CN1596423A - 便于低成本和可扩缩的数字身份认证的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明的一个实施例提供了用于认证和个人身份的系统。系统接收来自个人的身份证书，例如ID卡，该ID卡包含了包括生物特征数据在内的个人信息。该ID卡以私人密钥签名。该系统还接收个人的生物特征样本，例如指纹。系统根据公钥来核实身份证书，并将生物特征数据和生物特征样本相比较。如果该数据和样本之间的差异低于预定的阈值，系统将报告肯定的鉴定，否则，系统会报告否定的鉴定。注意该系统仅对包含于身份证书中的信息进行操作，并不需要对网络或者数据库的连接。

Description

便于低成本和可扩缩的数字身份认证的方法和装置

技术领域

本发明涉及提供安全和认证。更具体地说，本发明涉及用于根据身份证书认证个人身份的方法和装置。

背景技术

鉴于近来的形势，对可扩缩、成本有效的认证解决方案的需求已经提到了许多代理机构和公司的优先列表的顶端。然而，当前执行认证的系统难以实施并且从资源上看消耗很大，在许多方面并不适合。

从身体上确认一个人的身份的问题，通常是通过核实此人的某些身体属性，或者通过核实由某个权威机构颁发给此人的如驾驶证或者护照这样的标识卡来解决的。然而，基于标识(ID)卡的认证有许多问题。首先并且最主要的是，ID卡正在变得越来越容易被伪造。由于技术进步迅速，ID卡正变得越来越复杂以便防伪。全息图和水印现在普遍地被结合到ID卡中。同时，科技的迅速进步也使得生产复杂ID卡的各种伪造版本更加容易，该伪造版本事实上难以和真实ID卡区分开来。另一个有关简单的基于ID的认证的问题是基于人工的认证处理所固有的主观性。即只要是由人来进行认证，结论就会是主观的。

生物特征认证系统在某种程度上解决了伪造问题，但会产生假肯定(false positive)，易于出错，并且由于进行生物特征认证所需的设施而成本昂贵。例如，这种设施可能包括数据库和实时网络连接。而这在许多地点会使得实施生物特征解决方案变得困难而且昂贵。

故需要用于进行低成本身份认证的方法和装置，该方法和装置是非主观的、可扩缩的、安全的而且是超便携的。

发明内容

本发明的一个实施例提供了一种用于认证和个人身份的系统。该系统通过接收来自个人的身份证书来工作，该身份证书例如为包含包括生物特征数据在内的个人信息的ID卡。这种ID卡以例如在通常被称为KPI的公钥密码系统中使用的私人密钥进行数字签名。该系统还接收来自个人的生物特征样本，例如指纹。该系统采用相应的公钥来核实身份证书，并将生物特征数据和生物特征样本进行比较。如果该数据和样本之间的差异低于预定的阈值，系统将报告肯定的鉴定。否则，系统将报告否定的鉴定。注意该系统仅对包含于身份证书中的信息进行操作，并不需要对网络或者数据库的连接。

在本发明的一个实施例中，用户可以调整所述预定阈值。

在本发明的一个实施例中，所述身份证书可以包括：姓名，唯一的ID，国籍，颁发日期，截止日期，颁发机构的标识，生物特征数据，以及数字照片。

在本发明的一个实施例中，生物特征样本可以包括下列之一或其组合：指纹，签名，虹膜扫描，面部扫描，声音模式，身高，体重以及手掌扫描。

在本发明的一个实施例中，数字签名的生物特征数据被包含于下列其中之一：被设置在所述身份证书表面上或内部的磁条、条形码、智能卡、芯片卡(chip-card)、及诸如闪存这样的非易失性存储器。

在本发明的一个实施例中，数字签名由一中心认证机构提供。

在本发明的一个实施例中，如果数字签名的生物特征数据和来自个人的生物特征数据之间的差异低于预定阈值，所述系统将基于该结论授权访问资源，例如开门或登机。

附图说明

图1显示了一种依照本发明一实施例的身份认证装置。

图2是说明依照本发明一实施例的身份认证过程的流程图。

图3是说明依照本发明一实施例的数字签名核实过程的流程图。

图4是说明依照本发明一实施例的创建身份证书过程的流程图。

表1提供了存储在依照本发明一实施例的身份证书中的一套示范性数据。

具体实施方式

下面所进行的描述是为了使本领域技术人员能够制造和使用本发明，该描述是通过具体应用及其要求而提供的。对本领域技术人员显而易见的是，可对所描述的实施例进行种种修改，并且此处所定基本原理可以不脱离本发明的精神和范围而被应用于其它实施例和应用。因此，本发明并非由所示实施例来限定，而是与符合在此阐述的原理和特征的最广范围相一致。

在本详细说明中所描述的数据结构和编码典型地存储在一种计算机可读存储介质上，该存储介质可以是任何一种能够被计算机系统用来存储编码和/或数据的装置或者介质。这包括但不局限于磁性和光学存储装置，例如硬盘，EPROM，闪存，智能卡，磁带，CD(光盘)和DVD(数字通用光盘或者数字视频光盘)，以及包含在传输介质中的计算机指令信号(具有或者不具有信号调制的载波)。例如，传输介质可以包括通信网络，例如因特网。

身份认证装置

图1说明符合本发明一实施例的一种身份认证装置。身份认证装置100包含磁条读取器102和指纹扫描器104。注意磁条读取器102也可以是条形码读取器、闪存读取器、智能卡或芯片读取器，或者任何其它能够从非易失性存储源获取数据的装置。还要注意的是指纹扫描器102可以是任一种生物特征输入装置，包括但不局限于话筒、手掌扫描器、签名辨认装置和照相机。

身份认证装置100还可以包括显示器106，用以向用户提供诸如身份证书所有者的姓名、ID号、或者照片这样的反馈。另外，身份认证装置100包含阈值调节器110，该阈值调节器容许用户事先设定身份认证装置100的安全级别。由用户提供的生物特征样本和包含于身份证书的生物特征数据即使来自相同的个人，通常也不能产生100％的匹配。这就需要一种阈值调节装置，因为该装置容许在更高的安全领域进行严格而准确的身份认证。

最后，身份认证装置具有认证指示器108，用以显示身份认证的结果。认证比较的最终值也能够显示在显示器106上，从而容许对个人做出最终的认证决定。注意身份认证装置100可以连接到许多不同的装置，以便控制对不同资源的访问，例如访问诸如核设施这样的受限制区域或者登上飞机、进入事件现场、ATM机或者电子选举系统。

身份认证系统100被设计成无需网络连接或者对数据库的连接就可操作。然而，身份认证装置100可以连接到网络或者数据库，从而得以有更强的功能，例如通知作废的身份证书或者报告认证日志。

身份认证过程

              表1

姓名	John Smith
		唯一ID	1234-3212-4567-9875
国籍	美国
		颁发日期	2001年10月1日
截止日期	2010年9月30日
		颁发机构	美国国家ID卡办公室
生物特征数据	05 A2 B6 4F...
		数字照片	GIF文件
数字签名格式	RSA/PKCS7
		数字签名数据	3X4cd3Ashj3h5

图2是说明符合本发明一实施例的身份认证过程的流程图。首先，身份认证装置100通常是以ID卡的形式接收来自个人的身份证书(步骤200)。上面的表1显示了在身份证书中所包含的典型数据。

接着，身份认证装置100接收来自个人的生物特征样本，例如指纹(步骤202)。接着，身份认证装置100验证包含在身份证书上的数字签名的完整性(步骤204)。如果签名是无效的，身份认证装置100指示出该无效签名(步骤212)，并指示认证不成功(步骤214)。身份认证装置100另外能被配置成可以取消或者销毁该身份证书。如果电子签名是有效的，身份认证装置100将来自个人的生物特征样本和来自身份证书的生物特征数据进行比较(步骤206)。如果数据和样本之间的差异低于预定阈值，则身份认证装置100指示认证成功(步骤210)。如果数据和样本之间的差异不低于预定阈值，则身份认证装置100指示认证不成功(步骤214)。

数字签名验证

图3是说明符合本发明的一个实施例的验证数字签名过程的流程图。身份认证装置100利用工业标准的PKI作业验证数字签名的完整性。首先，以标准散列算法处理来自身份证书的数据，从而产生数据的散列值(步骤300)。接着，以所存储的一个认证机构的公钥来解密数字签名数据(步骤302)。最后，对解密值和散列值进行精确匹配的比较(步骤304)，比较结果被返回到身份认证装置100(步骤306)

生成身份证书的过程

图4是说明符合本发明一实施例的生成身份证书的过程的流程图。首先，用户向诸如DMV或者邮局这样的注册机构出示身份证明如出生证明和护照等(步骤400)。此时，注册机构还从用户采集一个或者多个用以包含在身份证书中的生物特征样本，例如指纹扫描(步骤401)。然后，注册机构验证身份证明(步骤402)，并将身份证书传送给认证机构进行数字签名(步骤404)。然后，认证机构使用私人密钥对身份证书进行数字签名(步骤406)，并将经过数字签名的证书返回给注册机构(步骤408)。最后，注册机构通常是以ID卡的形式将经过数字签名的身份证书颁发给用户(步骤410)。

前面对本发明的实施例的描述仅是为了说明和阐述。这些描述并非是穷举性的或是要将本发明限制为所说明的形式。因此，本领域技术人员显然可以做出种种修改和变换。另外，上述说明并非用来限制本发明。本发明的范围由所附权利要求来界定。

Claims (21)

1.一种提供身份认证的方法，其包括：

接收来自个人的身份证书，包括生物特征数据，其中所述身份证书是以私人密钥进行数字签名的；

接收来自所述个人的生物特征样本；

采用相应的公钥验证所述数字签名；

确认经过数字签名的所述生物特征数据与该来自所述个人的生物特征样本之间的差异是否低于预定阈值；并且

将确认的结果提交给有关的一方；

由此使得所述个人的身份可以仅参照所述身份证书即被认证，而无需在数据库中查找有关所述个人的信息。

2.如权利要求1所述的方法，其进一步包括根据从用户接收到的指示来调整所述预定阈值。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述身份证书可包括：姓名，唯一ID，国籍，颁发日期，截止日期，颁发机构标识，生物特征数据，以及数字照片。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述生物特征样本可包括下列之一或其组合：指纹，签名，虹膜扫描，面部扫描，声音模式，身高，体重，或者手掌扫描。

5.如权利要求1所述的方法，其中该经过数字签名的所述生物特征数据被包含于：被设置在所述身份证书上或其内部的磁条、条形码、智能卡、芯片卡、或者诸如闪存这样的非易失性存储器。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述数字签名是由中心认证机构提供的。

7.如权利要求1所述的方法，其进一步包括根据该经过数字签名的所述生物特征数据与该来自所述个人的生物特征数据之间的差异是否低于所述预定阈值的确认，来授权访问资源。

8.一种存储指令的计算机可读存储介质，该指令在被计算机执行时使得该计算机执行一种方法来提供身份证书，所述方法包括：

接收来自个人的身份证书，包括生物特征数据，其中所述身份证书是以私人密钥进行数字签名的；

接收来自所述个人的生物特征样本；

采用相应的公钥验证所述数字签名；

确认经过数字签名的所述生物特征数据和该来自个人的所述生物特征样本之间的差异是否低于预定阈值；并且

将确认的结果提交给有关的一方；

由此使得所述个人的身份可以仅参照所述身份证书即被认证，而无需在数据库中查找有关所述个人的信息。

9.如权利要求8所述的计算机可读存储介质，其中所述方法进一步包括根据从用户接收到的指示来调整所述预定阈值。

10.如权利要求8所述的计算机可读存储介质，其中所述身份证书可包括：姓名，唯一ID，国籍，颁发日期，截止日期，颁发机构标识，生物特征数据，以及数字照片。

11.如权利要求8所述的计算机可读存储介质，其中所述生物特征样本可包括下列之一或其组合：指纹，签名，虹膜扫描，面部扫描，声音模式，身高，体重，或者手掌扫描。

12.如权利要求8所述的计算机可读存储介质，其中该经过数字签名的所述生物特征数据被包含于：被设置在所述身份证书上或其内部的磁条、条形码、智能卡、芯片卡、或者诸如闪存这样的非易失性存储器。

13.如权利要求8所述的计算机可读存储介质，其中所述数字签名是由中心认证机构提供的。

14.如权利要求8所述的计算机可读存储介质，其中所述方法进一步包括根据该经过数字签名的所述生物特征数据与该来自所述个人的生物特征数据之间的差异是否低于所述预定阈值的确认，来授权访问资源。

15.一种用于提供身份认证的装置，其包括：

接收装置，该接收装置被设置成接收来自个人的身份证书，包括生物特征数据，其中所述身份证书是以私人密钥进行数字签名的；

采样装置，该采样装置被设置成接收来自所述个人的生物特征样本；

验证装置，该验证装置被设置成采用相应的公钥验证所述数字签名；

确认装置，该确认装置被设置成确认经过数字签名的所述生物特征数据与该来自所述个人的生物特征样本之间的差异是否低于预定阈值；和

反馈装置，该反馈装置被设置成将确认的结果提交给有关的一方；

由此使得所述个人的身份可以仅参照所述身份证书即被认证，而无需在数据库中查找有关所述个人的信息。

16.如权利要求15所述的装置，其进一步包括调节装置，该调节装置被设置成根据从用户接收到的指示来调整所述预定阈值。

17.如权利要求15所述的装置，其中所述身份证书可包括：姓名，唯一ID，国籍，颁发日期，截止日期，颁发机构标识，生物特征数据，以及数字照片。

18.如权利要求15所述的装置，其中所述生物特征样本可包括下列之一或其组合：指纹，签名，虹膜扫描，面部扫描，声音模式，身高，体重，或者手掌扫描。

19.如权利要求15所述的装置，其中该经过数字签名的所述生物特征数据被包含于：被设置在所述身份证书上或其内部的磁条、条形码、智能卡、芯片卡、或者诸如闪存这样的非易失性存储器。

20.如权利要求15所述的装置，其中所述数字签名是由中心认证机构提供的。

21.如权利要求15所述的装置，其进一步包括安全装置，该安全装置设置成根据该经过数字签名的所述生物特征数据与该来自所述个人的生物特征数据之间的差异是否低于预定阈值的确认，来授权访问资源。

Images