CN110969749A - 一种身份识别装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉一种身份识别装置及方法，包括：采集单元进场上电，并行执行指纹采集和交互验证，包括：采集用户指纹信息并进行模板化，将模板化的指纹信息与存储的指纹模板进行对比，得到指纹对比结果；读取单元与门禁处理单元通过随机数和密钥进行交互认证。本发明的有益效果为：采用并行访问机制，通过将身份识别流程和指纹采集及比对流程同时进行，来缩短验证时间，提高指纹卡的身份验证速度。

Description

一种身份识别装置及方法

技术领域

本发明涉门禁安全领域，具体涉及了一种身份识别装置及方法。

背景技术

现有技术大都采用串行方案，读卡器对门禁应用发送身份识别指令，门禁应用对指纹应用调用指纹比对结果接口，指纹应用通知微控制单元获取指纹模板信息，微控制单元通过指纹传感器采集指纹信息并模板化，然后将模板化后的指纹信息传给指纹应用，指纹应用将获取到的指纹模板和参考模板进行比对，并将比对结果返回给门禁应用，门禁应用根据比对结果响应认证成功或失败，这种串行方案指纹验证速度慢，时间长，无法满足用户对指纹识别速度的要求。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种身份识别装置及方法，缩短了门禁验证时间，提高身份验证速度。

本发明的技术方案包括一种身份识别装置，其特征在于：采集单元100，包括指纹采集单元110、控制单元120及处理单元130，所述指纹采集单元110 通与所述控制单元120连接，所述控制单元120与所述处理单元130连接；读取单元200，所述读取单元200与采集单元100通过所述处理单元130在设定距离内进行通讯连接。

根据所述的身份识别装置，其特征在于，其中指纹采集单元110设置为指纹传感器，用于采集指纹信息。

根据所述的身份识别装置，其中控制单元120设置为微控制单元，用于对指纹信息进行提取，通过存储的模板对所述指纹信息进行模板化。

根据所述的身份识别装置，其中处理单元130包括门禁处理单元131及指纹处理单元132，所述指纹处理单元132存储有一个或多个指纹模板，所述指纹处理单元132用于对指纹信息进行对比处理并提供共享接口，所述门禁处理单元131调用所述共享接口获取识别结果，根据所述纹处理单元132的识别结果与所述读取单元200进行交互验证。

根据所述的身份识别装置，其中门禁处理单元131通过轮询机制定时调用所述共享接口获取识别结果。

本发明的技术方案还包括一种身份识别方法，使用上述任一所述装置，其特征在于：采集单元100进场上电，并行执行指纹采集步骤和交互验证步骤，具体地，指纹采集步骤，采集用户指纹信息并进行模板化，将模板化的指纹信息与存储的指纹模板进行对比，得到指纹对比结果；交互验证步骤，读取单元200 与所述门禁处理单元131通过随机数和密钥进行交互认证。

根据所述的身份识别方法，其中指纹采集步骤具体包括：S210，所述指纹采集单元110采集用户指纹信息，并将采集到的指纹信息通过所述控制单元120 模板化；S220，所述控制单元120将所述模板化的指纹信息通过指纹识别命令发进行发送；S230，所述指纹处理单元132将接收到的指纹模板与自身保存的多个参考模板逐个比对，若任一参考模板对比成功，则将指纹比对结果由初始值改为成功；若所有的参考模板都比对失败，则将指纹比对结果由初始值改为失败； S240，反馈指纹对比结果至所述控制单元120。

根据所述的身份识别方法，其中该方法还包括：将所述指纹比对结果使用易失性存储器进行存储。

根据所述的身份识别方法，其中交互验证步骤具体包括：S310，所述门禁处理单元131生成随机数，并将所述随机数发送至读取单元200；S320，读取单元200通过应用序列号分散出门禁应用密钥，并用分散出的所述门禁应用密钥对所述随机数执行加密操作得到密文数据，将所述密文数据通过身份认证命令发送给门禁处理单元131；S330，门禁处理单元131收到所述身份认证命令后，使用所述门禁应用密钥对所述密文数据做解密操作得到明文数据，将所述明文数据所述随机数做比较：若比较失败，标记身份认证结果为失败；若比较成功，门禁处理单元131调用所述共享接口获指纹处理单元132的指纹比对结果，根据比对结果标记身份认证结果为成功或失败；S340，门禁处理单元131将身份认证结果响应至读取单元200。

根据所述的身份识别方法，其中该方法还包括：所述门禁处理单元131通过轮询机制调用所述共享接口获取所述指纹处理单元132的指纹比对结果，具体地，若获取的所述指纹比对结果为初始值，则再次轮询获取，直至获取有效的身份识别结果。

本发明的有益效果为：(1)并行访问机制，通过采用并行访问机制，将身份识别流程和指纹采集及比对流程同时进行，来缩短验证时间，提高指纹卡的身份验证速度；(2)指纹应用的独立性，指纹参考模板数据存放在单独的指纹应用中，无法为外界获取，只能通过共享接口来访问指纹比对结果，这样指纹应用就可以采用一对多模式，为多个行业应用提供指纹身份识别验证服务(3)门禁应用的轮询等待机制，通过若干次空循环或对易失性存储单元做若干次拷贝操作以达到延迟指定时间的效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1所示为根据本发明实施方式的总体结构图；

图2所示为根据本发明实施方式的指纹识别卡应用交互结构图；

图3所示为根据本发明实施方式的门禁应用侧交互流程图；

图4所示为根据本发明实施方式的指纹应用侧交互流程图；

图5a和5b所示为根据本发明实施方式的指纹身份识别的并行交互流程图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

图1所示为根据本发明实施方式的智能卡COS后更新示意图，包括：采集单元100，包括指纹采集单元110、控制单元120及处理单元130，指纹采集单元110通与控制单元120通过硬件接口连接，控制单元120与处理单元130进行连接；读取单元200，读取单元200与采集单元100通过处理单元130在设定距离内进行通讯连接。指纹采集单元110，由指纹传感器构成，负责指纹的采集工作，并通过硬件接口和控制单元120通讯；控制单元120：负责将指纹传感器采集到的指纹信息模板化，支持与指纹采集单元110与处理单元130之间的通讯接口；处理单元130，门禁处理单元131及指纹处理单元132，指纹处理单元132 将控制单元120输入的指纹模板和自身保存的参考模板相比对，并保存比对结果，以供门禁处理单元131。

图2所示为根据本发明实施方式的指纹识别卡应用交互结构图。指纹参考模板数据存放在单独的指纹应用中，无法为外界获取，门禁应用等行业应用只能通过调用指纹应用对外提供的共享接口来访问每一次指纹采集的比对结果，这样指纹应用就可以采用一对多模式，为多个行业应用提供指纹身份识别验证服务，此方案基于JavaCard的共享接口(Shareable Interface)技术实现。

图3所示为根据本发明实施方式的门禁应用侧交互流程图。该流程具体包括以下步骤：

1)卡片进场上电，读卡器发送选择命令给门禁应用；

2)门禁应用对选择命令做出响应(包含序列号、文件控制信息等数据)；

3)读卡器发送获取随机数命令给门禁应用；

4)门禁应用生成随机数，并将随机数响应给读卡器；

5)读卡器通过应用序列号分散出门禁应用密钥，并用分散出的密钥对随机数做加密操作得到密文数据，将密文数据通过身份认证命令发送给门禁应用；

6)门禁应用收到身份认证命令后，使用自身保存的密钥对密文数据做解密操作得到明文数据，将明文数据和第4步生成的随机数做比较：若比较失败，标记身份认证结果为失败；若比较成功，门禁应用通过获取指纹比对结果共享接口去获取指纹应用的指纹比对结果，根据比对结果标记身份认证结果为成功或失败；

7)门禁应用将身份认证结果响应给读卡器。

图4所示为根据本发明实施方式的指纹应用侧交互流程图。该流程具体包括：

1)卡片进场上电，微控制单元触发指纹传感器采集用户指纹信息，并将采集到的指纹信息模板化；

2)微控制单元发送选择命令给指纹应用；

3)指纹应用对选择命令做出响应；

4)微控制单元将第1步模板化的指纹信息通过指纹识别命令发送给指纹应用；

5)指纹应用收到指纹识别命令后，将接收到的指纹模板与自身保存的多个参考模板逐个比对，只要有一个比对成功，则将指纹比对结果由初始值改为成功；如果所有的参考模板都比对失败，则将指纹比对结果由初始值改为失败。指纹比对结果保存在易失性存储器中，当卡片离场时，此数据即可恢复为初始值，以保证每次指纹比对结果数据的正确性；

6)指纹应用将比对结果响应给微控制单元(微控制单元可参考响应的比对结果进行后续操作)。

图5所示为根据本发明实施方式的指纹身份识别的总体流程图。指纹采集模块对指纹的采集速度是受硬件模块、软件环境以及用户使用条件等因素所影响，也就是说随着芯片和产品工艺的不断改进，指纹采集速度会有一定程度的变化。基于上述原因，本方案的并行访问机制下的业务流程图存在图5a和图5b两种情况。

其中，情况一，指纹采集模块采集指纹速度慢，当门禁应用通过获取指纹比对结果接口去获取指纹应用的指纹比对结果时，得到指纹应用的比对结果还是初始值，即指纹应用还没有执行到指纹比对步骤，如图5a流程图中所示，此时，需要门禁应用设定一定时间间隔(如：20ms)，通过轮询机制调用获取指纹比对结果接口，直到响应的指纹比对结果值为非初始值(成功/失败)，这样门禁应用才能返回有效的身份识别结果给读卡器。

情况二，指纹采集模块采集指纹速度快，当门禁应用通过获取指纹比对结果接口去获取指纹应用的指纹比对结果时，指纹应用已经指纹比对完成，得到非初始值的指纹比对结果，如图5b流程图中所示，门禁应用可直接返回有效的身份识别结果给读卡器。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种身份识别装置，其特征在于：

采集单元(100)，包括指纹采集单元(110)、控制单元(120)及处理单元(130)，所述指纹采集单元(110)通与所述控制单元(120)连接，所述控制单元(120)与所述处理单元(130)连接；

读取单元(200)，所述读取单元(200)与采集单元(100)通过所述处理单元(130)在设定距离内进行通讯连接。

2.根据权利要求1所述的身份识别装置，其特征在于，所述指纹采集单元(110)设置为指纹传感器，用于采集指纹信息。

3.根据权利要求1所述的身份识别装置，其特征在于，所述控制单元(120)设置为微控制单元，用于对指纹信息进行提取，通过存储的模板对所述指纹信息进行模板化。

4.根据权利要求1所述的身份识别装置，其特征在于，所述处理单元(130)包括门禁处理单元(131)及指纹处理单元(132)，所述指纹处理单元(132)存储有一个或多个指纹模板，所述指纹处理单元(132)用于对指纹信息进行对比处理并提供共享接口，所述门禁处理单元(131)调用所述共享接口获取识别结果，根据所述纹处理单元(132)的识别结果与所述读取单元(200)进行交互验证。

5.根据权利要求1所述的身份识别装置，其特征在于，所述门禁处理单元(131)通过轮询机制定时调用所述共享接口获取识别结果。

6.一种身份识别方法，使用如权利要求1至5任一所述装置，其特征在于：

采集单元(100)进场上电，并行执行指纹采集步骤和交互验证步骤，具体地，

指纹采集步骤，采集用户指纹信息并进行模板化，将模板化的指纹信息与存储的指纹模板进行对比，得到指纹对比结果；

交互验证步骤，读取单元(200)与所述门禁处理单元(131)通过随机数和密钥进行交互认证。

7.根据权利要求6所述的身份识别方法，其特征在于，所述指纹采集步骤具体包括：

S210，所述指纹采集单元(110)采集用户指纹信息，并将采集到的指纹信息通过所述控制单元(120)模板化；

S220，所述控制单元(120)将所述模板化的指纹信息通过指纹识别命令发进行发送；

S230，所述指纹处理单元(132)将接收到的指纹模板与自身保存的多个参考模板逐个比对，若任一参考模板对比成功，则将指纹比对结果由初始值改为成功；若所有的参考模板都比对失败，则将指纹比对结果由初始值改为失败；

S240，反馈指纹对比结果至所述控制单元(120)。

8.根据权利要求7所述的身份识别方法，其特征在于，该方法还包括：将所述指纹比对结果使用易失性存储器进行存储。

9.根据权利要求6所述的身份识别方法，其特征在于，所述交互验证步骤具体包括：

S310，所述门禁处理单元(131)生成随机数，并将所述随机数发送至读取单元(200)；

S320，读取单元(200)通过应用序列号分散出门禁应用密钥，并用分散出的所述门禁应用密钥对所述随机数执行加密操作得到密文数据，将所述密文数据通过身份认证命令发送给门禁处理单元(131)；

S330，门禁处理单元(131)收到所述身份认证命令后，使用所述门禁应用密钥对所述密文数据做解密操作得到明文数据，将所述明文数据所述随机数做比较：

若比较失败，标记身份认证结果为失败；

若比较成功，门禁处理单元(131)调用所述共享接口获指纹处理单元(132)的指纹比对结果，根据比对结果标记身份认证结果为成功或失败；

S340，门禁处理单元(131)将身份认证结果响应至读取单元(200)。

10.根据权利要求6所述的身份识别方法，其特征在于，该方法还包括：

所述门禁处理单元(131)通过轮询机制调用所述共享接口获取所述指纹处理单元(132)的指纹比对结果，具体地，若获取的所述指纹比对结果为初始值，则再次轮询获取，直至获取有效的身份识别结果。

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