CN110688646B - 一种应用于掌脉识别的多服务器集群的安全认证方法 - Google Patents

一种应用于掌脉识别的多服务器集群的安全认证方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种应用于掌脉识别的多服务器集群的安全认证方法，属计算机网络信息安全技术领域，其网络拓扑结构中包含主服务器集群(MSC)、从服务器集群(SSC)和掌脉识别终端，由主服务器集群MSC启动，在从服务器集群SSC部署时，MSC为每个SSC分配密钥Ki、共享密钥Kc以及集群身份ID，即Si。通过主服务器集群与从服务器集群之间的加密信息包进行解密，完成互相认证，建立互信关系。本发明提供的技术方案，能够在大流量、大并发量的应用场景下，实现高安全性、高可靠性的海量掌脉数据的超高速比对识别，突破掌脉识别技术发展的应用瓶颈。

Description

一种应用于掌脉识别的多服务器集群的安全认证方法
技术领域
本发明涉及计算机网络信息安全技术领域，特别地涉及一种应用于掌脉识别的多服务器集群的安全认证方法。
背景技术
掌脉识别技术作为一种高安全性、高准确性的生物特征识别技术已得到越来越多的推广和应用。在掌脉识别技术用于身份认证时，掌脉识别终端获取用户的掌脉信息，通过深度学习算法计算形成特征向量，然后加密并发送给服务器进行比对，从而认证用户的身份信息。掌脉识别技术从实验室应用环境转向广泛的商业应用场景的过程中，尤其是大流量和大并发量的应用场景中，最重要的就是掌脉识别的认证速度和准确度。对于数千万甚至上亿的超大规模人群和每秒数百甚至上千次的高并发量，在这样具有高度挑战性的掌脉识别应用场景中，完成掌脉比对的服务器需要通过一个或多个联网的服务器集群才能够在0.3秒之内完成。
当建立多服务器集群时，就需要进行数据同步，但若没有多服务器集群之间的可靠身份验证，就有可能在数据同步过程中产生产生信息泄露，或者在负载均衡过程中被伪服务器集群所欺骗。
掌脉认证的任务一般通过一种动态的负载均衡调度机制分配到相应的服务器集群，这种调度机制的目的是在满足负载均衡约束的前提条件下，尽可能最小化掌脉终端到服务器集群的通讯延迟。这样的服务器集群系统，需要一种安全的认证方法，来避免伪装的服务器集群恶意参与负载均衡，破坏系统的身份认证过程。
发明内容
基于上述背景，本发明提供一种应用于掌脉识别的多服务器集群的安全认证方法，解决掌脉识别技术在商业应用场景的中面对大流量、大并发量下的识别速度慢和不够稳定可靠的问题。在多服务器集群之中，有一个主服务器集群(Main Server Cluster，MSC)，其余的都是从服务器集群(Slave Server Cluster，SSC)。主服务器集群与各个从服务器集群位于不同的地点，从服务器集群在地理位置和网络拓扑结构中离掌脉识别终端较近，掌脉注册信息最先存储于主服务器集群，然后通过数据同步扩散到其他的从服务器集群。
为实现上述目的，本发明提供的一种应用于掌脉识别的多服务器集群的安全认证方法，安全认证过程具体包括以下实施步骤：
步骤l、掌脉认证的任务通过一种动态的负载均衡调度机制分配到相应的服务器集群，由主服务器集群MSC启动，在从服务器集群SSC部署时，MSC为每个SSC分配密钥Ki、共享密钥Kc以及集群身份ID，即Si。
步骤2、从一个从服务器集群SSCi开始，SSCi将自己的集群身份ID-Si与关联密钥Ki相结合，并使用主服务器集群MSC发起的共享密钥
Figure BSA0000192279120000021
进行加密。
步骤3、SSCi发送给所有其他的从服务器集群SSCj来广播生成的请求包共享密钥，当某一从服务器集群SSCj获得源ID与相关联的密钥，即与MSC一起确认源SSCi的可信性。
其中，所述的SSCi发送给所有其他的从服务器集群SSCj来广播生成的请求包共享密钥是由主服务器集群MSC发起的，对所有的SSC而言，MSC分配的共享密钥是相同的，所有的SSC都用这个密钥建立互信，因为它们可以使用相同的密钥进行加密和解密，因此，当其他从服务器集群SSCj获得身份验证请求包时，它们使用MSC分配的共享密钥来进行解密。
步骤4、在MSC确认了所有内容后，将保存SSCi详细信息的副本，并标记SSCi为经过身份验证的SSC，然后SSCj将自己的ID与关联密钥连接起来，并使用源关联密钥
Figure BSA0000192279120000022
对其进行加密。
步骤5、当SSCj接收到SSCj加密的信息包，则用自己的密钥对其进行解密，然后送到MSC验证SSCj的可信性。
步骤6、MSC从SSCj接收到加密信息包之后，使用共享密钥对其进行解密，并检索Sj(Sj_Kj)的相关密钥来验证SSCj，验证之后，MSC将Sj与相关密钥连接起来，然后用Si的关联密钥对其进行加密，并发送回SSCi。
步骤7、SSCi接收到加密信息包之后，对其进行解密，得到密钥K′j，然后与从SSCj接收到的密钥进行比较，如果两者匹配，SSCi将Si和Sj进行组合，并用目标地SSCj的关联密钥Kj对其进行加密。
步骤8、SSCj接收到由SSCi生成的加密组合信息包，用密钥Kj解密之后，就能确认Si和Sj能够互相认证，建立互信关系。
本发明提供的技术方案，能够在大流量、大并发量的应用场景下，实现安全可靠的海量掌脉数据的超高速比对识别，突破掌脉识别技术发展的应用瓶颈。
附图说明
图1是本发明多服务器集群网络示意图；
图2是本发明MSC为SSC分配密钥及ID示意图。
具体实施方式
以下根据附图及实施例对本发明技术方案作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明的技术方案，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，应属于本发明的保护范围。
参照图1所示为本发明多服务器集群网络示意图，一种应用于掌脉识别的多服务器集群的安全认证方法，其网络拓扑结构中包含主服务器集群(MSC)、从服务器集群(SSC)和掌脉识别终端，其安全认证方法包括以下步骤：
步骤1、掌脉认证的任务通过一种动态的负载均衡调度机制分配到相应的服务器集群，由主服务器集群MSC启动，在从服务器集群SSC部署时，MSC为每个SSC分配密钥Ki、共享密钥Kc以及集群身份ID，即Si。参照图2所示为MSC为SSC分配密钥及ID示意图。
步骤2、从一个从服务器集群SSCi开始，SSCi将自己的集群身份ID-Si与关联密钥Ki相结合，并使用主服务器集群MSC发起的共享密钥
Figure BSA0000192279120000032
进行加密。
步骤3、SSCi发送给所有其他的从服务器集群SSCj来广播生成的请求包共享密钥，当某一从服务器集群SSCj获得源ID与相关联的密钥，即与MSC一起确认源SSCi的可信性。
其中，所述的SSCi发送给所有其他的从服务器集群SSCj来广播生成的请求包共享密钥是由主服务器集群MSC发起的，对所有的SSC而言，MSC分配的共享密钥是相同的，所有的SSC都用这个密钥建立互信，因为它们可以使用相同的密钥进行加密和解密，因此，当其他从服务器集群SSCj获得身份验证请求包时，它们使用MSC分配的共享密钥来进行解密。
步骤4、在MSC确认了所有内容后，将保存SSCi详细信息的副本，并标记SSCi为经过身份验证的SSC，然后SSCj将自己的ID与关联密钥连接起来，并使用源关联密钥
Figure BSA0000192279120000031
对其进行加密。
步骤5、当SSCi接收到SSCj加密的信息包，则用自己的密钥对其进行解密，然后送到MSC验证SSCj的可信性。
步骤6、MSC从SSCj接收到加密信息包之后，使用共享密钥对其进行解密，并检索Sj(Sj_Kj)的相关密钥来验证SSCj，验证之后，MSC将Sj与相关密钥连接起来，然后用Si的关联密钥对其进行加密，并发送回SSCi。
步骤7、SSCi接收到加密信息包之后，对其进行解密，得到密钥K′j，然后与从SSCj接收到的密钥进行比较，如果两者匹配，SSCi将Si和Sj进行组合，并用目标地SSCj的关联密钥Kj对其进行加密。
步骤8、SSCj接收到由SSCi生成的加密组合信息包，用密钥Kj解密之后，就能确认Si和Sj能够互相认证，建立互信关系。
本发明提供的技术方案利用多服务器集群的安全认证方法应用于掌脉识别上，能够广泛地在大规模、大流量和高频次的商业应用场景下实现掌脉识别的实现高可靠性、高安全性的快速比对，解决了传统掌脉识别因速度慢的技术难题。
以上所述对于本领域的技术人员来说能够实现，在不脱离本发明技术方案构思的前提下，所作的修改、等同替换，都理应视为属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种应用于掌脉识别的多服务器集群的安全认证方法，其特征在于，包括以下实施步骤：
步骤1、掌脉认证的任务通过一种动态的负载均衡调度机制分配到相应的服务器集群，由主服务器集群MSC启动，在从服务器集群SSC部署时，MSC为每个SSC分配密钥Ki、共享密钥Kc以及集群身份ID，即Si；
步骤2、从一个从服务器集群SSCi开始，SSCi将自己的集群身份ID-Si与关联密钥Ki相结合，并使用主服务器集群MSC发起的共享密钥Kc进行加密；
步骤3、SSCi发送给所有其他的从服务器集群SSCj来广播生成的请求包共享密钥，当某一从服务器集群SSCj获得源ID与相关联的密钥，即与MSC一起确认源SSCi的可信性；所述SSCi发送给所有其他的从服务器集群SSCj来广播生成的请求包共享密钥是由主服务器集群MSC发起的，对所有的SSC而言，MSC分配的共享密钥是相同的，所有的SSC都用这个密钥建立互信，因为它们使用相同的密钥进行加密和解密，因此，当其他从服务器集群SSCj获得身份验证请求包时，它们使用MSC分配的共享密钥来进行解密；
步骤4、在MSC确认了所有内容后，将保存SSCi详细信息的副本，并标记SSCi为经过身份验证的SSC，然后SSCj将自己的ID与关联密钥连接起来，并使用共享密钥Kc对其进行加密；
步骤5、当SSCi接收到SSCj加密的信息包，则用自己的密钥对其进行解密，然后送到MSC验证SSCj的可信性；
步骤6、MSC从SSCj接收到加密信息包之后，使用共享密钥对其进行解密，并检索Sj(Sj_Kj)的相关密钥来验证SSCj，验证之后，MSC将Sj与相关密钥连接起来，然后用Si的关联密钥对其进行加密，并发送回SSCi；
步骤7、SSCi接收到加密信息包之后，对其进行解密，得到密钥K′j，然后与从SSCj接收到的密钥进行比较，如果两者匹配，SSCi将Si和Sj进行组合，并用目标地SSCj的关联密钥Kj对其进行加密；
步骤8、SSCj接收到由SSCj生成的加密组合信息包，用密钥Kj解密之后，就能确认Si和Sj能够互相认证，建立互信关系。
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