KR100878567B1 - 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템, 그 방법 및이를 기록한 기록매체 - Google Patents

에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템, 그 방법 및이를 기록한 기록매체 Download PDF

Info

Publication number
KR100878567B1
KR100878567B1 KR1020070071972A KR20070071972A KR100878567B1 KR 100878567 B1 KR100878567 B1 KR 100878567B1 KR 1020070071972 A KR1020070071972 A KR 1020070071972A KR 20070071972 A KR20070071972 A KR 20070071972A KR 100878567 B1 KR100878567 B1 KR 100878567B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fingerprint
fingerprint image
client
information
image
Prior art date
Application number
KR1020070071972A
Other languages
English (en)
Inventor
정용화
이성주
김학재
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고려대학교 산학협력단 filed Critical 고려대학교 산학협력단
Priority to KR1020070071972A priority Critical patent/KR100878567B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100878567B1 publication Critical patent/KR100878567B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1347—Preprocessing; Feature extraction
    • G06V40/1359—Extracting features related to ridge properties; Determining the fingerprint type, e.g. whorl or loop
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/30—Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
    • G06F21/31—User authentication
    • G06F21/32—User authentication using biometric data, e.g. fingerprints, iris scans or voiceprints
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • G06T1/0021—Image watermarking
    • G06T1/005—Robust watermarking, e.g. average attack or collusion attack resistant
    • G06T1/0057—Compression invariant watermarking
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Collating Specific Patterns (AREA)

Abstract

에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템, 그 방법 및 이를 기록한 기록매체가 개시된다.
본 발명에 따른 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템은, 클라이언트와 인증 서버를 포함하는 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템에 있어서, 상기 클라이언트는, 상기 클라이언트의 고유 지문 정보를 획득하는 지문 영상 획득부; 및 상기 지문 영상의 화소 기반의 인덱스와 이산 웨이블렛 변환 필터의 인덱스의 차이 값에 따라 미리 결정된 변환 콘볼루션을 수행하여 상기 클라이언트의 지문 영상에 상기 인증하고자 하는 인증 서버의 고유정보를 삽입하는 핑거프린팅부를 포함하고, 상기 인증 서버는, 상기 클라이언트의 지문 정보를 미리 저장하고 있는 지문 정보 저장소; 상기 핑거프린팅된 지문 영상으로부터 상기 클라이언트의 지문 정보를 추출하고, 상기 추출된 지문 정보와 상기 지문 정보 저장소에 저장된 지문 정보를 비교하여 상기 클라이언트의 인증을 수행하는 인증 수행부; 및 상기 인증 수행부에서 인증 수행된 상기 클라이언트의 지문 정보를 파기하는 지문 정보 파기부를 포함한다.
본 발명에 의하면 생체 정보인 지문 정보에 대하여 암호화와 핑거프린팅을 동시에 적용함으로써 더욱 강화된 사용자 정보를 보호할 수 있고, 원격 단말 장치를 이용하여 영상을 암호화하거나 핑거프린팅하는 방법을 동시에 적용함에 있어서 연산량을 줄임으로서 에너지 소모를 감소시킬수 있으므로 배터리 기반의 원격 단말 장치의 수명을 연장하여 배터리 지속시간을 최적화할 수 있으며, 지문 정보가 인증 서버로부터 유출될 경우, 핑거프린팅된 인증 서버의 고유 정보로부터 지문 정보의 유출 근원을 추적할 수 있는 효과가 있다.

Description

에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템, 그 방법 및 이를 기록한 기록매체{System and Method for encrypting energy efficient fingerprint image and Recording medium using the same}
본 발명은 영상 신호 처리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 핑거프린팅과 암호화 방법을 지문 영상에 적용하여 에너지 효율적인 최적화된 콘볼루션 알고리즘에 따라 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템, 그 방법 및 이를 기록한 기록매체를 제공하는 것이다.
최근 급속한 정보화 및 인터넷의 발달로 인해 네트워크를 통한 정보의 교류가 활발해지고 온라인 뱅킹 등 전자상거래와 관련된 산업의 규모가 커지면서 정확한 개인의 인증에 대한 요구가 증대되고 있다.
그리고, 컴퓨터 네트워크를 이용한 디지털 데이터 전송 영역에서 데이터의 전송이 쉽게 가능하여 이에 대하여 폭발적인 시장 수요를 보이고 있다. 그러나, 디지털화된 데이터는 복사와 변형이 용이하고 원본과 복사본의 차이가 사라짐에 따라 저작권 또는 신용정보의 유출이 심각한 사회적 문제로 부각되는바, 이러한 문제를 해결하기 위하여 현재 가장 주목받고 있는 것이 디지털 워터마킹(Digital Watermarking) 기술이다. 디지털 워터마킹이란 디지털 데이터에 저작자의 서명이나 저작자 임을 입증할 수 있는 정보를 삽입하여 추후 저작권에 대한 논란이 일어났을 경우, 저작권 정보를 추출하여 저작권 문제를 해결하는 방법이다. 영상 데이터에 대한 워커마킹 방법은 크게 공간 영역에서 워터마크를 삽입하는 방법과 주파수 영역에서 워터마크를 삽입하는 방법으로 나눌 수 있다. 공간 영역에서 워터마크를 삽입하는 방법은 간단한 알고리즘으로 구현이 가능하지만, 필터링이나 영상처리 기법에 의하여 워터마크가 손실될 위험부담이 크기 때문에 최근에는 주파수 공간에서 워터마크를 삽입하는 방법이 활발히 연구되고 있다.
주파수 공간에서 워터마크를 삽입하는 방법은 영상 데이터에 이산 여현 변환(Discrete Cosine Transform:DCT), 고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform:FFT) 또는 이산 웨이블렛 변환(Discrete Wavelet Transform:DWT)등을 사용하여 변환된 주파수 공간 중에서 시각적으로 덜 민감한 부분에 워터마크를 삽입하는 부분이다.
그리고, 최근 급속한 정보화 및 인터넷의 발달로 인하여 네트워크를 통한 정보의 교류가 활발해지고 온라인 뱅킹 등 전자상거래와 관련된 산업의 규모가 커지면서 정확한 개인의 인증에 대한 요구가 증대되고 있다. 이러한 환경에서 가장 일반적인 인증 수단으로 개인 식별 번호(Personal Identification Number:PIN) 또는 패스워드 방식이 사용 되지만 개인 정보의 유출 및 망각의 위험이 상존하므로 이에 따른 보안상의 문제가 최근 크게 부각되고 있다. 이러한 방식의 단점을 해결할 수 있는 개인 인증 기술로 생체인식의 도입이 확산되고 있다.
생체정보 중 지문에 관한 지문인식 시스템은 경제적인 설치 비용과 보안성에 대한 매우 높은 신뢰성이 있고, 수 백년 이상의 전 세계적인 적용사례를 바탕으로 유일무이한 사람의 고유 특성으로 검증된 지문의 인식 시스템이라고 할 수 있다.
특히, 소형화된 시스템의 구성이 가능하므로 이동성과 공간 활용 능력이 매우 높다.
요즈음과 같이 네트워크의 발달과 더불어 보안 및 개인 사생활 보호에 대한 관심이 높아지면서 개인 인증 방법으로 지문 인식 기술은 화상 인식 기술분야에서 가장 각광받는 분야로 발전하고 있다.
이와 같은 지문인식 기술은 단순한 출입 통제 시스템에서 인터넷 뱅킹, 전자정부 등의 원격 응용 시스템으로 발전하고 있다. 무선 단말 장치에서 안전하지 않은 네트워크를 통하여 인증 서버로 생체 정보를 전송할 때 생체 정보를 보호하기 위한 방법으로 암호화 기술이 있는데 이는 인증 서버와 무선 단말 사이에서 사전에 공유된 키를 이용하여 생체 정보를 암호화한다. 또한 인증 서버에서는 단말로부터 전송된 생체정보를 정합한 수, 개인의 지문정보를 파기할 책임이 있는데, 인증 서버의 악의의 관리자에 의해 개인의 생체정보가 수집되어 악의의 목적으로 사용될 수 있다. 이를 방지하기 위한 방법으로 전술한 워터마크를 생체 정보에 삽입하여, 사후 개인 정보의 유출 책임을 인증 서버에게 돌리기 위한 핑거프린팅(fingerprinting) 기술이 있다.
디지털 워터마킹 기법이 인간의 의식 세계 또는 감지 능력으로는 검출할 수 없게 저작권자 또는 판매자의 정보를 멀티미디어 콘텐츠 내에 삽입하여 이후에 발 생하게 될 지적재산권 분쟁에서 정당함을 증명하는 데 사용되는 반면, 디지털 핑거프린팅은 기밀 정보를 디지털 콘텐츠에 삽입하는 측면에서는 디지털 워터마킹과 동일하다고 할 수 있으나, 저작권자나 판매자의 정보가 아닌 디지털 콘텐츠를 구매한 사용자의 정보를 삽입함으로써 이후에 발생하게 될 콘텐츠 불법 배포자를 추적하는데 사용하는 기술이다. 즉, 디지털 워터마킹을 사용하였을 때는 판매되는 모든 콘텐츠에 삽입되는 정보가 동일했지만, 핑거프린팅을 사용하였을 때는 판매되는 콘텐츠가 구매한 사용자마다 조금씩 다른 정보를 가지므로 만약 콘텐츠가 불법적으로 재배포된다면 해당 콘텐츠 내에서 핑거프린팅 된 정보를 추출하여 어떤 구매자에게 판매된 콘텐츠임을 식별할 수 있게 되어 법적인 조치를 가할 수 있게 된다.
한편, 종래의 배터리 기반인 원격 단말 장치의 하드웨어 혹은 소프트웨어를 이용하여 영상을 암호화하거나 또는 핑거프린팅 하는 방법은 암호화 또는 핑거프린팅 기법에 있어서 에너지 소모가 크므로 저 전력 설계의 문제가 크게 부각되고 있다.
그러나, 종래의 암호화 또는 핑거프린팅 기법을 통하여 개인 정보를 보호함에 있어서 에너지 효율을 고려하지 않아, 배터리 기반인 원격 단말 장치를 이용하여 영상을 암호화하거나 핑거프린팅 하는 방법을 동시에 적용할 수 없었으며, 동시에 적용하더라도 전력이 크게 소모되어 배터리 기반의 원격 단말 장치의 수명을 단축시키고, 배터리 지속시간이 짧은 문제가 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 생체정보의 암호화 및 핑거프린팅을 무선 단말에서 수행할 경우 생체정보인 지문 영상을 안전하고 에너지 효율적으로 암호화할 수 있는 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템을 제공하는 것이다.
그리고, 본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 상기 에너지 효율적인 지문 영상의 전송 장치를 이용한 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 세 번째 과제는 상기 에너지 효율적인 지문 영상의 전송 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 것이다.
상기 첫 번째 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,
클라이언트와 인증 서버를 포함하는 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템에 있어서, 상기 클라이언트는, 상기 클라이언트의 고유 지문 정보를 획득하는 지문 영상 획득부; 및 상기 지문 영상의 화소 기반의 인덱스와 이산 웨이블렛 변환 필터의 인덱스의 차이 값에 따라 미리 결정된 변환 콘볼루션을 수행하여 상기 클라이언트의 지문 영상에 상기 인증하고자 하는 인증 서버의 고유정보를 삽입하는 핑거프린팅부를 포함하고, 상기 인증 서버는, 상기 클라이언트의 지문 정보를 미리 저장하고 있는 지문 정보 저장소; 상기 핑거프린팅된 지문 영상으로부터 상기 클라이언트의 지문 정보를 추출하고, 상기 추출된 지문 정보와 상기 지문 정보 저장소에 저장된 지문 정보를 비교하여 상기 클라이언트의 인증을 수행하는 인증 수행부; 및 상기 인증 수행부에서 인증 수행된 상기 클라이언트의 지문 정보를 파기하는 지문 정보 파기부를 포함하는 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템을 제공한다.
한편, 상기 핑거프린팅부는, 상기 지문 영상 획득부에서 획득된 지문 영상을 이산 웨이블렛 변환하는 이산 웨이블렛 변환 필터, 상기 이산 웨이블렛 변환 필터에서 분해된 상기 지문 영상의 주파수 정보에 상기 인증 서버의 고유정보를 삽입하는 워터마크 삽입 모듈, 및 상기 워터마크 삽입 모듈에 의해 상기 고유정보가 삽입된 상기 주파수 정보를 암호화하는 암호화 모듈을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 암호화 모듈은 상기 지문 영상을 미리 설정된 공유키에 따른 웨이브릿 트리 셔플링을 적용하여 암호화하는 것을 특징으로 할 수 있다.
아울러, 상기 클라이언트는, 인증을 수행하고자 하는 상기 인증 서버의 고유 정보를 수신하고, 상기 인증 서버의 고유 정보가 핑거프린팅된 지문 영상을 상기 인증 서버에 전송하는 클라이언트 송수신부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 미리 결정된 변환 콘볼루션은, 상기 지문 영상의 화소 기반의 인덱스에 이산 웨이블렛 변환 필터의 인덱스의 차이값의 범위를 미리 연산하고, 상기 미리 연산된 차이값의 범위에서 상기 지문 영상의 화소 기반의 인덱스에 이산 웨이블렛 변환 필터의 인덱스를 뺀 값이 음의 값이 되는 출력 영상의 화소 인덱스의 범 위 내에서 연산되는 콘볼루션일 수 있다.
상기 두 번째 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,
클라이언트로부터 전송된 고유 지문 영상를 위치, 각도 및 선형으로 이루어진 지문 정보를 추출하여 인증 서버의 지문 저장소에 미리 저장하는 단계; 상기 클라이언트에서 상기 클라이언트의 지문 영상의 화소 기반 인덱스와 이산 웨이블렛 변환 필터의 인덱스의 차이값에 따라 미리 결정된 변환 콘볼루션을 수행하여 인증하고자 하는 상기 인증 서버의 고유정보를 핑거프린팅하는 단계; 상기 핑거프린팅된 클라이언트의 지문 영상을 암호화하여 상기 인증 서버에 전송하는 단계; 상기 핑거프린팅된 클라이언트의 지문 영상으로부터 상기 클라이언트의 지문 정보를 상기 인증 서버에서 추출하고, 상기 추출된 지문 정보와 상기 지문 저장소에 미리 저장된 지문 정보를 비교하여 상기 클라이언트의 인증을 수행하는 단계; 및 상기 인증 서버에서 인증된 상기 클라이언트의 지문 정보를 파기하는 단계를 포함하는 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 방법을 제공한다.
한편, 상기 인증 서버의 고유정보를 핑거프린팅하는 단계는, 상기 클라이언트의 지문 영상을 이산 웨이블렛 변환하는 단계; 및 상기 이산 웨이블렛 변환된 클라이언트의 지문 영상의 주파수 정보에 상기 인증 서버의 고유 정보를 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 지문 영상을 암호화하여 상기 인증 서버에 전송하는 단계는, 상기 지문 영상을 미리 설정된 공유키에 따른 이산 웨이블렛 트리 셔플링을 적용하여 암호화 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
아울러, 상기 미리 결정된 변환 콘볼루션은, 상기 지문 영상의 화소 기반의 인덱스에 이산 웨이블렛 변환 필터의 인덱스의 차이값의 범위를 미리 연산하고, 상기 미리 연산된 차이값의 범위에서 상기 지문 영상의 화소 기반의 인덱스에 이산 웨이블렛 변환 필터의 인덱스를 뺀 값이 음의 값이 되는 출력 영상의 화소 인덱스의 범위 내에서 연산되는 콘볼루션일 수 있다.
상기 세 번째 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,
에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
본 발명에 의하면 생체 정보인 지문 정보에 대하여 암호화와 핑거프린팅을 동시에 적용함으로써 더욱 강화된 사용자 정보를 보호할 수 있고, 원격 단말 장치를 이용하여 영상을 암호화하거나 핑거프린팅하는 방법을 동시에 적용함에 있어서 연산량을 줄임 으로서 에너지 소모를 감소시킬 수 있으므로 배터리 기반의 원격 단말 장치의 수명을 연장할 수 있고, 배터리 지속시간을 최적화할 수 있으며, 지문 정보가 인증 서버로부터 유출될 경우, 핑거프린팅 된 인증 서버의 고유 정보로부터 지문 정보의 유출 근원을 추적할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.
그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.
도 1은 본 발명에 적용되는 지문 영상의 이산 웨이블렛 변환을 도시한 것이다.
도 1을 참조하면 우선, 클라이언트의 지문 영상(110)을 이산 웨이블렛 변환을 통하여 지문 영상을 주파수 기반의 정보로 변환한다.
지문 영상(110)은 우선 이산 웨이블렛 변환에 의해 1단계 분해된 영상(130)을 생성한다. 즉, 지문 영상(110)과 고주파 필터(
Figure 112007052164795-pat00001
)와 저주파 필터(
Figure 112007052164795-pat00002
)로 이루어진 한 쌍의 이산 웨이블렛 변환 필터(120)의 콘볼루션(Convolution) 연산에 의해 1단계 분해된 영상(130)을 생성하게 되는데 상기 1단계 분해된 영상은 제1의 1단계 분해 영상(131)과 제2의 1단계 분해 영상(132)으로 구분된다.
제1의 1단계 분해 영상(131)은 고주파 필터에 의해 영상의 고주파 성분이 차단되어 저주파 성분으로 주로 이루어지며, 제2의 1단계 분해 영상(132)은 저주파 필터에 의해 영상의 저주파 성분이 차단되어 고주파 성분으로 이루어지게 된다.
상기와 같이 1단계 분해 영상(130)은 다시 각각 고주파 필터(
Figure 112007052164795-pat00003
)와 저주파 필터(
Figure 112007052164795-pat00004
)로 이루어진 두 쌍의 이산 웨이블렛 변환 필터(140)의 콘볼루션(Convolution) 연산에 의해 2단계 분해된 영상(150)을 형성한다.
이와 같이 2단계 분해된 영상은 4개의 에너지 레벨을 가지는 영역으로 각각 분할된다. 즉, 2단계 분해된 영상은 가로방향 및 세로방향 모두 저주파를 가지는 저주파 영역(
Figure 112007052164795-pat00005
)과, 가로방향으로 저주파 성분을 가지고, 세로 방향으로 고주파 성분을 가지는 영역(
Figure 112007052164795-pat00006
)과, 가로방향으로 고주파 성분을 가지고, 세로 방향으로 저주파 성분을 가지는 영역(
Figure 112007052164795-pat00007
) 및 가로방향 및 세로방향으로 모두 고주파 성분을 가지는 고주파 영역(
Figure 112007052164795-pat00008
)으로 구분된다.
도 2는 본 발명에 적용되는 지문 영상을 이산 웨이블렛 변환을 통하여 주파수 영역으로 변환하는 과정을 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 지문 영상(210)은 3차에 걸쳐 이산 웨이블렛 변환을 수행하여 13개의 서브 밴드를 형성하게 된다.
우선, 지문 영상(210)을 제 1차 이산 웨이블렛 변환을 수행하여
Figure 112007052164795-pat00009
,
Figure 112007052164795-pat00010
,
Figure 112007052164795-pat00011
,
Figure 112007052164795-pat00012
으로 분할한 영상(220)을 구한다. 그런 다음, 분할된 영상
Figure 112007052164795-pat00013
,
Figure 112007052164795-pat00014
,
Figure 112007052164795-pat00015
,
Figure 112007052164795-pat00016
중
Figure 112007052164795-pat00017
영역을 다시 4개의 영역으로 제 2차 이산 웨이블렛 변환을 수행(230)하고, 상기 제 2차 이산 웨이블렛 변환에 따라 생성된
Figure 112007052164795-pat00018
영역에 대하여 마찬가지로 제 3차 이산 웨이블렛 변환을 수행(240)하여 최종적으로,
Figure 112007052164795-pat00019
,
Figure 112007052164795-pat00020
,
Figure 112007052164795-pat00021
,
Figure 112007052164795-pat00022
를 생성한다.
따라서, 이산 웨이블렛 변환을 통해 생성된 영역은,
Figure 112007052164795-pat00023
,
Figure 112007052164795-pat00024
,
Figure 112007052164795-pat00025
를 제외한
Figure 112007052164795-pat00026
,
Figure 112007052164795-pat00027
,
Figure 112007052164795-pat00028
,
Figure 112007052164795-pat00029
,
Figure 112007052164795-pat00030
,
Figure 112007052164795-pat00031
,
Figure 112007052164795-pat00032
,
Figure 112007052164795-pat00033
,
Figure 112007052164795-pat00034
,
Figure 112007052164795-pat00035
의 10개의 영역이고, 이 각각의 영역에 워터마크를 삽입(250)한다.
도 3은 본 발명에 따른 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템은 인증을 수행하려는 클라이언트(310)와 클라이언트의 지문 영상과 미리 저장된 지문 정보에 따라 인증을 허용하는 인증 서버(350)로 구성될 수 있다.
상기 클라이언트(310)는 지문 영상 획득부(320), 핑거프린팅부(330) 및 클라이언트 송수신부(340)로 이루어질 수 있으며, 상기 핑거프린팅부(330)는 이산 웨이블렛 변환 필터(331), 워터마크 삽입 모듈(332) 및 암호화 모듈(333)로 구성될 수 있다.
그리고, 인증 서버(350)는 지문 정보 저장소(360), 인증 수행부(370) 및 지문 정보 파기부(380)를 포함할 수 있다.
우선, 지문 영상 획득부(320)는 사용자의 지문에 포함하는 영상을 획득한다. 이는 지문 영상 획득부에 부가된 지문 영상 센싱 장치를 통해 위치, 각도, 선형으로 이루어진 지문 영상을 획득하며, 상기 영상은 흑백 또는 컬러 이미지를 포함할 수 있다.
그 다음, 핑거프린팅부(330)는 지문 영상 획득부(320)로부터 획득된 영상에 클라이언트(310)가 인증을 수행하고자 하는 인증 서버(350)의 고유 정보를 핑거프 린팅한다.
이를 위하여 핑거프린팅부(330)에 포함된 이산 웨이블렛 변환 필터(331)로부터 지문 영상을 이산 웨이블렛 변환한다.
이산 웨이블렛 변환 필터(331)는 고주파 필터 및 저주파 필터로 구성될 수 있으며, 상기 지문 영상을 고주파 필터 및 저주파 필터를 이용하여 상기 지문 영상을 이산 웨이블렛 변환 필터의 콘볼루션 연산에 의하여 주파수 영역의 데이터로 변환한다.
이는 클라이언트의 지문 영상의 화소 기반의 인덱스와 이산 웨이블렛 변환 필터의 인덱스의 차이 값에 따라 미리 결정된 변환 콘볼루션을 수행하여 클라이언트의 지문 영상에 인증하고자 하는 인증 서버의 고유 정보를 삽입한다.
그 다음, 워터마크 삽입 모듈(332)은 주파수 영역의 데이터로 변환된 지문 영상의 데이터에 인증하고자 하는 인증 서버의 고유 정보를 핑거프린팅한다.
핑거프린팅 되는 인증 서버의 고유 정보는 인증 서버가 기업일 경우, 기업의 회사 정보, 즉 회사 로고 등일 수 있다.
이와 같이 핑거프린팅된 지문 영상은 암호화 모듈(333)에 의하여 암호화된다. 암호화 모듈은 이산 웨이블렛 변환에 따라 주파수 영역의 데이터로 변환된 지문 정보를 웨이브릿 트리 셔플링을 적용할 수 있다.
이는 영상을 3차에 걸친 이산 웨이블렛 변환을 하면 13개의 주파수 공간 영역을 형성한다. 웨이브릿 계수들은 에너지를 거의 가지지 않는 고주파 성분의 값을 가지는 것들을 제외한 웨이브릿 트리를 포함하여 그룹화되어 있다.
상술한 바와 같이 3차에 걸친 이산 웨이블렛 변환을 하면 13개의 주파수 영역이 생성되는데 이 생성된 주파수 영역에서의 지문 영상 정보를 미리 정해진 공유키에 의해 셔플링(Shuffling)되어 암호화될 수 있다.
그러면, 상기 암호화된 지문 영상 정보를 클라이언트 송수신부(340)에서 인증 서버(350)로 전송한다.
인증 서버(350)는 클라이언트의 지문 정보를 지문 정보 저장소(360)에 미리 저장해 두는데, 상기 지문 정보 저장소(360)는 클라이언트의 지문 영상으로부터, 위치, 각도 및 선형으로 이루어진 클라이언트의 지문 정보들을 클라이언트의 개인 정보와 함께 저장한다.
그러면, 인증 서버(350)의 인증 수행부(370)는 상기 클라이언트 송수신부(340)로부터 전송된 지문 영상 정보로부터 클라이언트의 지문 정보를 추출해 내고, 지문 정보 저장소(360)에 저장된 지문 정보와 비교하여 추출한 지문 정보와 지문 정보 저장소(360)에 저장된 지문 정보가 상호 동일할 경우, 클라이언트의 인증을 수행하고, 상호 동일하지 않을 경우, 인증을 거부하게 된다.
그런 다음, 지문 정보 파기부(380)에서는 인증 과정을 거친 후에 클라이언트의 개인 정보 유출 방지를 위하여 클라이언트 송수신부로부터 전송된 지문 영상 정보를 파기한다.
만약, 지문 정보가 인증 서버(350)로부터 유출될 경우, 클라이언트(310)는 추후 지문 영상에 삽입된 핑거프린팅 정보를 확인하여 지문 영상의 유출 책임을 인증 서버(350)에 추궁할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명에 적용되는 변환 콘볼루션 연산의 일례를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 입력 영상(400), 이산 웨이블렛 변환 필터(410) 및 출력 영상(420)을 볼 수 있다.
출력 영상(420)은, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, out[i]의 배열 형태로 제시되어 있으며, i는 출력 영상의 i번째 화소를 지칭하는 인덱스를 의미한다. 이하에서 출력 영상은, 특별한 경우를 제외하고는, out[]로 간단히 기재하기로 한다.
그리고, 이산 웨이블렛 변환 필터(410)도 flt[start], flt[start+1], …, flt[end-1], flt[end]의 배열 형태로 제시되어 있으며, 여기서 start와 end는 각각 필터의 시작과 끝의 인덱스의 값을 나타낸다. 이하에서 이산 웨이블렛 변환 필터는, 특별한 경우를 제외하고는, flt[]로 간단히 기재하기로 한다.
입력 영상(400)도 in[0], …, in[width-1]의 배열 형태로 제시되어 있으며, width는 입력 영상의 가로 크기를 의미한다. 이하에서 입력 영상은, 특별한 경우를 제외하고는, in[]로 간단히 기재하기로 한다.
지문 영상을 암호화하는 과정에서 에너지가 가장 많이 소모되는 부분은 핑거프린팅과정이다. 특히 핑거프린팅을 하는 과정 중 이산 웨이블렛 변환을 하는 과정에서 에너지가 가장 많이 소모된다.
지문 영상을 이산 웨이블렛 변환할 경우, 지문 영상과 고주파 필터 및 저주파 필터를 포함하는 이산 웨이블렛 변환 필터의 콘볼루션 연산은 하기의 수학식 1에 의해 연산될 수 있다.
Figure 112008084078560-pat00105
.
상기 수학식 1에서 in[]은 상기에서 언급한 입력 영상을 의미하고, out[]은 상기에서 언급한 출력 영상을 의미한다. i는 출력 영상의 i번째 화소를 지칭하는 인덱스를 지칭하고, j는 이산 웨이블렛 변환 필터의 인덱스를 의미하고, width는 입력 영상의 가로 크기를 의미하며, start와 end는 각각 이산 웨이블렛 변환 필터flt[]의 시작과 끝의 인덱스의 값을 나타내고, T는 입력 영상의 콘볼루션 연산을 위한 인덱스를 의미한다.
한편, 상기 수학식 1에서 입력 연산의 콘볼루션 연산을 위한 인덱스인 T와 이산 웨이블렛 변환 필터의 인덱스인 j값의 차이에 따라 in[T-j]의 값은 하기의 수학식 2에 의해 설정될 수 있다.
Figure 112007052164795-pat00052
이를 기반으로 하여 본 발명에 적용되는 이산 웨이블렛 변환에 지문 영상과 이산 웨이블렛 변환 필터의 콘볼루션 연산의 알고리즘 블록도는 도 5와 같다.
도 5를 참조하면, 이산 웨이블렛 변환 과정 중에서 이산 웨이블렛 변환 필터 와 지문 영상의 콘볼루션 연산을 알고리즘 블록도(500)로 도시하고 있으며, 이는 상기 수학식 1 및 수학식 2를 참조하여 상술하기로 한다.
전체적으로 상기 수학식 1에 의거하여, 입력 영상 in[]과 이산 웨이블렛 변환 필터 flt[]에 의한 콘볼루션 연산이 수행되어 출력 영상 out[]이 생성된다.
알고리즘 블록도에서 영역(510)에 도시된 내용을 참조하면, 입력 영상의 콘볼루션 연산을 위한 인덱스
Figure 112007052164795-pat00056
는
Figure 112007052164795-pat00057
에 의하여 초기화된다. 이는 출력 영상의 길이는 입력 영상 길의 절반으로서, 출력 영상이 입력 영상과 이산 웨이블렛 변환 필터의 콘볼루션된 결과를 다운 샘플링을 통하여 산출하기 위한 구성이다.
그리고,
Figure 112007052164795-pat00058
의 값을 초기화 할 때, 모듈라 연산을 수행하는데,
Figure 112007052164795-pat00059
의 크기가 입력 영상의 길이인 width보다 같거나 클 경우 모듈라 연산이 유효화 된다.
초기화 후에 영역(520)에 도시된 바와 같이 콘볼루션 연산을 위한 연산식을 구성한다.
다음으로, 영역(530)에 도시된 바와 같이, T-j (T:= T-j)가 양(+) 또는 음(-)인지 확인하여 상기 수학식 2의 조건에 따라서 입력 영상 in[]의 인덱스가 T-j 또는 T-j+width 로 결정된다. 여기서 콘볼루션 연산이 수행될 때, 가장 안쪽 루프(540)에서 수행되므로, 연산량이 많아지게 되어 에너지 소모가 크게 된다.
도 6은 도 5의 일례를 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 이산 웨이블렛 변환 필터의 시작 인덱스(start index)(610)는 -4이고, 종료 인덱스(End index)(620)는 2로서 이산 웨이블렛 변환 필터의 길이는 7임을 알 수 있다.
그리고, 이산 웨이블렛 변환 필터 flt[]의 각 인덱스에 해당하는 값은 하기의 표 1과 같이 설정하기로 한다.
Figure 112007052164795-pat00066
이 경우, 입력 영상의 가로 크기(width)가 10이라고 할 경우, 출력 영상의 인덱스인
Figure 112007052164795-pat00067
에 따라
Figure 112007052164795-pat00068
값의 변화를 상기 수학식 1에 의해 연산하면 하기의 표 2와 같이 정리할 수 있다.
Figure 112007052164795-pat00069
도 7은 상기 표 1 및 표 2의 결과를 기반으로 하여 콘볼루션 결과를 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 입력 영상과 이산 웨이블렛 변환 필터의 데이터가 콘볼루션 연산을 하여 출력 영상을 산출한다.
여기서 출력 영상의 길이는 입력 영상의 길이의 절반으로, 출력 영상은 입력영상과 필터 영상의 컨볼루션된 결과를 다운 샘플링(down sampling)을 통하여 산출한다.
이를
Figure 112007052164795-pat00070
값에 따른 입력 영상의 범위 및 입력 영상의 콘볼루션 적용 범위를 도시하면 하기의 표 3과 같다.
Figure 112007052164795-pat00071
이를 기반으로 이산 웨이블렛 변환의 성능을 추정하면, 입력 영상의 길이가 n이고, 필터의 길이가 m인 경우, 도 5에서 바깥쪽 루프(550)의 수행 횟수의 출력 영상의 길이(out_len)인 n/2가 되고, 출력 영상의 단위 화소당 안쪽 루프의 수행 횟수는 이산 웨이블렛 변환 필터의 길이인 m이 된다.
그러면, 상기 수학식 2를 살펴보면
Figure 112007052164795-pat00072
의 값을 초기화하기 위해 필요한 연산자는 곱셈 연산 1회, 차이 연산 1회, 모듈라 연산 1회가 수행되므로, 입력 영상의 길이 n에 대하여 필터의 길이가 m인 경우 곱셈 연산은 n/2회, 차이 연산은 n/2회 및 모듈라 연산 역시 n/2회 수행된다.
그리고, 입력 영상의 길이 n에 대하여 필터의 길이가 m인 경우 총괄적으로 총 안쪽 루프(540)의 수행 횟수는 n/2×m이 되고, 비교기 수행 횟수는
Figure 112007052164795-pat00073
값이 0보다 작을 경우, n/2×m회 수행된다.
도 8은 본 발명에 따른 변환 콘볼루션 알고리즘의 블록도를 도시한 것이다.
도 8을 참조하면 본 발명에 따른 변환 콘볼루션 알고리즘은, 루프 문 안쪽에서
Figure 112007052164795-pat00074
값이 0보다 작은지의 비교를 수행하는 것이 아니라,
Figure 112007052164795-pat00075
의 범위를 미리 연산하여,
Figure 112007052164795-pat00076
를 0보다 작게 만드는 출력 영상의 인덱스 값
Figure 112007052164795-pat00077
를 탐색하고, 중첩된 루프 문(540, 550) 밖으로 빼내어
Figure 112007052164795-pat00078
를 0보다 작게 만드는 출력 영상의 인덱스 값
Figure 112007052164795-pat00079
에 대한 출력 영상의 콘볼루션 연산을 수행하는 알고리즘을 의미한다.
도 8에서 이에 해당하는
Figure 112007052164795-pat00080
의 값은 0 및 1이 된다. 그리고, 콘볼루션 연산 알고리즘에 있어서, 모듈라 연산을 통하여
Figure 112007052164795-pat00081
의 값을 수정하는데, 모듈라 연산이 상기 중첩된 루프 문(540, 550)에서 수행되는 것을 방지하기 위하여 가장 바깥쪽 루프의 범위(550)와 상기 수학식 1을 이용하여
Figure 112007052164795-pat00082
가 모듈라 연산을 수행하는
Figure 112007052164795-pat00083
값을 탐색한다. 여기서
Figure 112007052164795-pat00084
의 값은
Figure 112007052164795-pat00085
가 width-1, width-2일때 모듈라 연산이 수행된다. 본 발명에 따른 변환 콘볼루션 알고리즘에 의하면,
Figure 112007052164795-pat00086
의 범위를 검사하는 경계 구문이 루프 문장 안에서 제거될 수 있다.
이를 적용하면,
Figure 112007052164795-pat00087
의 모듈라 연산 부분(510)을 콘볼루션 연산 알고리즘 상에서 제거할 수 있어서 연산량이 감소되어 에너지 소모의 감소를 유도할 수 있다.
도 9에서 이상 상술한 방법으로 중첩된 루프 문(540, 550)에 있는 비교기 및
Figure 112007052164795-pat00088
의 범위 연산을 위한 모듈라 연산이 제거된 알고리즘을 확인할 수 있다.
도 8을 참조하면, 출력 영상의 인덱스가 0, 1, width-1, width-2인 경우 콘볼루션 연산을 루프 밖에서 연산하여(810, 830) 중첩된 루프 문(540, 550)안에서 비교기와 모듈라 연산없이 콘볼루션 연산을 수행할 수 있다.
마찬가지로 이를 기반으로 이산 웨이블렛 변환의 성능을 추정하면, 입력 영상의 길이가 n이고, 필터의 길이가 m인 경우, 도 5에서 바깥쪽 루프(550)의 수행 횟수의 출력 영상의 길이(out_len)인 n/2이 되고, 출력 영상의 단위 화소당 안쪽 루프의 수행횟수는 이산 웨이블렛 변환 필터의 길이인 m이 된다.
그러면, 상기 수학식 2를 살펴보면
Figure 112007052164795-pat00089
의 값을 초기화하기 위해 필요한 연산자는 곱셈 연산 1회, 차이 연산 1회, 모듈라 연산 1회가 수행되는데, 도 8에 따른 변환 콘볼루션 알고리즘에 의하면,
Figure 112007052164795-pat00090
의 값을 초기화할 때, 모듈라 연산이 전체 알고리즘 수행시 총 2회 수행되는 것을 알 수 있다. 도 8에서는 출력 영상의 인덱스가 width-1, width-2인 경우에 해당한다. 따라서, 모듈라 연산이 수행되는 출력 영상의 인덱스가 width-1, width-2인 경우의
Figure 112007052164795-pat00091
값을 미리 연산하여 변환 콘볼루션 알고리즘을 수행하므로 모듈라 연산을 할 필요가 없다.
따라서, 입력 영상의 길이 n에 대하여 필터의 길이가 m인 경우 곱셈 연산은 n/2회, 차이 연산은 n/2회 및 모듈라 연산은 0회 수행된다.
그리고, 입력 영상의 길이 n에 대하여 필터의 길이가 m인 경우 비교기가 수행되는 횟수를 살펴보면, 810 및 830의 과정에만
Figure 112007052164795-pat00092
의 비교기가 포함되므로,
Figure 112007052164795-pat00093
의 비교기 수행 횟수는 4×m이 된다.
따라서, 상기 도 5에 따른 모듈라 연산수행 횟수, 비교기 수행횟수와 본 발명에 따른 도 8에 따른 변환 콘볼루션에 의한 모듈라 연산수행 횟수, 비교기 수행횟수를 살펴보면 하기의 표 3과 같다.
Figure 112007052164795-pat00094
상기 표 3을 참조하면, 입력 영상의 길이가 n이고 이산 웨이블렛 변환 필터의 길이가 m인 경우에 있어서, 일반 콘볼루션 알고리즘에 의하여 이산 웨이블렛 변환을 수행할 경우에 이산 웨이블렛 변환 중 수행되는 모듈라 연산 횟수는 n/2이고 비교기 수행 횟수는 n/2×m인 반면, 본 발명에 따른 변환 콘볼루션 알고리즘에 의하면 모듈라 연산이 수행되지 않으며, 비교기 수행 횟수도 4×m으로 본 발명에 따른 변환 콘볼루션 알고리즘의 수행시 연산량이 대폭 감소함을 알 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 방법의 흐름도이다. 본 발명에 따른 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 방법은 상술한 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템의 기술 내용과 맥락을 같이하므로, 중복한 상술은 가급적 피하기로 한다.
도 9를 참조하면 우선, 클라이언트로부터 전송된 고유 지문 영상를 위치, 각도 및 선형으로 이루어진 지문 정보를 추출하여 인증 서버의 지문 저장소에 미리 저장한다(910 과정).
인증 서버의 지문 저장소는 클라이언트의 지문 정보를 클라이언트의 개인 정보와 함께 저장하는데, 상기 지문 저장소에 저장하는 클라이언트의 지문 정보를 기반으로 인증 과정을 수행할 수 있다.
그 다음, 클라이언트에서 상기 클라이언트의 지문 영상의 화소 기반 인덱스와 이산 웨이블렛 변환 필터의 인덱스의 차이값에 따라 미리 결정된 변환 콘볼루션을 수행하여 인증하고자 하는 상기 인증 서버의 고유정보를 핑거프린팅한다(920 과정).
이는, 클라이언트의 지문 영상을 이산 웨이블렛 변환하고, 상기 이산 웨이블렛 변환된 클라이언트의 지문 영상의 주파수 정보에 인증 서버의 고유 정보를 삽입한다.
상세하게는, 클라이언트에서 별도의 지문 영상 센싱 장치를 통하여 위치, 각도 및 선형으로 이루어진 지문 영상을 획득하여, 상기 획득된 지문 영상의 화소 기반 인덱스에 이산 웨이블렛 변환 필터의 인덱스의 차이값을 미리 연산하여 이를 기반으로 미리 결정된 변환 콘볼루션을 수행하여 이산 웨이블렛 변환의 연산량을 감소시킨다.
바람직하게는, 미리 결정된 변환 콘볼루션은 지문 영상의 화소 기반의 인덱스에 이산 웨이블렛 변환 필터의 인텍스의 차이값의 범위를 미리 연산하고, 상기 미리 연산된 차이값의 범위에서 상기 지문 영상의 화소 기반의 인덱스에 이산 웨이블렛 변환 필터의 인덱스를 뺀 값이 음의 값이 되는 출력 영상의 화소 인덱스의 범위내에서 연산되는 변환 콘볼루션을 적용한다.
그 다음, 상기 핑거프린팅된 클라이언트의 지문 영상을 암호화하여 상기 인증 서버에 전송한다(930 과정).
상기 암호화는 이산 웨이블렛 변환에 따라 주파수 영역의 데이터로 변환된 지문 정보를 웨이브릿 트리 셔플링을 적용할 수 있다.
이는 영상을 3차에 걸친 이산 웨이블렛 변환을 하면 13개의 주파수 공간 영역을 형성한다. 웨이브릿 계수들은 에너지를 거의 가지지 않는 고주파 성분의 값을 가지는 것들을 제외한 웨이브릿 트리를 포함하여 그룹화되어 있다.
상술한 바와 같이 3차에 걸친 이산 웨이블렛 변환을 하면 13개의 주파수 영역이 생성되는데 이 생성된 주파수 영역에서의 지문 영상 정보를 미리 정해진 공유키에 의해 셔플링되어 암호화될 수 있다.
그 다음, 상기 핑거프린팅된 클라이언트의 지문 영상으로부터 상기 클라이언트의 지문 정보를 상기 인증 서버에서 추출하고, 상기 추출된 지문 정보와 상기 지문 저장소에 미리 저장된 지문 정보를 비교하여 상기 클라이언트의 인증을 수행한다(940 과정).
인증 서버는 클라이언트의 지문 정보를 지문 정보 저장소에 미리 저장해 두는데, 상기 지문 정보 저장소는 클라이언트의 지문 영상으로부터, 위치, 각도 및 선형으로 이루어진 클라이언트의 지문 정보들을 클라이언트의 개인 정보와 함께 저장한다.
그런 후, 인증 서버가 상기 클라이언트로부터 지문 영상을 수신하면, 수신된 지문 영상 정보로부터 클라이언트의 지문 정보를 추출해 내고, 지문 정보 저장소에 저장된 지문 정보와 비교하여 추출한 지문 정보와 지문 정보 저장소에 저장된 지문 정보가 상호 동일할 경우, 클라이언트의 인증을 수행하고, 상호 동일하지 않을 경우, 인증을 거부하게 된다.
마지막으로, 상기 인증 서버에서 인증된 상기 클라이언트의 지문 정보를 파기한다(950 과정).
이와 같이 인증을 성공적으로 완료하거나, 인증이 실패한 경우라 하더라도 클라이언트로부터 전송된 지문 정보를 파기함으로써, 만약, 지문 정보가 인증 서버로부터 유출될 경우, 클라이언트는 추후 지문 영상에 삽입된 핑거프린팅 정보를 확인하여 지문 영상의 유출책임을 인증 서버에 추궁할 수 있다.
도 10은 본 발명과 종래의 지문 영상의 이산 웨이블렛 변환에 있어서의 전력 손실을 비교한 그래프이다.
도 10을 참조하면, 단일 전력에 따른 종래의 지문 영상의 이산 웨이블렛 변환에 있어서의 전력 손실(1020)과 본 발명에 따른 이산 웨이블렛 변환에 있어서의 전력 손실(1010)에 있어서 큰 차이를 보이고 있음을 알 수 있다.
실제로, 어드레스 버스 I/O(address bus I/O:aio), 데이터 버스 I/O(data bus I/O:dio), L1 인스트럭션 캐쉬(L1 instruction cache:il1), L1 데이터 캐쉬(L1 data cache:dl1) 및 클럭 발생기(clock generation:clock)에 따른 전력 손실을 비교하면, 본 발명에 따른 이산 웨이블렛 변환에 있어서의 전력 손실(1010)은 종래의 이산 웨이블렛 변환에 있어서의 전력 손실(1020)에 비하여 50.52% 내지 59.36%에 그침을 알 수 있다. 이는 본 발명에 의한 이산 웨이블렛 변환에 수행되는 변환 콘볼루션 알고리즘에 의해서 전력 손실을 절반으로 줄일 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터(정보 처리 기능을 갖는 장치를 모두 포함한다)가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 테이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 장치에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 적용되는 지문 영상의 이산 웨이블렛 변환을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 지문영상을 이산 웨이블렛 변환을 통하여 주파수 영역으로 변환하는 과정을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템의 블록도이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 변환 콘볼루션 연산의 일례를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 지문 영상과 이산 웨이블렛 변환 필터의 콘볼루션 연산의 알고리즘을 도시한 것이다.
도 6은 도 5의 일 례를 도시한 것이다.
도 7은 표 1 및 표 2의 결과를 기반으로 한 콘볼루션 결과를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 변환 콘볼루션 알고리즘의 블록도를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 방법의 흐름도이다.
도 10은 본 발명에 따른 지문 영상의 암호화 방법과 종래의 지문 영상의 암호화 방법의 전력 손실을 비교한 그래프이다.

Claims (10)

  1. 클라이언트와 인증 서버를 포함하는 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템에 있어서,
    상기 클라이언트는,
    상기 클라이언트의 고유 지문 정보를 획득하는 지문 영상 획득부; 및
    상기 지문 영상의 화소 기반의 인덱스와 이산 웨이블렛 변환 필터의 인덱스의 차이 값에 따라 미리 결정된 변환 콘볼루션을 수행하여 상기 클라이언트의 지문 영상에 상기 인증하고자 하는 인증 서버의 고유정보를 삽입하는 핑거프린팅부를 포함하고,
    상기 인증 서버는,
    상기 클라이언트의 지문 정보를 미리 저장하고 있는 지문 정보 저장소;
    상기 핑거프린팅된 지문 영상으로부터 상기 클라이언트의 지문 정보를 추출하고, 상기 추출된 지문 정보와 상기 지문 정보 저장소에 저장된 지문 정보를 비교하여 상기 클라이언트의 인증을 수행하는 인증 수행부; 및
    상기 인증 수행부에서 인증 수행된 상기 클라이언트의 지문 정보를 파기하는 지문 정보 파기부를 포함하는 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 핑거프린팅부는,
    상기 지문 영상 획득부에서 획득된 지문 영상을 이산 웨이블렛 변환하는 이산 웨이블렛 변환 필터;
    상기 이산 웨이블렛 변환 필터에서 분해된 상기 지문 영상의 주파수 정보에 상기 인증 서버의 고유정보를 삽입하는 워터마크 삽입 모듈; 및
    상기 워터마크 삽입 모듈에 의해 상기 고유정보가 삽입된 상기 주파수 정보를 암호화하는 암호화 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 암호화 모듈은
    상기 지문 영상을 미리 설정된 공유키에 따른 웨이브릿 트리 셔플링을 적용하여 암호화하는 것을 특징으로 하는 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 클라이언트는,
    인증을 수행하고자 하는 상기 인증 서버의 고유 정보를 수신하고, 상기 인증 서버의 고유 정보가 핑거프린팅된 지문 영상을 상기 인증 서버에 전송하는 클라이언트 송수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 변환 콘볼루션은,
    상기 지문 영상의 화소 기반의 인덱스에 이산 웨이블렛 변환 필터의 인덱스의 차이값의 범위를 미리 연산하고,
    상기 미리 연산된 차이값의 범위에서 상기 지문 영상의 화소 기반의 인덱스에 이산 웨이블렛 변환 필터의 인덱스를 뺀 값이 음의 값이 되는 출력 영상의 화소 인덱스의 범위 내에서 연산되는 콘볼루션을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템.
  6. 클라이언트로부터 전송된 고유 지문 영상를 위치, 각도 및 선형으로 이루어진 지문 정보를 추출하여 인증 서버의 지문 저장소에 미리 저장하는 단계;
    상기 클라이언트에서 상기 클라이언트의 지문 영상의 화소 기반 인덱스와 이산 웨이블렛 변환 필터의 인덱스의 차이값에 따라 미리 결정된 변환 콘볼루션을 수행하여 인증하고자 하는 상기 인증 서버의 고유정보를 자신의 지문 영상에 핑거프린팅하는 단계;
    상기 핑거프린팅된 클라이언트의 지문 영상을 암호화하여 상기 인증 서버에 전송하는 단계;
    상기 핑거프린팅된 클라이언트의 지문 영상으로부터 상기 클라이언트의 지문 정보를 상기 인증 서버에서 추출하고, 상기 추출된 지문 정보와 상기 지문 저장소에 미리 저장된 지문 정보를 비교하여 상기 클라이언트의 인증을 수행하는 단계; 및
    상기 인증 서버에서 인증된 상기 클라이언트의 지문 정보를 파기하는 단계를 포함하는 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 인증 서버의 고유정보를 핑거프린팅하는 단계는,
    상기 클라이언트의 지문 영상을 이산 웨이블렛 변환하는 단계; 및
    상기 이산 웨이블렛 변환된 클라이언트의 지문 영상의 주파수 정보에 상기 인증 서버의 고유 정보를 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 지문 영상을 암호화하여 상기 인증 서버에 전송하는 단계는,
    상기 지문 영상을 미리 설정된 공유키에 따른 이산 웨이블렛 트리 셔플링을 적용하여 암호화 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 변환 콘볼루션은,
    상기 지문 영상의 화소 기반의 인덱스에 이산 웨이블렛 변환 필터의 인덱스 의 차이값의 범위를 미리 연산하고,
    상기 미리 연산된 차이값의 범위에서 상기 지문 영상의 화소 기반의 인덱스에 이산 웨이블렛 변환 필터의 인덱스를 뺀 값이 음의 값이 되는 출력 영상의 화소 인덱스의 범위 내에서 연산되는 콘볼루션을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 방법.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 방법을 실행할 수 있도록 컴퓨터에 저장된 기록매체.
KR1020070071972A 2007-07-18 2007-07-18 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템, 그 방법 및이를 기록한 기록매체 KR100878567B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070071972A KR100878567B1 (ko) 2007-07-18 2007-07-18 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템, 그 방법 및이를 기록한 기록매체

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070071972A KR100878567B1 (ko) 2007-07-18 2007-07-18 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템, 그 방법 및이를 기록한 기록매체

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100878567B1 true KR100878567B1 (ko) 2009-01-15

Family

ID=40482619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070071972A KR100878567B1 (ko) 2007-07-18 2007-07-18 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템, 그 방법 및이를 기록한 기록매체

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100878567B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105913370A (zh) * 2016-04-08 2016-08-31 重庆邮电大学 一种基于小波分层和组合混沌的图像加密算法
KR20220066547A (ko) 2020-11-16 2022-05-24 주식회사 바이오로그디바이스 지문 이미지 데이터 암호화를 위한 지문 센싱 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010078320A (ko) * 2000-02-03 2001-08-20 가네코 히사시 바이오메트릭 식별 방법 및 시스템
US6970573B2 (en) 1995-08-09 2005-11-29 Digimarc Corporation Self validating security documents utilizing watermarks

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6970573B2 (en) 1995-08-09 2005-11-29 Digimarc Corporation Self validating security documents utilizing watermarks
KR20010078320A (ko) * 2000-02-03 2001-08-20 가네코 히사시 바이오메트릭 식별 방법 및 시스템

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105913370A (zh) * 2016-04-08 2016-08-31 重庆邮电大学 一种基于小波分层和组合混沌的图像加密算法
CN105913370B (zh) * 2016-04-08 2019-03-22 重庆邮电大学 一种基于小波分层和组合混沌的图像加密算法
KR20220066547A (ko) 2020-11-16 2022-05-24 주식회사 바이오로그디바이스 지문 이미지 데이터 암호화를 위한 지문 센싱 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Campisi Security and privacy in biometrics: towards a holistic approach
Mohsin et al. Real-time medical systems based on human biometric steganography: A systematic review
Jain et al. Hiding biometric data
KR100714303B1 (ko) 특징점을 은닉하는 지문 인식 방법 및 그 장치
US9633261B2 (en) Salting system and method for cancelable iris biometric
Azeez et al. Design a system for an approved video copyright over cloud based on biometric iris and random walk generator using watermark technique
CN101459518B (zh) 一种基于生物特征的数字密钥提取和保护方法
Tarif et al. A hybrid encryption/hiding method for secure transmission of biometric data in multimodal authentication system
Castiglione et al. Biometrics in the cloud: challenges and research opportunities
Mothi et al. Protection of bio medical iris image using watermarking and cryptography with WPT
Cavoukian et al. Advances in biometric encryption: Taking privacy by design from academic research to deployment
Patil et al. Robust authentication system with privacy preservation of biometrics
Taha et al. Information hiding: a tools for securing biometric information
Nematollahi et al. Multi-factor authentication model based on multipurpose speech watermarking and online speaker recognition
Umar et al. I-Marks: An iris code embedding system for ownership identification of multimedia content
KR100878567B1 (ko) 에너지 효율적인 지문 영상의 암호화 시스템, 그 방법 및이를 기록한 기록매체
Wójtowicz et al. Biometric watermarks based on face recognition methods for authentication of digital images
Lucchese et al. Rights protection of trajectory datasets with nearest-neighbor preservation
CN116956350A (zh) 人脸认证方法、装置、终端设备以及存储介质
Iorliam Application of power laws to biometrics, forensics and network traffic analysis
Sheng et al. Reliable and secure encryption key generation from fingerprints
Vielhauer et al. Design aspects of secure biometric systems and biometrics in the encrypted domain
KR101228362B1 (ko) 지문 인식 장치와 이를 이용한 지문 등록 방법
Ahmed Integrated fingerprint verification method using a composite signature-based watermarking technique
Patil et al. Digital audio watermarking: techniques, applications, and challenges

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20111209

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130102

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee