CN112000957A - 一种指纹识别认证方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种指纹识别认证方法和系统,该方法包括:响应于计算机上电启动处于BIOS阶段,判断计算机是否为首次启动;响应于所述首次启动为假,启动指纹采集设备验证;响应于指纹采集设备验证通过,计算机进入到操作系统登录界面;响应于计算机处于操作系统登录界面阶段,再次判断计算机是否为首次启动;响应于再次判断计算机是否为首次启动为假,启动指纹验证;响应于所述指纹验证通过,操作系统登录成功。本发明提出的方法和系统,针对计算机安全认证和指纹识别过程中的指纹杂凑值计算环境和存储环境的保护,提供了更安全、更可信的解决方案。
Description
技术领域
本专利涉及可信计算、指纹认证等领域,具体说是一种指纹识别认证方法和系统。
背景技术
指纹识别认证技术已经在各领域成熟应用,也已经适配了国产处理器平台,目前指纹数据的存储包括前端比对和后端比对,其区别在于,前端比对是将指纹数据存放于指纹识别设备中,后端比对是将数据存放于系统中也就是硬盘上,两者都存在数据被篡改的风险。
发明内容
针对以上现状,本发明设计出了一种基于可信计算的指纹认证方法和系统,方法包括以下步骤:响应于计算机上电启动处于BIOS阶段,判断计算机是否为首次启动;
响应于所述首次启动为假,启动指纹采集设备验证;
响应于指纹采集设备验证通过,计算机进入到操作系统登录界面;
响应于计算机处于操作系统登录界面阶段,再次判断计算机是否为首次启动;
响应于再次判断计算机是否为首次启动为假,启动指纹验证;
响应于所述指纹验证通过,操作系统登录成功,计算机进入可操作状态。
在一些实施方式中,启动指纹采集设备验证,包括以下步骤:
通过BIOS获得指纹采集设备ID;并通过TCM可信将指纹采集设备ID与TCM可信芯片中的指纹采集设备ID比对;比对结果一致则为通过,反之则关闭计算机。
在一些实施方式中,还包括:响应于首次启动为真,则通过BIOS获得指纹采集设备唯一ID,通过BIOS将指纹采集设备的唯一ID写入TCM可信芯片内,所述指纹采集设备绑定程序完成,计算机进入操作系统登录界面。
在一些实施方式中,启动指纹验证,包括以下步骤:
从指纹采集设备获取到指纹特征,通过TCM可信芯片计算出该指纹特征的杂凑值,通过TCM可信芯片对该指纹的杂凑值与计算机存储的指纹杂凑值比对,比对结果一致则验证通过。
在一些实施方式中,进一步包括以下步骤:执行比对预定次数,响应于比对结果不一致关闭计算机。
在一些实施方式中,还包括:响应于再次判断计算机是否为首次启动为真,指纹采集设备获得指纹特征;
使用TCM可信芯片计算出指纹特征的指纹杂凑值;
将指纹杂凑值存储到TCM可信芯片内。
在一些实施方式中:还包括如下步骤:
响应于接收到系统应用的指纹认证请求,从指纹采集设备获得指纹特征;
将指纹特征通过TCM可信芯片计算得出指纹杂凑值;
通过TCM可信芯片对该指纹杂凑值与TCM可信芯片存储的指纹杂凑值对比,对比一致,则为验证通过。
在一些实施方式中,还包括:经预定次数验证后结果仍然为不通过,则停止指纹认证。
本发明实施例的又一方面,还提供了一种计指纹认证系统,包括:
TCM可信芯片,配置用于执行前述方法;
在一些实施方式中,系统还包括:
指纹采集设备,配置用于采集指纹特征;
数码管,配置用于显示指纹采集的状态指示。
在一些实施方式中,所述指纹识别认证系统中TCM可信芯片计算指纹杂凑值的算法包括:SM2、SM3算法。
本发明实现了基于国产计算机平台的指纹识别认证方法和系统,能够在计算机运行全过程保证计算机认证安全,和传统指纹识别技术相比,此方法更可信、更安全。
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作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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实施例。
图1为根据本发明的实施例的指纹识别认证流程图。
图2为根据本发明为操作系统上层应用提供指纹认证的实施例流程图。
图3为根据本发明为操作系统提供算法运算服务的实施例流程图。
图4为根据本发明的实施例的指纹识别认证系统的结构图。
图5为根据本发明的一个实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明实施例进一步详细说明。
本发明实施例的一方面,提出了一种基于可信计算的指纹认证方法的实施例,图5示出的是本发明在计算机开机启动上后电指纹识别认证方法的流程图,如图5所示,本发明实施例包括如下步骤:
S05、响应于计算机上电启动处于BIOS阶段,判断计算机是否为首次启动;
S10、响应于所述首次启动为假,启动指纹采集设备验证;
S15、响应于进入操作系统登录验证状态,再次判断是否为首次启动;
S20、响应于再次判断首次启动为假,启动指纹验证;
S25、响应于验证通过,进入操作系统,计算机进入可操作状态。
具体地,根据本发明的一些实施例,在步骤S05中,BIOS通过检查TCM可信芯片2flash中是否存在指纹设备ID来确定是否为初次启动,如果存储有指纹设备ID则判断为假。
在步骤S10中,BIOS获取指纹采集设备ID并将指纹采集设备ID发送给TCM可信芯片2;TCM可信芯片2将BIOS发送来的指纹设备ID与自身flash中存储的ID作比对,比对一致则验证通过进入步骤S15,反之则关闭计算机4。
在步骤S15中,BIOS通过检查TCM可信芯片2flash中是否存在指纹杂凑值来确定是否为首次启动。
在步骤S20中,用户根据数码管1提示在指纹采集设备3处放入手指,指纹采集设备3获得指纹特征,并将指纹特征通过BIOS发送给TCM可信芯片2,TCM可信芯片2将指纹特征进行加密计算得到指纹杂凑值,并将指纹杂凑值与flash存储的指纹杂凑值作比对,比对一致则通过。反之则为失败。
在一些实施方式中,响应于步骤S05判断为真,启动指纹设备绑定:BIOS从指纹采集设备获取指纹采集设备ID,并将ID写入到TCM可信芯片的flash内。
在一些实施方式中,响应于步骤S15判断为真,启动指纹录入:用户根据数码管1提示在指纹采集设备3处放入手指,指纹采集设备获得指纹特征,并将指纹特征通过BIOS发送给TCM可信芯片2,TCM可信芯片2将指纹特征加密计算得到指纹杂凑值,并将指纹杂凑值存储到自身flash中。
在一些实施方式中,在步骤S20中,还包括:执行所述比对包含一定预定次数为5次的比对,响应于比对结果为不一致则关闭计算机。
如图2所示,在一些实施例中,还包括以下验证步骤:
S200、应用软件申请指纹认证;
S205、用户根据提示放入手指,采集指纹;
S210、TCM可信芯片将指纹特征计算成为指纹杂凑值;
S220、比对指纹杂凑值;
S215、判断比对失败次数。
在步骤S200中,应用软件向操作系统发起指纹验证申请,操作系统根据指纹识别认证系统安装操作系统上的驱动程序,将命令发送到TCM可信芯片2,TCM可信芯片2收到命令后,向操作系统中驱动程序发送调用指纹采集设备请求,驱动程序获取到指纹采集设备3数据接收权。
在步骤S205中,在TCM可信芯片与操作系统中驱动程序就绪后,TCM可信芯片2对数码管1发出提示指令,提示用户输入指纹,指纹采集设备3将指纹信息转换成指纹特征,并将此信息通过操作系统发送给驱动程序,驱动程序将该指纹特征发送给TCM可信芯片2。
在步骤S210中,TCM可信芯片2对从操作系统中获取的指文特征使用SM2算法或SM3算法计算出其杂凑值。
在步骤S220中,TCM可信芯片2将计算得到的指纹杂凑值与自身flash中存储的杂凑值作比对,比对一致,则将结果发送给驱动程序。
在步骤S215中,TCM可信芯片2根据比对结果的失败次数,是否向操作系统中驱动程序发送验证失败的结果,如果当前失败次数累积小于预定次数,则TCM可信芯片重复S205、S210、S220,如果当前失败次数累积大于等于预定次数,自TCM可信芯片将验证结果发送给驱动程序。
在一些实施例中,TCM可信芯片2比对结果预定失败次数为5次。
根据本发明的一些实施例,方法还包括S225、将验证的结果返回给应用软件。
在步骤S225中,驱动程序将从TCM可信芯片2发送来的验证结果,发送给操作系统,操作系统将结果再发送给申请指纹验证的应用软件。
如图3所示,在一些实施例中,指纹认证系统可为操作系统提供基于TCM可信芯片2支持的加密算法的加密运算服务,步骤如下:
S300、操作系统调用TCM可信芯片2;
S305、操作系统将待加密数据传输给TCM可信芯片2;
S310、TCM可信芯片2执行加密算法对数据进行加密运算;
S315、TCM可信芯片2将运算结果返回给操作系统;
S320、操作系统获取加密数据,加密运算服务结束。
在本发明的一些实施例中,具体地,在步骤S300中,操作系统通过驱动程序,对TCM可信芯片2发起调用命令。
在步骤S305中,操作系统将需要加密的数据通过驱动程序发送给TCM可信芯片2。
在步骤S310中,按照操作系统指定的算法对待加密数据进执行加密运算。
在步骤S315中,TCM可信芯片将加密后的数据通过驱动程序返回给操作系统。
图1示出的是本发明提供的指纹识别认证方法的一个具体实施方式的流程图。
在一些实施方式中,响应于步骤S100结果为真,启动指设备绑定程序S105。
在步骤S100中,BIOS通过检查TCM可信芯片2flash中是否存在指纹设备ID来确定是否为初次启动。
在步骤S105中,BIOS首先获取指纹采集设备的ID,然后将指纹采集设备ID发送给TCM可信芯片2,最后TCM可信芯片将指纹采集设备ID写入到自身flash中。
S115、响应于步骤S105或S110的通过,计算机4进入系统登录界面;
S125、再次判断计算机是否为首次启动;响应于再次判断计算机4是否为首次启动为否,启动指纹验证程序,步骤如下:
S145、获取用户指纹特征;
S150、TCM可信芯片2计算指纹杂凑值;
S155、TCM可信芯片2将计算的指纹杂凑值与存储的指纹杂凑值作对比;
在步骤S125中,BIOS通过检查TCM可信芯片中是否存储有指纹杂凑值来判断是否为首次启动,如果存储有指纹杂凑值则判断为假。
在步骤S145中,TCM可信芯片2对数码管1发出提示指令,数码管1根据指令显示提示用户放入指纹的文字,用户放入指纹,指纹采集设备3对指纹进行特征采样并转换成数字特征的指纹特征,并将指纹特征发送给TCM可信芯片2,程序进入到步骤S150。
在步骤S150中,TCM可信芯片2对指纹采集设备3发送来的指纹特征通过SM2算法或SM3算法,进行计算,获取该指纹特征的指纹杂凑值。
在步骤S155中,TCM可信芯片2经计算获得的指纹杂凑值与自身flash中存储的指纹杂凑值作比对,比对结果一致则计算机操作系统验证通过,比对结果一致,则重复步骤S145、S150、S155。重复预定次数依然不通过则关闭计算机4。
在一些实施例中,响应于步骤S125判断结果为真,执行步骤S130。
步骤S130同步骤S145,步骤S130执行完成,执行步骤S135。
在步骤S135中,TCM可信芯片2将指纹采集设备3发送的指纹特征,通过SM2或SM3算法计算获取指纹杂凑值,并将该杂凑值存入flash中保存,进入步骤S140。
S140、响应于指纹验证程序验证通过,计算机进入操作系统界面,计算机处于可操作状态。
本发明实施例的另一方面,还提供了一种基于指纹识别认证的系统,如图4所示,包括:数码管1,TCM可信芯片2、指纹采集设备3、计算机4。
TCM可信芯片2,配置用于执行前述根据本发明的指纹识别认证方法,包括指纹设备验证程序、指纹杂凑值存储、指纹杂凑值运算、指纹杂凑值对比验证等等;TCM可信芯片2计算杂凑值所采用的算法包括SM2、SM3算法;具有存储指纹杂凑值和指纹设备ID的flash存储芯片;且直接与计算机4相连。
数码管1配置用于显示指纹识别系统运行时对用户操作的提示,与TCM可信芯片2相连,受控于TCM可信芯片2。
指纹采集设备3配置用于采集生物指纹特征信息。与计算机4相连。
所述指纹采集设备3不限于设备类型,不限于与计算机4的连接方式。
需要声明的是,所述为操作系统执行加密服务,其需要加密的数据不宜过大,对于超过TCM可信芯片执行加密算法服务范围的数据,驱动程序将向操作系统抛出异常请求的错误。
本发明实现了基于国产计算机平台的指纹识别认证方法和系统,为计算机运行全过程提供了指纹认证支持,实现了将指纹识别系统加密运算后的指纹杂凑数据的安全存储,指纹识别系统的安全验证,相比于将指纹数据存放在指纹识别设备中,或将指纹数据存放于计算机外部存储器中,更加安全,同时本发明能有效实现对需要加密的数据作加密运算服务,安全可靠。
以上是本发明公开的示例性实施例,上述本发明实施例公开的顺序仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。但是应当注意,以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子,在不背离权利要求限定的范围的前提下,可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外,尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求,但除非明确限制为单数,也可以理解为多个。
所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本发明实施例的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。因此,凡在本发明实施例的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包括在本发明实施例的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种指纹识别认证方法,其特征在于,包括以下步骤:
响应于计算机上电启动处于BIOS阶段,判断计算机是否为首次启动;
响应于所述首次启动为假,启动指纹采集设备验证;
响应于指纹采集设备验证通过,计算机进入到操作系统登录界面,再次判断计算机是否为首次启动;
响应于再次判断计算机是否为首次启动为假,启动指纹验证;
响应于所述指纹验证通过,操作系统登录成功,计算机进入可操作状态。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,启动所述指纹采集设备验证,包括以下步骤:
通过BIOS获得指纹采集设备ID;以及
通过TCM可信芯片将指纹采集设备ID与TCM可信芯片中的指纹采集设备ID比对;
比对结果一致则为通过,反之则关闭计算机。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于方法进一步包括以下步骤:
响应于首次启动为真,通过BIOS获得指纹采集设备唯一ID;
通过BIOS将指纹采集设备的唯一ID写入TCM可信芯片内。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,启动
所述指纹验证包括以下步骤:
从指纹采集设备获取指纹特征;
通过TCM可信芯片计算出该指纹特征的杂凑值;以及
通过TCM可信芯片对该指纹的杂凑值与计算机存储的指纹杂凑值比对;
比对结果一致则验证通过。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,进一步包括以下步骤:
执行所述比对预定次数,响应于比对结果为不一致关闭计算机。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括以下步骤:
响应于再次判断计算机是否为首次启动为真,从指纹采集设备获得指纹特征;
使用TCM可信芯片计算出指纹特征的指纹杂凑值;
将指纹杂凑值存储到TCM可信芯片内。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括如下步骤:
响应于接收到系统应用的指纹认证请求,指纹采集设备获得指纹特征;
所述指纹认证服务程序将指纹特征通过TCM可信芯片计算得出指纹杂凑值;
所述指纹认证服务程序通过TCM可信芯片对该指纹杂凑值与TCM可信芯片存储的指纹杂凑值对比;
对比一致,则为验证通过。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:
经预定次数验证后结果仍然为不通过,则停止指纹认证服务。
9.一种指纹识别认证系统,其特征在于,包括:
TCM可信芯片,配置用于执行前述权利要求1-8所述的方法。
10.根据权利要求9所述系统,其特征在于:
其中,TCM可信芯片计算指纹杂凑值的算法包括:SM2、SM3算法,且可为操作系统提供基于上述算法的加密运算服务。
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