1.基于一次性密钥保护的多模态生物特征融合系统,其特征在于:包括可撤销的生物特征转换单元(100)、密钥引导融合单元(200)、一次性保护单元(300)、密钥恢复单元(400)和双重认证单元(500);
所述可撤销的生物特征转换单元(100)用于在注册阶段响应并获取注册用户的生物识别特征图像,提取多模态特征向量,并将多模态特征向量输入到可撤销生物特征方案中转化,得到对应的可撤销模板;所述密钥引导融合单元(200)用于随机生成与当前用户关联的密钥,基于密钥每位的数值对各可撤销模板融合,得到认证融合模板;所述一次性保护单元(300)用于将融合模板和密钥与信任的第三方分配的对称密钥生成OTP token,作为当前注册用户的验证信息并存储在服务器内;所述密钥恢复单元(400)用于在验证阶段,获取验证用户的生物识别特征图像,再次生成可撤销的生物特征,并基于多方的安全通信中恢复密钥,使恢复密钥与可撤销的生物特征模板结合,生成当前混合模板;所述双重认证单元(500)用于将当前混合模板输入服务器内与认证融合模板相匹配,并输出匹配结果。
2.根据权利要求1所述的基于一次性密钥保护的多模态生物特征融合系统,其特征在于:所述可撤销的生物特征转换单元(100)包括注册感知模块、生物特征识别模块和特征提取模块;
所述注册感知模块用于接收用户向管理方发出的账号注册请求,并响应注册请求,键出账户信息填写页面;
所述生物特征识别模块用于向用户发送生物特征请求时,控制管理端设备的摄像头开启,并采集生物特征图像并传输至服务器,所述生物识别特征图像包括人脸图像、指静脉图像、指纹、掌纹、虹膜和掌静脉图像;
所述特征提取模块用于驱动服务器使用特征提取器对生物特征图像进行处理,提取多模态特征向量,并采用可撤销生物特征变换算法为每个用户生成一组随机变换参数,使用变换参数对多模态特征向量进行变换,生成可撤销模板。
3.根据权利要求2所述的基于一次性密钥保护的多模态生物特征融合系统,其特征在于:所述特征提取模块还包括特征兼容模块,所述特征兼容模块用于接收所述特征提取模块提取的多个生物特征图像特征,将不同模式的生物特征投影到同一特征空间中,而不受原始生物特征向量大小和特征提取器的限制。
4.根据权利要求3所述的基于一次性密钥保护的多模态生物特征融合系统,其特征在于:所述密钥引导融合单元(200)中基于密钥每位的数值对各可撤销模板融合,得到认证融合模板,包括以下步骤:给定滑动窗口的长度 ,滑动窗口的数量 ,滑动移动步长 ,以及密钥长
度 和滑动窗口数量 的比 ,其中, ;
使用滑动窗口每次移动 位,对可撤销模板 进行下采样,得到模板:
;
使用滑动窗口每次移动 位,对可撤销模板 进行下采样,得到模板:
;
随机生成一个用户特有的密钥 ,并基于密钥每位的数值对 和 进行融
合,得到融合模板 ,若第位的值为0,则取 中的 作为
的 ,如果第的值为1,则取 中的 作为 的 。
5.根据权利要求4所述的基于一次性密钥保护的多模态生物特征融合系统,其特征在于:所述一次性保护单元(300)包括拼接存储模块、对称密钥生成模块和更新对称密钥模块;
所述拼接存储模块用于将混合模板和密钥进行拼接,生成一个数据块;
所述对称密钥生成模块用于将注册中心RC作为信任的第三方采用哈希函数生成对称密钥,并使用异或操作对组合后的数据块进行加密,生成OTP token;
所述更新对称密钥模块用于在每次认证结束后,传输更新信号至对称密钥生成模块,更新对称密钥。
6.根据权利要求5所述的基于一次性密钥保护的多模态生物特征融合系统,其特征在于:所述一次性保护单元(300)还包括密钥分发管理模块,所述密钥分发管理模块用于使用Shamir的秘密共享方案将密钥分成多个共享部分,其中阈值个共享部分恢复密钥,但少于阈值共享部分无法恢复密钥。
7.根据权利要求6所述的基于一次性密钥保护的多模态生物特征融合系统,其特征在于:所述密钥恢复单元(400)中生成当前混合模板,包括以下步骤:用户发送访问请求,使管理端接收访问请求,再次采用所述生物特征识别模块收集多模态的生物特征,提取到当前用户的生物特征向量,通过所述特征提取模块根据可撤销转化方案,生成可撤销生物特征模板;
基于密钥分发管理模块的多方安全通信共享中恢复出密钥,并通过密钥引导融合单元(200)在恢复的密钥引导下再次生成当前混合模板。
8.根据权利要求1所述的基于一次性密钥保护的多模态生物特征融合系统,其特征在于:所述双重认证单元(500)通过匹配器将当前混合模板输入服务器内与认证融合模板相匹配,包括以下姿态:姿态一、在多项生物识别特征匹配成功,则输出通过生物特征识别阶段的认证,并执行密钥认证,在密钥认证通过后,输出双重认证成功;
姿态二、在当前用户其中一个生物特征匹配失败后,重新采集生物特征进行验证;
姿态二、当用户的所有生物特征识别信息均匹配失败时,拒绝当前用户的访问请求。