之前,识别端和服务端已经完成第一密钥的同步。第一密钥的同步过程如下:
密钥管理端在生成量子密钥后,将生成的量子密钥通过量子信道分别发送给识别端和服务端。识别端在接收到密钥管理端通过量子信道发送的量子密钥后,基于量子密钥对第一密钥进行加密,得到加密后的第一密钥,即第二密钥。随后,识别端将第二密钥通过量子信道发送至服务端。在接收到第二密钥后,可以基于密钥管理端通过量子信道发送的量子密钥对第二密钥进行解密,进而得到第一密钥。
步骤330,基于虹膜特征获取识别结果。
本发明实施例提供的方法,通过密钥管理端生成的量子密钥,实现对识别端和服务端之间的无线信道进行信息传输加解密的第一密钥的同步,确保第一密钥的同步安全可靠,降低了第一密钥的泄露风险,进而保证了识别端和服务端之间信息传输的安全性,能够满足绝大多数应用场景的安全需求,扩宽了虹膜识别的应用范围。
基于上述任一实施例,该方法中,步骤320之前还包括:接收密钥管理端通过量子信道发送的若干个量子密钥;接收识别端通过量子信道发送的第二密钥和密钥ID;密钥ID是识别端在将第一密钥加密为第二密钥时应用的量子密钥的密钥ID;基于密钥ID从若干个量子密钥中选取该量子密钥;基于该量子密钥对第二密钥进行解密,得到第一密钥。
具体地,第一密钥的同步过程包括如下步骤:
接收密钥管理端通过量子信道发送的若干个量子密钥。
识别端从密钥管理端分发的多个量子密钥中,任意选取一个量子密钥用于第一密钥的加密。完成第一密钥的加密,得到第二密钥后,识别端通过量子信道向服务端发送第二密钥和加密第一密钥的量子密钥的密钥ID。此处,密钥ID是量子密钥的身份标识。
接收到识别端通过量子信道传输的第二密钥和密钥ID后,基于密钥ID从密钥管理端分发的多个量子密钥中选取用于对第二密钥进行解密的量子密钥。在选取得到密钥ID对应的量子密钥后,基于该量子密钥对第二密钥进行解密,得到解密后的第二密钥,即第一密钥。
基于上述任一实施例,图4本发明另一实施例提供的虹膜识别方法的流程示意图,如图4所示,该方法的执行主体为识别端,该方法包括:
步骤410,基于第一密钥对虹膜特征进行加密,得到加密特征。
具体地,加密特征即加密后的待识别的虹膜特征。
步骤420,将加密特征通过无线信道发送至服务端,以使得服务端能够接收加密特征,基于第一密钥对加密特征进行解密,得到虹膜特征,并基于虹膜特征获取识别结果;其中,服务端中第一密钥是服务端基于量子密钥对识别端通过量子信道发送的第二密钥解密得到的;量子密钥是密钥管理端生成并通过量子信道发送给识别端和服务端的;第二密钥是基于量子密钥对第一密钥加密得到的。
具体地,在得到加密特征后,将加密特征通过无线信道发送至服务端,以供服务端基于第一密钥对加密特征进行解密,得到虹膜特征,进而执行虹膜识别。在服务端基于第一密钥对加密特征进行解密之前,识别端和服务端已经完成第一密钥的同步。第一密钥的同步过程如下:
密钥管理端在生成量子密钥后,将生成的量子密钥通过量子信道分别发送给识别端和服务端。在接收到密钥管理端通过量子信道发送的量子密钥后,基于量子密钥对第一密钥进行加密,得到加密后的第一密钥,即第二密钥。随后,将第二密钥通过量子信道发送至服务端。服务端在接收到第二密钥后,基于密钥管理端通过量子信道发送的量子密钥对第二密钥进行解密,进而得到第一密钥。
本发明实施例提供的方法,通过密钥管理端生成的量子密钥,实现对识别端和服务端之间的无线信道进行信息传输加解密的第一密钥的同步,确保第一密钥的同步安全可靠,降低了第一密钥的泄露风险,进而保证了识别端和服务端之间信息传输的安全性,能够满足绝大多数应用场景的安全需求,扩宽了虹膜识别的应用范围。
基于上述任一实施例,该方法中,步骤420之前还包括:接收密钥管理端通过量子信道发送的若干个量子密钥;从若干个量子密钥中选取任一量子密钥;基于该量子密钥将第一密钥加密为第二密钥;将第二密钥和该量子密钥的密钥ID通过量子信道发送至服务端,以使得服务端能够基于密钥ID从若干个量子密钥中选取该量子密钥,并基于该量子密钥对第二密钥进行解密,得到第一密钥。
具体地,第一密钥的同步过程包括如下步骤:
接收密钥管理端通过量子信道发送的若干个量子密钥。
从密钥管理端分发的多个量子密钥中,任意选取一个量子密钥用于第一密钥的加密。完成第一密钥的加密,得到第二密钥后,通过量子信道向服务端发送第二密钥和加密第一密钥的量子密钥的密钥ID。此处,密钥ID是量子密钥的身份标识。
服务端接收到第二密钥和密钥ID后,基于密钥ID从密钥管理端分发的多个量子密钥中选取用于对第二密钥进行解密的量子密钥。在选取得到密钥ID对应的量子密钥后,服务端基于该量子密钥对第二密钥进行解密,得到解密后的第二密钥,即第一密钥。
基于上述任一实施例,一种虹膜识别方法,具体包括如下步骤:
首先,密钥管理端生成多个量子密钥,并将量子密钥通过量子信道分别发送给识别端和服务端。
识别端在接收到多个量子密钥后,从中任意选取一个量子密钥对第一密钥进行加密,得到第二密钥并通过量子信道向服务端发送第二密钥以及用于加密第一密钥的量子密钥的密钥ID。
服务端在接收到识别端通过量子信道传输的第二密钥和密钥ID后,基于密钥ID从密钥管理端分发的多个量子密钥中选取用于对第二密钥进行解密的量子密钥。在选取得到密钥ID对应的量子密钥后,服务端基于该量子密钥对第二密钥进行解密,得到解密后的第二密钥,即第一密钥。
在执行虹膜识别时,识别端采集虹膜图像,并对虹膜图像进行特征提取,获取虹膜特征。随后,识别端基于第一密钥将虹膜特征加密为加密特征,并将加密特征通过无线信道传输至服务端。
服务端在接收到加密特征后,将基于第一密钥对加密特征进行解密,得到解密后的虹膜特征,并将虹膜特征和预先存储的虹膜特征数据库中的每一预存虹膜特征进行匹配,以实现虹膜识别,获取识别结果,基于第一密钥对识别结果进行加密,得到加密结果,并将加密结果传输至服务端。
服务端接收加密结果,并基于第一密钥对加密结果进行解密,得到识别结果。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种虹膜识别系统,包括识别端和服务端,其特征在于,还包括密钥管理端;
所述密钥管理端用于生成量子密钥,并通过量子信道分别向所述识别端和所述服务端发送所述量子密钥;
所述识别端用于基于所述量子密钥将第一密钥加密为第二密钥,并通过量子信道向所述服务端发送所述第二密钥;获取虹膜特征,并基于所述第一密钥将所述虹膜特征加密为加密特征,并通过无线信道向所述服务端发送所述加密特征;
所述服务端用于基于所述量子密钥对所述第二密钥进行解密,获取所述第一密钥;基于所述第一密钥对所述加密特征进行解密,得到所述虹膜特征,并基于所述虹膜特征获取识别结果。
2.根据权利要求1所述的虹膜识别系统,其特征在于,所述识别端包括识别端加解密模块;
所述识别端加解密模块用于从若干个所述量子密钥中选取任一所述量子密钥,基于所述任一量子密钥将第一密钥加密为第二密钥,并通过量子信道向所述服务端发送所述第二密钥以及所述任一量子密钥的密钥ID;
对应地,所述服务端还包括服务端加解密模块;
所述服务端加解密模块用于基于所述密钥ID从若干个所述量子密钥中选取所述任一量子密钥,并基于所述任一量子密钥对所述第二密钥进行解密,获取所述第一密钥。
3.根据权利要求2所述的虹膜识别系统,其特征在于,所述识别端还包括识别端无线模块;
所述识别端加解密模块还用于基于所述第一密钥将所述虹膜特征加密为加密特征,并将所述加密特征传输至所述识别端无线模块;
所述识别端无线模块用于将所述加密特征通过无线信道发送至所述服务端;
对应地,所述服务端还包括服务端无线模块;
所述服务端无线模块用于接收所述识别端通过无线信道发送的所述加密特征,并将所述加密特征传输至所述服务端加解密模块;
所述服务端加解密模块还用于基于所述第一密钥对所述加密特征进行解密,获取所述虹膜特征。
4.根据权利要求3所述的虹膜识别系统,其特征在于,所述服务端还包括虹膜对比模块;
所述虹膜对比模块用于基于所述虹膜特征和预先存储的虹膜特征数据库中的每一预存虹膜特征进行匹配,获取识别结果。
5.根据权利要求4所述的虹膜识别系统,其特征在于,所述服务端加解密模块还用于基于所述第一密钥将所述识别结果加密为加密结果,并将所述加密结果传输至服务端无线模块;
所述服务端无线模块用于将所述加密结果通过无线信道发送至所述识别端;
所述识别端无线模块还用于接收所述服务端通过无线信道发送的所述加密结果,并将所述加密结果传输至所述识别端加解密模块;
所述识别端加解密模块还用于基于所述第一密钥将所述加密结果解密为识别结果。
6.根据权利要求2所述的虹膜识别系统,其特征在于,所述识别端还包括虹膜采集模块和特征提取模块;
其中,所述虹膜采集模块用于采集虹膜图像;
所述特征提取模块用于基于所述虹膜图像获取所述虹膜特征,并将所述虹膜特征传输至所述识别端加解密模块。
7.一种基于权利要求1至6中任一项所述的虹膜识别系统的虹膜识别方法,其特征在于,包括:
接收识别端通过无线信道发送的加密特征;所述加密特征是所述识别端基于第一密钥对虹膜特征进行加密得到的;
基于所述第一密钥对所述加密特征进行解密,得到所述虹膜特征;其中,所述第一密钥是基于量子密钥对所述识别端通过量子信道发送的第二密钥解密得到的;所述量子密钥是密钥管理端生成并通过量子信道发送给所述识别端和服务端的;所述第二密钥是所述识别端基于所述量子密钥对所述第一密钥加密得到的;
基于所述虹膜特征获取识别结果。
8.根据权利要求7所述的虹膜识别方法,其特征在于,所述基于第一密钥对所述加密特征进行解密,得到虹膜特征,之前还包括:
接收所述密钥管理端通过量子信道发送的若干个量子密钥;
接收所述识别端通过量子信道发送的第二密钥和密钥ID;所述密钥ID是所述识别端在将所述第一密钥加密为所述第二密钥时应用的任一所述量子密钥的密钥ID;
基于所述密钥ID从所述若干个量子密钥中选取所述任一量子密钥;
基于所述任一量子密钥对所述第二密钥进行解密,得到所述第一密钥。
9.一种基于权利要求1至6中任一项所述的虹膜识别系统的虹膜识别方法,其特征在于,包括:
基于第一密钥对虹膜特征进行加密,得到加密特征;
将所述加密特征通过无线信道发送至服务端,以使得所述服务端能够接收所述加密特征,基于所述第一密钥对所述加密特征进行解密,得到所述虹膜特征,并基于所述虹膜特征获取识别结果;
其中,所述服务端的所述第一密钥是所述服务端基于量子密钥对所述识别端通过量子信道发送的第二密钥解密得到的;所述量子密钥是密钥管理端生成并通过量子信道发送给识别端和所述服务端的;所述第二密钥是基于所述量子密钥对所述第一密钥加密得到的。
10.根据权利要求9所述的虹膜识别方法,其特征在于,所述将所述加密特征通过无线信道发送至服务端,以使得所述服务端能够接收所述加密特征,基于所述第一密钥对所述加密特征进行解密,得到所述虹膜特征,并基于所述虹膜特征获取识别结果,之前还包括:
接收所述密钥管理端通过量子信道发送的若干个量子密钥;
从所述若干个量子密钥中选取任一所述量子密钥;
基于所述任一量子密钥将所述第一密钥加密为所述第二密钥;
将所述第二密钥和所述任一量子密钥的密钥ID通过量子信道发送至服务端,以使得所述服务端能够基于所述密钥ID从所述若干个量子密钥中选取所述任一量子密钥,并基于所述任一量子密钥对所述第二密钥进行解密,得到所述第一密钥。
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