WO2011095041A1

WO2011095041A1 - 安全卡、卡认证系统、具有该系统的金融设备及认证方法

Info

Publication number: WO2011095041A1
Application number: PCT/CN2010/080492
Authority: WO
Inventors: 梁添才; 牟总斌
Original assignee: 广州广电运通金融电子股份有限公司
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2011-08-11
Also published as: CN101777212A

Description

安全卡、卡认证系统、具有该系统的金融设备及认证方法本申请要求于 2010 年 2 月 5 日提交中国专利局、申请号为 201010109030.8、发明名称为"安全卡、卡认证系统、具有该系统的金融设备及认证方法"的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。技术领域

本发明涉及安全卡以及卡认证系统，特别涉及一种安全卡、卡认证系统、具有该系统的金融设备及认证方法。背景技术

数据显示，截至 2009年一季度，我国银行卡累计发卡已达 18.9亿张，特约商户 120多万家，刷卡交易额已占社会消费品零售总额的 27.7%, 银行卡产业得到快速的发展。然而，公知的使用密码的银行卡均采用单一密码，其安全防护性较差，公安部门的统计数据显示，通过窃取银行卡信息和制作伪卡实施的犯罪行为占银行卡犯罪总数的 75%以上。

为此，银业内提出用智能 IC 卡替代传统的磁条卡，即所谓的 EMV

( Europay- MasterCard- Visa )迁移。 EMV标准是基于 CPU IC卡的金融支付标准，目前已成为公认的框架性标准。其目的是在金融 IC卡支付系统中建立卡片和终端接口的统一标准，使得在此体系下所有的卡片和终端能够互通互用，并且该技术的采用将大大提高银行卡支付的安全性，减少欺 i乍行为。但把磁条银行卡升级为智能 IC卡，一方面，升级成本高，不仅单张卡片需要升级，而且银行卡处理系统也要更新；另一方面，智能 IC卡也不是绝对安全的，信息也能被犯罪分子破解，目前已出现了破解智能 IC卡的技术，如：筒易功率分析（SPA ), 微分能量分析 (DPA)等。

银行卡安全问题，除了持卡人人为误操作外，多数是由于持卡人的银行卡账号及交易密码被他人窃取所引发的。现有银行卡没有与卡主身份绑定，任何人得到银行卡的账号与交易密码，都可以进行金融交易。因此，银行卡处理系统比如自助终端，无法确认持卡人的真实身份，导致了银行卡交易风险。

针对银行卡交易风险，业内提出通过智能 IC卡实现身份认证的解决方案为：将标识个人身份的信息，比如数字证书、生物特征信息，存储在 IC卡内，辅助以指纹识别、虹膜识别技术，不再以个人密码作为交易的安全认证，以个人的生物特征信息作为密码进行安全认证。

但采用上述解决方案，至少存在以下问题：

( 1 )把个人生物特征信息作为安全认证的密码，改变银行系统的安全认证方式，需要升级银行内部系统，需要巨额的升级成本。

( 2 )基于生物特征作为密码的安全认证，一个比特位的改变就破坏了密码，验证的实施条件比较苛刻。

( 3 )上述方案的成功实施需要建立在银行卡是智能 IC 卡的基础上，而 EMV迁移是一个緩慢的过程，在 EMV完成之后才实施上述解决方案，更是困难重重。发明内容

本发明目的在于提供一种安全卡，解决安全卡被复制或篡改而引起的银行卡盗用的问题。

本发明进一步的目的在于提供一种卡认证系统及认证方法，提高身份验证的可靠性，增加犯罪分子伪造银行卡的难度。

本发明再进一步的目的在于提供一种金融设备，对现有银行后台系统不需任何改造就能使用上述安全卡的银行服务设备。

为此，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种安全卡，包括：一片状基体和至少一存储该卡信息的存储介质，该安全卡还包括：安全卡合法所有者身份认证信息承载介质，所述安全卡合法所有者身份认证信息为经过数字水印加密后的人体生物特征信优选地，所述安全卡合法所有者身份认证信息为嵌入数字水印的人体生物特征影像信息。

进一步地，所述安全卡合法所有者身份认证信息承载介质为片状基体表面的印刷层，所述人体生物特征影像保密信息打印或印刷在所述印刷层上。

进一步地，所述人体生物特征影像信息为脸部、指纹、静脉、虹膜中的一种影像或一种以上影像的组合。可选地，所述存储该卡信息的存储介质为 IC芯片。

可选地，所述存储该卡信息的存储介质为磁条。

本发明实施例还提供一种安全卡的认证系统，包括：

身份认证信息读取单元，用于读取所述安全卡中包括的人体生物特征信息；

人体生物特征信息采集单元，用于获得所述安全卡使用者的人体生物特征信息；

存储单元，用于存储所述安全卡中包括的人体生物特征信息中数字水印的提取算法以及标准数字水印样本；

数字水印提取单元，用于提取安全卡中包括的人体生物特征信息中的数字水印；单元中的标准数字水印样本进行匹配对比，以及对所述安全卡中包括的人体生物特征信息与所述安全卡使用者的人体生物特征信息进行匹配对比；以及结果输出单元，用于输出所述匹配对比单元得出的匹配对比结果。

优选地，所述安全卡中包括的人体生物特征信息为嵌入数字水印的人体生物特征影像信息。

进一步地，所述身份认证信息读取单元为图像扫描元件。

进一步地，所述人体生物特征信息采集单元为人体生物特征影像采集元件。

本发明实施例还提供一种金融设备，包括：机壳、人机交互系统、安全卡信息读取装置、纸币处理机芯和控制系统，以及卡认证系统，所述卡认证系统包括：

存储单元，用于存储所述安全卡中包括的人体生物特征信息中数字水印的提取算法以及标准数字水印样本；数字水印提取单元，用于提取所述安全卡中包括的人体生物特征信息中的数字水印；单元中标准数字水印样本进行匹配对比，以及对所述安全卡中包括的人体生物特征信息与所述安全卡使用者的人体生物特征信息进行匹配对比；以及

结果输出单元，用于输出所述匹配对比单元得出的匹配对比结果给控制系统。

本发明实施例还提供一种安全卡的认证方法，包括：

读取使用中的安全卡内存储的人体生物特征信息 C_T, 并提取所述人体生物特征信息 C_T中的数字水印 W';

采集所述安全卡使用者相应的人体生物特征信息 C';

如果采集的所述安全卡使用者的人体生物特征信息 C，与所述安全卡内存储的人体生物特征信息 C_T相差小于等于设定的第一阈值，并且提取的所述人体生物特征信息 C_T中的数字水印 W 与标准数字水印 W相差小于等于设定的第二阈值，则确定所述安全卡认证成功；否则，确定所述安全卡认证失败。

其中，该安全卡认证的方法，通过确认安全卡使用者相应的人体生物特征信息是否与安全卡内存储的人体生物特征信息相同，在安全卡内人体生物特征信息没有被篡改的前提下，可以确认该安全卡使用者即为该安全卡所有者，从而保证安全卡使用的安全性；但是，不法分子有可能篡改该安全卡内的人体生物特征信息，因此该认证通过进一步比对数字水印检验该安全卡内存储的人体生物特征信息是否被篡改，充分保证了安全卡的安全使用。

综合以上所述，本发明实施例所提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

1、该安全卡采用 "银行卡" +"合法所有者身份信息 "唯一绑定的解决方案，在保持银行卡原有安全认证方式不改变的前提下，为银行卡增加额外的安全防范措施，使银行和金融自助设备供应商提供的安全防范措施相互独立，以便在日后交易纠纷处理中明确各方责任，提高事后处理效率。

2、银行卡合法所有者的生物特征信息具有唯一性，降低了非法用户持卡交易的风险。而且采用数字水印嵌入到银行卡合法所有者的生物特征信息中，借助数字水印的鲁棒性和安全性能，在满足身份验证可靠性的同时，增加犯罪分子伪造或篡改银行卡的难度，主要体现以下几点：

( 1 )数字水印的鲁棒性给身份信息验证提供较好的容错性，在不降低正确率的同时，兼顾了身份验证的精度。

( 2 )在不知道数字水印的嵌入算法和数字水印样本的前提下，非法分子无法进行银行卡伪造而进行犯罪作案。

( 3 )嵌入生物特征信息的数字水印是不可见的，非法分子无法按照"所见即所得"的模式仿造生物特征信息，增加了不法分子犯罪作案的实施难度。附图说明

图 1为本发明一较佳实施例提供的一种安全卡示意图；

图 2为本发明另一较佳实施例提供的一种安全卡示意图；

图 3为本发明提供的一种安全卡认证系统组成示意图；

图 4为本发明实施例安全卡的制作流程图；

图 5为本发明实施例一种安全卡的认证方法的流程图；以及

图 6为本发明实施例金融设备的结构示意图。具体实施方式

下面所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图 1 , 为本发明实施例提供的一种安全卡，其包括一片状基体 10和一存储该卡信息的磁条 11 , 该安全卡还包括安全卡合法所有者身份认证信息承载介质，该信息承载介质为片状基体 10表面的印刷层 12, 所述合法所有者身份认证信息为经过数字水印加密后的正面人脸影像信息 14, 人脸影像信息 14经过高精度打印设备印刷至片状基体 10表面的印刷层 12上。其中存储该卡信息的磁条 11与印刷层 12可以在片状基体 10的一侧或不同侧均可以达到本发明实施例的目的。

图 2示出了本发明实施例提供的又一安全卡，其包括一片状基体 10和一存储该卡信息的 IC芯片 13 , 该安全卡还包括安全卡合法所有者身份认证信息承载介质，该信息承载介质为片状基体 10表面的印刷层 12, 所述合法所有者身份认证信息为经过数字水印加密后的人体指纹影像信息 14', 人体指纹影像信息 14'经过高精度打印设备印刷至片状基体 10表面的印刷层 12上。同样该存储该卡信息的 IC芯片 13与印刷层 12可以在片状基体 10的一侧或不同侧均可以达到本发明的目的。另外由于 IC芯片 13具有较大数据的存储能力，因此人体指纹影像信息 14'还可以直接存储于 IC芯片 13内，方便后续身份验证时被提取。

上述图 1和图 2所示的正面人脸影像和指纹影像仅仅是一部分可以用作合法所有者身份认证信息的信息，除此之外，还可以采用静脉、虹膜等人体生物特征影像作为合法所有者身份认证信息。而且人体生物特征非影像信息与 IC 芯片类信息承载介质的配合也可以作为合法所有者身份认证信息在安全卡中使用，当然如此需要配合小巧而自动完成采集非影像人体生物特征的设备，比如人体汗液分析仪等不需要破坏人体即可得到具有唯一性的人体生物特征信息采集仪。

参阅图 3 , 本发明实施例所提供的一种安全卡认证系统，其包括：身份认证信息读取单元 110, 用于获得安全卡中包括的人体生物特征信息；人体生物特征信息采集单元 111 , 用于获得该安全卡使用者相应的人体生物特征信息；存储单元 112, 用于存储安全卡中包括的人体生物特征信息中数字水印的提取算法以及标准数字水印样本；数字水印提取单元 113 , 用于提取所述安全卡中包括的人体生物特征信息中的数字水印；匹配对比单元 114, 用于对所述数字水印提取单元 113提取的数字水印与存储单元 112中标准数字水印样本进行匹配对比，以及对安全卡中包括的人体生物特征信息与安全卡使用者相应的人体生物特征信息进行匹配对比；结果输出单元 115 , 用于输出匹配对比单元 114 得出的匹配对比结果。

需要说明的是，所述人体生物特征信息采集单元 111具体可以是人体生物特征影像采集元件。

具体的针对图 1所示安全卡类的认证系统 101 , 由于其身份认证信息为印刷在卡片状基体 10表面印刷层 12上的经过数字水印加密后的正面人脸影像信息 121 , 认证系统 101中相应的身份认证信息读取单元 110为图像扫描元件，且人体生物特征信息采集单元 111为采集人脸图像的摄像机元件。

下面结合图 1和图 4对本发明实施例所述的安全卡的制作和认证步骤做一举例阐述，基于现有的银行系统，安全卡的制作步骤如图 4所示，包括：

Sl、银行卡申办人申领银行卡；

52、由银行拒台人员采集申领人的正面人脸图像 C;

53、根据保密的数字水印嵌入算法 F将标准数字水印样本 W嵌入到正面人脸图像 C中，得到带水印正面人脸图像 C_F;

54、将带水印正面人脸图像(¾打印至银行卡表面，完成制卡。

对于图 1所示类型安全卡，数字水印算法可以采用变换域算法：如，基于离散余弦变换（DCT, Discrete Cosine Transform ), 基于离散小波变换（ DWT, Discrete Wavelet Transform ) , 基于离散余弦变换（DFT , Discrete Cosine Transform )、基于 Contourlet域的变换等。基于变换域的水印算法，对原图质量的影响小，较符合人的视觉模型，而且算法的水印容量大，加密空间大，还可以附加密钥，而且密钥算法的设计几乎不受太大的限制，算法本身技术含量高，难复制。由于嵌入数字水印的人脸图像与原始图像在肉眼视觉上几乎一样，且数字水印是肉眼看不到的，将带有数字水印的人脸图像印刷至银行卡表面使得银行卡与所有者的一一对应关系显性化，有利于银行卡识别。

下面结合图 3和图 5对本发明实施例所述认证步骤做一阐述，针对图 1 所示银行卡在使用过程中的认证步骤包括：

510, 身份认证信息读取单元 110, 即图像扫描元件，扫描银行卡 100表面印刷层 12上的正面人脸影像 C_T;

511 , 数字水印提取单元 113依据存储单元 112中的数字水印提取算法对正面人脸影像 C_T的数字信息完成数字水印提取，得到验证数字水印 W

S12 , 匹配对比单元 114获取存储单元 112中的标准数字水印样本 W;

513 ,匹配对比单元 114对验证数字水印 W，和存储单元 112中的标准数字水印样本 W进行匹配对比，即 ||W-W，||≤J是否成立，其中 J为事先设定的阈值；如果成立，则进行 S14步骤，如果不成立则认证失败，结束操作；

514, 人体生物特征信息采集单元 111 , 即摄像机元件，采集使用者的正面人脸图像 C，；

S15 , 匹配对比单元 114对正面人脸图像 C，和 C_T进行人脸识别匹配对比，即判断 ||C_T-C，||≤J，是否成立，其中 J，为事先设定的阈值，如果成立，则进行 S16 步骤，如果不成立则认证失败，结束操作；

S16, 完成后续交易操作。

所述 J和 J，均为事先设定的针对不同比较对象的阈值，为了区分这两个阈值，可以将 J，称为第一阈值，将 J称为第二阈值。

本发明实施例的认证过程并不限于上述认证步骤，其中步骤 S12 和 S14 可以前后对调，对整体的认证结果没有任何影响，同样可以达到本发明实施例的目的。

其中，步骤 S14是用来确认安全卡使用者相应的人体生物特征信息 C，是否与银行卡 100表面印刷层 12上的正面人脸影像 121C_T相同，在 C_T没有被篡改的前提下，可以确认该安全卡使用者即为该安全卡所有者，从而保证安全卡使用的安全性；但是，不法分子有可能篡改该安全卡内的人体生物特征信息，因此该认证方法还包括步骤 S12 , 通过比对数字水印 W和 W，，以检验 C_T是否被篡改，进一步保证了安全卡的安全使用。

需要说明的是，在前面本发明实施例中提到，所述银行卡 100表面印刷层 12 上的正面人脸图像仅仅是可以用作人体生物特征信息中的一种，所述人体生物特征信息还可以是脸部、指纹、静脉、虹膜等中的一种影像或一种以上影像的组合。相应地，人体生物特征信息采集单元 111在进行信息采集时，也需要采集与银行卡 100表面印刷层 12上的人体生物特征信息相对应的信息，比如，相应地，也可以是脸部、指纹、静脉、虹膜等中的一种影像或一种以上影像的组合。另外，根据安全卡所采用人体特征信息类型和信息承载介质的不同，安全卡认证信息的采集也有所不同，具体可采用现有技术手段，在此不再赘述。

下面结合附图 6 进一步说明本发明实施例所提供的一种金融设备，其包括：机壳 121、人机交互系统 122、安全卡信息读取装置 123、纸币处理机芯 124和控制系统 125 , 以及卡认证系统 126, 所述卡认证系统 126包括如 3所示组件，即：

身份认证信息读取单元 110,用于获得安全卡中包括的人体生物特征信息；人体生物特征信息采集单元 111 , 用于获得该安全卡使用者相应的人体生物特征信息；

存储单元 112, 用于存储安全卡中包括的人体生物特征信息中数字水印的提取算法以及标准数字水印样本；

数字水印提取单元 113 , 用于提取安全卡中包括的人体生物特征信息中的数字水印；单元中标准数字水印样本进行匹配对比，以及对安全卡中包括的人体生物特征信息与安全卡使用者相应的人体生物特征信息进行匹配对比；以及

结果输出单元 115 , 将匹配对比单元得出的匹配对比结果输出给控制系统

125。

本发明实施例所提供的金融设备在实际应用中，可以在现有自助服务设备中添加上述卡认证系统即可实现对所述安全卡的身份验证功能，故该金融设备可以兼容非安全卡型银行卡，即传统的密码型银行卡通过兼容磁性卡的读卡器和密码键盘密码输入认证即可完成传统的银行卡交易操作。而对于安全卡型银行卡，本发明实施例金融设备将启动卡安全认证系统对安全卡绑定的合法所有者人体生物特征信息的认证功能，根据认证结果进行银行卡交易操作，以满足银行卡复制或篡改而进行的非法交易操作。当然为了实现兼顾传统卡和安全卡的目的，在本发明实施例提供的金融设备还需能够识别使用者所使用卡的类型，即所述金融设备具有甄别使用卡为"传统卡 "类型还是"安全认证卡"类型的功能，该功能的实现可以采用银行卡统一标识或人工选择来完成。

所述金融设备完成银行卡的交易操作的具体过程为习知流程，安全卡交易过程中在习知流程中结合本发明实施例图 5 所示的卡认证流程即可以清晰地知悉本发明实施例所提供的金融设备的使用操作流程，所以本发明实施例不在此进行赘述。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

权利要求

1、一种安全卡，包括：一片状基体和至少一存储该卡信息的存储介质，其特征在于，还包括：

安全卡合法所有者身份认证信息承载介质，所述安全卡合法所有者身份认证信息为经过数字水印加密后的人体生物特征信息。

2、根据权利要求 1所述的安全卡，其特征在于，所述安全卡合法所有者身份认证信息为嵌入数字水印的人体生物特征影像信息。

3、根据权利要求 2所述的安全卡，其特征在于，所述安全卡合法所有者身份认证信息承载介质为片状基体表面的印刷层，所述人体生物特征影像信息打印或印刷在所述印刷层上。

4、根据权利要求 2所述的安全卡，其特征在于，所述人体生物特征影像信息为脸部、指纹、静脉、虹膜中的一种影像或一种以上影像的组合。

5、根据权利要求 1至 4任一项所述的安全卡，其特征在于，所述存储该卡信息的存储介质为 IC芯片。

6、根据权利要求 1至 4任一项所述的安全卡，其特征在于，所述存储该卡信息的存储介质为磁条。

7、一种权利要求 1所述安全卡的认证系统，包括：

身份认证信息读取单元，用于读取所述安全卡中包括的人体生物特征信人体生物特征信息采集单元，用于获得所述安全卡使用者相应的人体生物特征信息；

数字水印提取单元，用于提取所述安全卡中包括的人体生物特征信息中的数字水印；中标准数字水印样本进行匹配对比，以及对所述安全卡中包括的人体生物特征信息与所述安全卡使用者相应的人体生物特征信息进行匹配对比；以及

结果输出单元，用于输出所述匹配对比单元得出的匹配对比结果。

8、根据权利要求 7所述安全卡的认证系统，其特征在于，所述安全卡中包括的人体生物特征信息为人体生物特征影像信息。

9、根据权利要求 8所述安全卡的认证系统，其特征在于，所述身份认证信息读取单元为图像扫描元件。

10、根据权利要求 8所述安全卡的认证系统，其特征在于，所述人体生物特征信息采集单元为人体生物特征影像采集元件。

11、一种金融设备，包括：机壳、人机交互系统、安全卡信息读取装置、纸币处理机芯以及控制系统，其特征在于，还包括：卡认证系统，所述卡认证系统包括：

数字水印提取单元，用于提取所述安全卡中包括的人体生物特征信息中的数字水印；单元中标准数字水印样本进行匹配对比，以及对所述安全卡中包括的人体生物特征信息与所述安全卡使用者相应的人体生物特征信息进行匹配对比；

结果输出单元，用于输出所述匹配对比单元得出的匹配对比结果给所述控制系统。

12、一种安全卡的认证方法，其特征在于，包括：

采集所述安全卡使用者相应的人体生物特征信息 C';

13、根据权利要求 12所述的安全卡的认证方法，其特征在于，所述人体生物特征信息为脸部、指纹、静脉、虹膜中的一种影像或一种以上影像的组合。