CN116049792A - 人脸注册、识别方法以及人脸数据保护系统 - Google Patents

人脸注册、识别方法以及人脸数据保护系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种人脸注册、识别方法以及人脸数据保护系统，所述人脸注册方法包括：通过量子密钥充注设备为量子密钥管理及服务平台充注量子密钥；量子密钥管理及服务平台生成量子密钥，并将其分发至人脸注册机和用户密钥存储介质；人脸注册机从人脸信息注册终端获取人脸特征值；人脸注册机中利用量子密钥将人脸特征值进行同态加密，生成人脸特征值同态密文；将人脸特征值同态密文发送至人脸识别服务器，存储于人脸特征密文数据库中。本发明通过量子密钥与同态加密相结合的方法提升算力，解决了全同态加密算法效率低的问题，同态加密的接入也为人脸数据的使用、传输与存储提供了更高效、便捷的安全保障。

Description

人脸注册、识别方法以及人脸数据保护系统
技术领域
本发明属于计算机技术领域，涉及人脸信息的加密保护，具体来说，涉及一种人脸注册、识别方法以及人脸数据保护系统。
背景技术
在当前数字经济蓬勃发展的时代，越来越多的用户拥有对个人生物识别信息(包括人脸、指纹信息等)的独立加密存储及使用形式有了需求。若在操作或存储重要敏感信息的系统存在被恶意攻击的风险或需要第三方介入的情况下，同态加密在加密状态下对数据进行运算后再解密获得值与明文进行运算得到结果一致这一特性可有效避免数据在传输或运算过程中加解密导致敏感数据的泄露，因此该技术被广泛应用在云计算、研发外包、多方保密计算等场景中。但同态算法在加密时会在密文中随机叠加噪音，满足完全同态需要在不混淆结果的情况下添相加或相乘以无限密文，每一次叠加密文进行同态计算时噪声也会随之叠加扩大，导致算法的效率降低。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种为人脸数据提供安全使用、传输与存储的人脸注册方法、人脸识别方法以及人脸识别数据保护系统。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种人脸注册方法，包括：
通过量子密钥充注设备为量子密钥管理及服务平台充注量子密钥；
量子密钥管理及服务平台生成量子密钥，并将其分发至人脸注册机和用户密钥存储介质；
人脸注册机从人脸信息注册终端获取人脸特征值；
人脸注册机中利用量子密钥将人脸特征值进行同态加密，生成人脸特征值同态密文；
将人脸特征值同态密文发送至人脸识别服务器，存储于人脸特征密文数据库中。
第二方面，本发明还提供了一种人脸识别方法，包括：
将用户密钥存储介质接入人脸识别终端，所述用户密钥存储介质含有量子密钥管理及服务平台分发的量子密钥；
人脸识别终端对采集到的人脸特征值进行同态加密获得人脸特征值同态密文A，并将人脸特征值同态密文A提交人脸识别服务器；
人脸识别终端获取用户信息并提交至人脸识别服务器；
人脸识别服务器根据用户信息检索人脸特征密文数据库，获取注册时采集到的人脸特征值同态密文B；
人脸识别服务器对人脸特征值同态密文A与人脸特征值同态密文B进行同态密文比对，获得密文态的比对结果C；
人脸识别服务器将比对结果C返回给人脸识别终端；
人脸识别终端利用量子密钥同态解密比对结果C，获得最终比对结果。
第三方面，本发明还提供了一种人脸识别数据保护系统，包括：
量子密钥充注设备，其用于向量子密钥管理及服务平台充注量子密钥；
密钥管理及服务平台，其用于量子秘钥分发与管理，并利用量子随机数生成量子密钥，并将其分发到人脸注册机和用户密钥存储介质中；
用户密钥存储介质，其接受密钥管理及服务平台分发的量子密钥，并对用户身份标识进行存储；
人脸信息注册终端，其用于对人脸信息的注册进行采集；
人脸识别服务器，其用于存储人脸特征值同态密文；
人脸注册机，其利用接收的量子密钥对人脸信息注册终端采集的人脸信息进行同态加密并存储到人脸识别服务器中；
人脸识别终端，其用于提取待识别的人脸信息，并将其进行同态加密发送到人脸识别服务器进行比对，比对结果返回给人脸识别终端。
本发明相比现有技术，通过提供量子密钥与同态加密相结合的方法，利用量子随机数快速生成大量数字作为其独特的长密钥，提升算力以解决全同态加密算法效率低的问题。量子加密从物理层面来保证密钥的安全性，在秘钥分发的过程中，量子卫星随机发送不同偏振状体的光子作为密码的载体，量子一旦被测量就会被破坏，所以难以被精确复制。同态加密的接入也为量子密钥在人脸信息加密的应用中提供了算法上的补充，为人脸数据的使用、传输与存储提供了更高效、便捷的安全保障。
附图说明
图1为本实施例一种人脸识别数据保护系统的结构示意图；
图2为本实施例一种人脸识别数据保护系统量子密钥分发的流程图；
图3为本实施例一种人脸注册方法的流程图；
图4为本实施例一种人脸识别方法的流程图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
如图1所示，本实施例给出了一种人脸识别数据保护系统，还系统可在同态加密的状态下对人脸、指纹等敏感数据信息存储、传输、使用等多方面提供安全保障。
在该系统中，主要包括有人脸信息终端、人脸注册机、人脸识别服务器、人脸识别终端、用户密钥存储介质、密钥管理及服务平台以及量子密钥充注设备。
其中，量子密钥充注设备用于向量子密钥管理及服务平台充注量子密钥，密钥管理及服务平台用于量子秘钥分发与管理，在经过量子密钥充注设备的密钥充注后，量子随机数发生器(QRNG)利用量子随机数快速生成量子密钥，并将其分发到人脸注册机和用户密钥存储介质中，用户密钥存储介质可以是Ukey、密码卡等形式，用于接受密钥管理及服务平台分发的量子密钥，对用户身份标识以及量子密钥进行存储。
人脸信息注册终端用于对人脸信息的注册进行采集，人脸注册机利用接收的量子密钥对人脸信息注册终端采集的人脸信息进行同态加密并存储到人脸识别服务器中，这里的人脸识别服务器有独立的人脸特征密文数据库，用于存储所有注册用户的人脸特征值同态密文。
人脸识别终端用于采集并提取待识别的用户人脸信息，并将其进行同态加密发送到人脸识别服务器中的人脸特征密文数据库进行比对，比对结果返回给人脸识别终端。
下面对人脸识别数据保护系统中人脸注册方法和人脸识别方法进行描述，在注册和识别之前，需要完成如图2所示预备操作：
S100：通过量子密钥充注设备为量子密钥管理及服务平台充注量子密钥；
S200：量子密钥管理及服务平台充注后利用量子随机数生成器生成量子密钥，并将其分发至人脸注册机和用户密钥存储介质。
如图3所示，人脸注册时，继续包括如下步骤：
S301：人脸注册机从人脸信息注册终端获取人脸特征值，人脸信息注册终端可以是具有摄像头的电脑、手机、平板等电子设备，用于采集待注册用户的人脸信息。
S302：人脸注册机中利用分发的量子密钥将注册的人脸特征值进行同态加密，生成人脸特征值同态密文。
S303：将加密的人脸特征值同态密文发送至人脸识别服务器，存储于人脸特征密文数据库中，用于人脸识别时的密文对比。
通过如上操作，即可将所有注册用户的人脸信息经过同态加密后保存在人脸识别服务器的人脸特征密文数据库中。
如图4所示，人脸识别时，包括如下步骤：
S401：将分发了量子密钥的用户密钥存储介质(比如Ukey)接入人脸识别终端，所述用户密钥存储介质的量子密钥由量子密钥管理及服务平台分发。
人脸识别终端可以是具有摄像头的电脑、手机、平板等电子设备，用于采集待识别用户的人脸信息。
S402：人脸识别终端对采集到的人脸特征值进行同态加密获得人脸特征值同态密文A，并将人脸特征值同态密文A提交人脸识别服务器；
S403：人脸识别终端获取用户信息并提交至人脸识别服务器；
S404：人脸识别服务器根据用户信息检索人脸特征密文数据库，获取注册时采集到的人脸特征值同态密文B；
S405：人脸识别服务器对人脸特征值同态密文A与人脸特征值同态密文B进行同态密文比对，获得密文态的比对结果C；
S406：人脸识别服务器将比对结果C返回给人脸识别终端；
S407：人脸识别终端利用量子密钥同态解密比对结果C，获得最终比对结果。若验证通过，则用户可以继续操作，否则数据有被篡改风险。
以上对本申请提供的一种人脸注册、识别方法以及人脸数据保护系统进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种人脸注册方法，其特征在于，包括：
通过量子密钥充注设备为量子密钥管理及服务平台充注量子密钥；
量子密钥管理及服务平台生成量子密钥，并将其分发至人脸注册机和用户密钥存储介质；
人脸注册机从人脸信息注册终端获取人脸特征值；
人脸注册机中利用量子密钥将人脸特征值进行同态加密，生成人脸特征值同态密文；
将人脸特征值同态密文发送至人脸识别服务器，存储于人脸特征密文数据库中。
2.一种人脸识别方法，其特征在于，包括：
将用户密钥存储介质接入人脸识别终端，所述用户密钥存储介质含有量子密钥管理及服务平台分发的量子密钥；
人脸识别终端对采集到的人脸特征值进行同态加密获得人脸特征值同态密文A，并将人脸特征值同态密文A提交人脸识别服务器；
人脸识别终端获取用户信息并提交至人脸识别服务器；
人脸识别服务器根据用户信息检索人脸特征密文数据库，获取注册时采集到的人脸特征值同态密文B；
人脸识别服务器对人脸特征值同态密文A与人脸特征值同态密文B进行同态密文比对，获得密文态的比对结果C；
人脸识别服务器将比对结果C返回给人脸识别终端；
人脸识别终端利用量子密钥同态解密比对结果C，获得最终比对结果。
3.一种人脸识别数据保护系统，其特征在于，包括：
量子密钥充注设备，其用于向量子密钥管理及服务平台充注量子密钥；
密钥管理及服务平台，其用于量子秘钥分发与管理，并利用量子随机数生成量子密钥，并将其分发到人脸注册机和用户密钥存储介质中；
用户密钥存储介质，其接受密钥管理及服务平台分发的量子密钥，并对用户身份标识进行存储；
人脸信息注册终端，其用于对人脸信息的注册进行采集；
人脸识别服务器，其用于存储人脸特征值同态密文；
人脸注册机，其利用接收的量子密钥对人脸信息注册终端采集的人脸信息进行同态加密并存储到人脸识别服务器中；
人脸识别终端，其用于提取待识别的人脸信息，并将其进行同态加密发送到人脸识别服务器进行比对，比对结果返回给人脸识别终端。
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