CN111310517B - 一种基于sim卡的认证方法、装置、系统 - Google Patents

一种基于sim卡的认证方法、装置、系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于SIM卡的认证方法、装置、系统，其中方法包括如下步骤：SIM卡接收生物特征信息的特征码；SIM卡比对生物特征信息的特征码与存储在SIM卡的特征码；SIM卡返回比对结果。区别于现有技术，上述技术方案通过在SIM卡上存储特征码并用于认证，通过SIM卡的硬件不可破解性来保护生物特征信息的安全，而后在更换设备后只要将SIM卡插到新的设备上就完成了新设备的认证和初始化，避免新设备的初始化设置，方便使用。

Description

一种基于SIM卡的认证方法、装置、系统
技术领域
本发明涉及加密认证技术领域，尤其涉及一种基于SIM卡的认证方法、装置、系统。
背景技术
生物识别技术就是，通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性，(如指纹、人脸、虹膜等)和行为特征(如笔迹、声音、步态等)来进行个人身份的鉴定。一般通过传感器采集反应个人身份的生物特征信息，而后进行比对，从而实现身份的验证，当前指纹验证在生物识别技术中的占比最大。
由于人体特征具有人体所固有的不可复制的唯一性，这一生物密钥无法复制，失窃或被遗忘，利用生物识别技术进行身份认定，安全、可靠、准确。而常见的口令、IC卡、条纹码、磁卡或钥匙则存在着丢失、遗忘、复制及被盗用诸多不利因素。因此采用生物特征信息，可以不必携带大串的钥匙，也不用费心去记或更换密码。生物识别技术产品均借助于现代计算机技术实现，很容易配合电脑和安全、监控、管理系统整合，实现自动化管理。
目前的问题在于，用户在更换一个新的手机等电子设备后，需要对手机重新初始化指纹或者人脸等生物特征信息，而后才可以对新手机进行指纹认证或者识别，使用不便。
发明内容
为此，需要提供一种基于SIM卡的认证方法、装置、系统，解决在更换设备时需要重新初始化认证、使用不便的问题。
为实现上述目的，发明人提供了一种基于SIM卡的认证方法，包括如下步骤：
SIM卡接收生物特征信息的特征码；
SIM卡比对生物特征信息的特征码与存储在SIM卡的特征码；
SIM卡返回比对结果。
进一步地，所述SIM卡接收生物特征信息前还包括步骤：
SIM卡接收随机数请求；
SIM卡根据随机数请求返回随机数；
则SIM卡接收生物特征信息的特征码、SIM卡比对生物特征信息的特征码与存储在SIM卡的特征码还包括步骤：
SIM卡接收生物特征信息的特征码和随机数；
SIM卡比对生物特征信息的特征码和随机数与存储在SIM卡的特征码和随机数。
进一步地，所述SIM卡比对生物特征信息的特征码与存储在SIM卡的特征码包括步骤：
SIM卡通过射频模块发送SIM卡识别码到基站进行验证；
SIM卡接收基站验证结果；
如果验证结果通过，则SIM卡进行比对，否则SIM卡不进行比对。
进一步地，所述生物特征信息为指纹特征信息、掌纹特征信息、人脸特征信息、虹膜特征信息、静脉特征信息或者声纹信息。
本发明提供一种基于SIM卡的认证方法，包括如下步骤：
通过传感器获取生物特征信息；
根据生物特征信息计算得到特征码；
发送特征码到SIM卡进行比对；
获取SIM卡的比对结果。
进一步地，所述通过传感器获取生物特征信息后还包括步骤：
发送随机数请求到SIM卡；
接收SIM卡返回的随机数；
则发送特征码到SIM卡进行比对包括步骤：
发送特征码和随机数到SIM卡进行比对。
进一步地，所述通过传感器获取生物特征信息前包括步骤：
获取服务器或者应用程序的验证请求；
则获取SIM卡的比对结果后包括步骤：
返回比对结果到服务器或者应用程序。
进一步地，所述传感器为具有编码遮罩的屏下指纹传感器，所述生物特征信息为包含编码遮罩信息的指纹特征信息。
进一步地，所述生物特征信息为指纹特征信息、掌纹特征信息、人脸特征信息、虹膜特征信息、静脉特征信息或者声纹信息。
本发明提供一种基于SIM卡的认证方法，包括如下步骤：
通过传感器获取生物特征信息；
根据生物特征信息计算得到特征码；
通过SIM卡写入模块存储特征码到SIM卡的特征码存储区。
进一步地，还包括如下步骤：
通过互联网获取SIM卡识别码；
通过SIM卡写入模块存储SIM卡识别码到SIM卡。
本发明提供一种加密认证装置，包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任意一项所述方法的步骤。
本发明提供一种加密认证系统，包括电子设备和SIM卡，所述电子设备包括SIM卡连接模块、第一传感器、第一存储器、第一处理器，第一传感器用于采集生物学特征信息，所述第一存储器上存储有第一计算机程序，所述第一计算机程序被第一处理器执行时实现如上述任意一项所述方法的步骤，所述SIM卡用于执行如上述任意一项所述方法的步骤。
进一步地，所述电子设备包括屏幕，所述屏幕包括透光盖板、显示板、编码遮罩，所述第一传感器设置于显示板光线由透光盖板反射后的光路上，所述编码遮罩设置于传感器前的光路上，编码遮罩以矩阵化表示为矩阵，所述矩阵满足自相关运算后为狄拉克函数。
进一步地，还包括写入设备，所述写入设备包括SIM卡写入模块、第二传感器、第二存储器、第二处理器，第二传感器用于采集生物学特征信息，所述第二存储器上存储有第二计算机程序，所述第二计算机程序被第二处理器执行时实现如上述方法的步骤。
区别于现有技术，上述技术方案通过在SIM卡上存储特征码并用于认证，通过SIM卡的硬件不可破解性来保护生物特征信息的安全，而后在更换设备后只要将SIM卡插到新的设备上就完成了新设备的认证和初始化，避免新设备的初始化设置，方便使用。
附图说明
图1为本发明SIM卡与电子设备的交互流程图；
图2为本发明SIM卡与电子设备的另一交互流程图；
图3为本发明系统结构示意图；
图4为本发明SIM卡与写入设备的交互流程图；
图5为本发明采用的屏下指纹传感器的屏幕结构示意图；
图6为本发明一实施例的编码遮罩结构示意图。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图1到图6，本实施例提供一种基于SIM(Subscriber IdentificationModule,也称为用户身份识别)卡的认证方法，本方法可以应用在SIM卡上以及可以与SIM卡交互的电子设备上，如手机等，以下以手机为例进行说明。还可以应用在图3的系统上。本方法包括如下步骤：步骤S101手机通过传感器获取生物特征信息，步骤S102手机根据生物特征信息计算得到特征码；步骤S103发送特征码到SIM卡进行比对；步骤S104SIM卡接收生物特征信息的特征码；步骤S105SIM卡比对生物特征信息的特征码与存储在SIM卡的特征码；步骤S106SIM卡返回比对结果；步骤S107获取SIM卡的比对结果。其中，生物特征信息为传感器采集到的原始的生物特征数据，特征码是根据生物特征数据计算得到的表示该特征数据的一串数据，通过对该数据的比对，一般是判断相似度大小，如果大于等于某一阈值，则认为是相似的，返回比对成功的比对结果，即生物特征认证通过。如果小于某一阈值，则认为是不相似的，返回比对失败的比对结果，即生物特征认证不通过。SIM卡的比对一般由SIM中内置的小程序进行实现。这样通过在SIM卡上存储特征码并用于认证，通过SIM卡的硬件不可破解性来保护特征码的安全，而后在更换设备后只要将SIM卡插到新的设备上就完成了新设备的认证和初始化，避免新设备的初始化设置，方便使用。
为了实现认证的唯一性，本申请还包括采用随机数对认证过程进行判断。则本方法还包括步骤S110发送随机数请求到SIM卡；步骤S111SIM卡接收随机数请求；步骤S112SIM卡根据随机数请求返回随机数；步骤S113接收SIM卡返回的随机数。则步骤S103发送特征码到SIM卡进行比对包括步骤：发送特征码和随机数到SIM卡进行比对。则步骤S104SIM卡接收生物特征信息的特征码、步骤S105SIM卡比对生物特征信息的特征码与存储在SIM卡的特征码还包括步骤：SIM卡接收生物特征信息的特征码和随机数；SIM卡比对生物特征信息的特征码和随机数与存储在SIM卡的特征码和随机数。通过随机码，可以保证验证时一次性的，避免重复的验证。为了实现被人破解，特征码和随机数可以采用公钥加密成为加密后的数据，而后SIM卡使用私钥解密得到随机数和特征码，比对时，随机数应该为上次发出的随机数，如果不是则比对认证失败，当随机数是SIM卡上次发出的随机数后，在进行特征码比对，如果大于等于阈值，则认证成功，否则认证失败。
当手机丢失后，为了避免SIM卡的数据被人利用，则SIM卡一般都要挂失，挂失后SIM卡就无法通过运营商的基站的认证，就无法拨打电话等。本方法还包括步骤S131SIM卡通过射频模块发送SIM卡识别码到基站进行验证；步骤S132SIM卡接收基站验证结果；而后如果验证结果通过，则步骤S105SIM卡进行比对，否则SIM卡不进行比对。这样，只要SIM卡被挂失，SIM卡的生物特征信息就无法认证通过，保证SIM卡丢失后的安全。
在实际使用中，生物特征信息的验证一般由远程服务器或者手机上的应用程序触发请求，而后验证是有电子设备的系统完成，电子设备的系统进行生物特征信息的获取以及发送到SIM卡内验证。则在步骤S101前还包括步骤S121获取服务器或者应用程序的验证请求；即服务器或者应用程序要验证生物特征信息。而后在验证完成后，则在步骤S107获取SIM卡的比对结果后包括步骤：步骤S122返回比对结果到服务器或者应用程序。这样服务器或者应用程序就可以实现对生物特征信息的校验。
在上述实施例中，所述生物特征信息为与人体特征相关的生物特征信息，可以是指纹特征信息、掌纹特征信息、人脸特征信息、虹膜特征信息、静脉特征信息或者声纹信息。为了获得这些信息，应该通过传感器进行采集，而后在采集的时候，人体的特征部位应该置于传感器的采集区，以便于传感器采集。
在上述实施例中，所述生物特征信息为与人体特征相关的生物特征信息，可以是指纹特征信息、掌纹特征信息、人脸特征信息、虹膜特征信息、静脉特征信息或者声纹信息。为了获得这些信息，应该通过传感器进行采集，而后在采集的时候，人体的特征部位应该置于传感器的采集区，以便于传感器采集。
优选的一种实施例中，生物特征信息为指纹信息，传感器可以是屏下指纹传感器。如图5所示，是具有屏下指纹传感器的屏幕，屏幕结构包括透光盖板、显示板和光线传感器,所述显示板、光线传感器置于所述透光盖板的下方。其中，透光盖板用于透光并起到保护显示板的作用，可以是单层板结构或者多层结构，单层结构可以是玻璃盖板或者有机透光材质盖板，单层盖板也可以是具有其他功能的盖板，如可以是触摸屏。多层结构可以是多层玻璃盖板或者多层有机透光材质盖板或者是玻璃盖板与有机透光材质盖板的结合。光线传感器用于获取光线强度，包括有多个感光单元，可以单独设置在显示板的下方或者设置在显示板上。如图5所示，设置在显示板下方时，多个感光单元形成一个光线传感器板，光线可以穿过显示板上像素点之间的间隙进入到光线传感器中。设置在显示板上时，感光单元可以设置在显示板的像素点(像素点)间隙中。传感器可以设置在屏幕结构用于获取屏下图像，如可以获取指纹掌纹等。透光盖板与显示板需要填充光学胶进行连接以及避免空气影响光线的反射，光学胶的折射率应该小于透光盖板的折射率，避免光线在光学胶与透光盖板间发生全反射。显示板用于发光，可以是用于显示图像的显示板，如OLED板，则显示板的像素点可以是OLED像素点阵。
为了实现对指纹信息的加密，还可以通过物理的方式进行加密，具体地，所述传感器为具有编码遮罩1的屏下指纹传感器，所述生物特征信息为包含编码遮罩信息的指纹特征信息。编码遮罩为具有镂空和遮挡的结构，可以起到遮挡部分光线的作用，如图6所示。编码遮罩以矩阵化表示为矩阵，所述矩阵满足自相关运算后为狄拉克函数。编码遮罩可以遮盖全部的传感器或者是部分传感器，起到对部分光线进行遮挡的作用。而后系统要预存与编码遮罩一一对应的解码信息，在获得经过编码遮罩的指纹图像数据后，根据解码信息和图像数据，可以解码获得正确的指纹图像。而后可以计算并发送该指纹图像的特征码到SIM卡上进行校验。通过编码遮罩，系统内获取到的指纹信息并非是原始的指纹信息，保证了指纹的安全性。
一般地，刚拿到SIM卡的时候，SIM卡是张空白卡，即不存储任何特征信息，需要对SIM卡进行初始化后，以便于SIM卡的后续比对。如图4所示，本发明提供一种基于SIM卡的认证方法，本方法可以应用在具有SIM卡写入模块和传感器的电子设备上，可以是电脑等。包括如下步骤：步骤S401通过传感器获取生物特征信息；步骤S402根据生物特征信息计算得到特征码；步骤S403通过SIM卡写入模块存储特征码到SIM卡的特征码存储区。这个操作一般有运营商实现，由专门的SIM卡写入模块实现对SIM卡的写入，一般的用户并不具备写入能力，无法对SIM卡进行改写。这样就完成SIM卡的初始化，而后将SIM卡放置到手机中就可以实现生物特征信息的认证。
一般还需要对SIM卡进行写认证信息的操作，以便于激活SIM卡，则本发明还包括如下步骤：步骤S404通过互联网获取SIM卡识别码，SIM卡识别码用于到运营商基站上进行认证，认证通过就可以拨打电话等，当SIM卡识别码被运营商失效后(如用户挂失或注销)，则无法通过认证。步骤S405通过SIM卡写入模块存储SIM卡识别码到SIM卡。这样用户把SIM卡装到手机的时候，就可以自动实现SIM卡的认证。
本发明提供一种加密认证装置，包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任意一项所述方法的步骤。本发明的装置在执行不同方法时，可以是不同的设备，如可以是电子设备(如手机)、写入设备(如电脑)或者SIM卡。
本发明提供一种加密认证系统，如图3所示，包括电子设备和SIM卡，所述电子设备包括SIM卡连接模块、第一传感器、第一存储器、第一处理器，第一传感器用于采集生物学特征信息，所述第一存储器上存储有第一计算机程序，所述第一计算机程序被第一处理器执行时实现如上述电子设备执行的方法的步骤，所述SIM卡用于执行如上述SIM卡执行的方法的步骤。这样在本系统上就可以实现对生物特征信息的认证。
优选地，生物特征信息为指纹信息，第一传感器为屏下指纹传感器，所述电子设备包括屏幕，如图5所示，所述屏幕包括透光盖板、显示板、编码遮罩，所述第一传感器设置于显示板光线由透光盖板反射后的光路上，所述编码遮罩设置于传感器前的光路上，编码遮罩以矩阵化表示为矩阵，所述矩阵满足自相关运算后为狄拉克函数。矩阵化即将编码遮罩进行分割为小的方块，而后对遮挡的方块记为1，镂空的方块记为0，并根据遮挡和镂空所在位置写成矩阵。
为了实现SIM的初始化，还包括写入设备，所述写入设备包括SIM卡写入模块、第二传感器、第二存储器、第二处理器，第二传感器用于采集生物学特征信息，所述第二存储器上存储有第二计算机程序，所述第二计算机程序被第二处理器执行时实现如写入设备执行的方法的步骤。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (14)

1.一种基于SIM卡的认证方法，其特征在于，包括如下步骤：
SIM卡接收生物特征信息的特征码；
SIM卡比对生物特征信息的特征码与存储在SIM卡的特征码；
SIM卡返回比对结果；
其中，所述SIM卡比对生物特征信息的特征码与存储在SIM卡的特征码包括步骤：
SIM卡通过射频模块发送SIM卡识别码到基站进行验证；
SIM卡接收基站验证结果；
如果验证结果通过，则SIM卡进行比对，否则SIM卡不进行比对。
2.根据权利要求1所述的一种基于SIM卡的认证方法，其特征在于，所述SIM卡接收生物特征信息前还包括步骤：
SIM卡接收随机数请求；
SIM卡根据随机数请求返回随机数；
则SIM卡接收生物特征信息的特征码、SIM卡比对生物特征信息的特征码与存储在SIM卡的特征码还包括步骤：
SIM卡接收生物特征信息的特征码和随机数；
SIM卡比对生物特征信息的特征码和随机数与存储在SIM卡的特征码和随机数。
3.根据权利要求1到2任一项所述的一种基于SIM的加密认证，其特征在于：所述生物特征信息为指纹特征信息、掌纹特征信息、人脸特征信息、虹膜特征信息、静脉特征信息或者声纹信息。
4.一种基于SIM卡的认证方法，其特征在于，包括如下步骤：
通过传感器获取生物特征信息；
根据生物特征信息计算得到特征码；
发送特征码到SIM卡进行比对；
获取SIM卡的比对结果；
其中，所述认证方法还包括：
SIM卡通过射频模块发送SIM卡识别码到基站进行验证；
SIM卡接收基站验证结果；
如果验证结果通过，则SIM卡进行比对，否则SIM卡不进行比对。
5.根据权利要求4所述的一种基于SIM卡的认证方法，其特征在于，
所述通过传感器获取生物特征信息后还包括步骤：
发送随机数请求到SIM卡；
接收SIM卡返回的随机数；
则发送特征码到SIM卡进行比对包括步骤：
发送特征码和随机数到SIM卡进行比对。
6.根据权利要求4所述的一种基于SIM卡的认证方法，其特征在于：
所述通过传感器获取生物特征信息前包括步骤：
获取服务器或者应用程序的验证请求；
则获取SIM卡的比对结果后包括步骤：
返回比对结果到服务器或者应用程序。
7.根据权利要求4所述的一种基于SIM卡的认证方法，其特征在于：所述传感器为具有编码遮罩的屏下指纹传感器，所述生物特征信息为包含编码遮罩信息的指纹特征信息。
8.根据权利要求4到6任一项所述的一种基于SIM的加密认证，其特征在于：所述生物特征信息为指纹特征信息、掌纹特征信息、人脸特征信息、虹膜特征信息、静脉特征信息或者声纹信息。
9.根据权利要求1所述的基于SIM卡的认证方法，其特征在于，还包括如下步骤：
通过传感器获取生物特征信息；
根据生物特征信息计算得到特征码；
通过SIM卡写入模块存储特征码到SIM卡的特征码存储区。
10.根据权利要求9所述的基于SIM卡的认证方法，其特征在于，还包括如下步骤：
通过互联网获取SIM卡识别码；
通过SIM卡写入模块存储SIM卡识别码到SIM卡。
11.一种加密认证装置，其特征在于：包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1到10任意一项所述方法的步骤。
12.一种加密认证系统，其特征在于：包括电子设备和SIM卡，所述电子设备包括SIM卡连接模块、第一传感器、第一存储器、第一处理器，第一传感器用于采集生物学特征信息，所述第一存储器上存储有第一计算机程序，所述第一计算机程序被第一处理器执行时实现如权利要求4到8任意一项所述方法的步骤，所述SIM卡用于执行如权利要求1到3任意一项所述方法的步骤。
13.根据权利要求12所述的一种加密认证系统，其特征在于，所述电子设备包括屏幕，所述屏幕包括透光盖板、显示板、编码遮罩，所述第一传感器设置于显示板光线由透光盖板反射后的光路上，所述编码遮罩设置于传感器前的光路上，编码遮罩以矩阵化表示为矩阵，所述矩阵满足自相关运算后为狄拉克函数。
14.根据权利要求12或13所述的一种加密认证系统，其特征在于，还包括写入设备，所述写入设备包括SIM卡写入模块、第二传感器、第二存储器、第二处理器，第二传感器用于采集生物学特征信息，所述第二存储器上存储有第二计算机程序，所述第二计算机程序被第二处理器执行时实现如权利要求9或10所述方法的步骤。
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