[发明专利]基于多生物特征的身份证与持有人的同一性认证方法

说明书

技术领域

本发明属于信息安全技术领域，涉及到多生物特征身份证的物理身份认证方法，可用于快速、准确地进行身份证持有人和身份证的同一性认定，有效保护生物特征的隐私安全。

背景技术

为了可以通过机读快速、准确地进行身份证持有人和身份证的同一性认定，维护国家安全和社会稳定，有效防范冒用他人居民身份证以及伪造、变更居民身份证等违法犯罪行为的发生，全国人大常委会第二十三次会议审议并通过了《中华人民共和国居民身份证法修正案(草案)》。草案进一步要求，公民申请领取、换领、补领居民身份证，应当登记指纹信息。在居民身份证中登记的指纹信息，是数字化的指纹特征点，不能被还原成指纹图像，这虽然能够在一定程度上有效保护公民的指纹信息安全，但随着指纹特征的广泛应用，不法意图者不必还原指纹图像仅通过窃取到的数字化指纹特征点信息便可在其他指纹特征加密系统中成功冒充合法用户，获取非法利益，造成重大的信息安全事件。例如：Fuzzy Vault指纹加密系统中，根据数字化的指纹特征点信息便可从Vault中恢复出最初构造的多项式，继而得到用户的密钥信息。

文献“基于第二代身份证和多模态生物特征的身份认证设备，中国发明专利，CN201838011”公开了一种基于第二代身份证和多模态生物特征的身份认证设备。该专利虽然设计了基于指纹、虹膜、人脸和二代身份证的认证设备，但仅初步说明使用这些设备的注册和认证流程，没有具体的认证方法，且其注册时录入的生物特征并没不是从身份证中读取的，即没有有效的将身份证持有人和身份证结合起来，不能准确、有效的对身份证持有人和身份证进行同一性认定。

文献“基于指纹和人脸识别的二代证身份验证系统研究，数字技术与应用，2011年第11期”公开了一种基于指纹和人脸识别的二代证身份验证系统。根据第二代居民身份证自身包含的合法持证人指纹以及图像信息的特点，该文献提出：结合指纹以及人脸识别技术来实现具有更高安全性的多重身份验证系统。该系统可通过将实时采集到的使用者的指纹、人脸信息和存储在二代证中的指纹、图像信息进行对比，从而实现验证身份证基本资料的同时，完成对使用者是否为合法持有人的验证。虽然该系统有效的将身份证持有人和身份证结合起来，并对身份证持有人和身份证进行了同一性认定，且较单一的生物特征认证有较好的识别率，但该方法存在以下缺陷：

首先，没有明确指出所存储的生物特征类型，即存储的是数字化的生物特征点信息还是原始的生物特征图像。存储的生物特征类型不同，造成的信息泄漏程度不同。

其次，没有考虑生物特征隐私保护问题。一旦生物特征被窃取，便可恢复出原始的生物特征信息或者通过相关攻击获取其它生物特征应用系统中相应合法用户的权益，造成用户隐私信息的泄漏和相关的重大经济损失，严重危害了国家安全和社会稳定。

最后，由于所使用的指纹和人脸信息分别存放于身份证中，因此需要分别对指纹和人脸信息进行安全保护以保证这些生物特征信息的隐私安全，这增加了生物特征隐私保护的开销，同时对整个认证系统的安全性提出了更高的要求，因为指纹和人脸信息中的任何一种信息的泄漏均会导致整个系统安全性的降低。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于多生物特征身份证的人证同一性认证方法，以保证在充分利用身份证所含信息的同时，进一步提高身份证持有人与其身份证的同一性认证识别率，同时减少要保护的生物特征对象数量，提高公民生物特征私有性的保护，降低在交叉应用过程中存在的安全隐患。

实现本发明目的的技术思路是，通过对指纹、虹膜、人脸三种生物特征运算后的数据和存储在人口信息数据库中的数据进行矩阵运算，验证结果矩阵是否为全零矩阵来判定身份证持有人与其身份证是否具有同一性，从而在提高生物特征数据安全性的同时有效减少身份证的冒用和伪造。其具体内容包括如下：

(1)生物特征数据录入步骤：

(1a)办理身份证时，采集公民的指纹、虹膜和人脸三种生物特征，获取公民的指纹图像FP、虹膜图像IR和人脸图像FA；

(1b)分别从指纹图像FP、虹膜图像IR和人脸图像FA中提取指纹特征模版FC、虹膜特征模版IC和人脸特征模版AC，并将FC、IC和AC三种特征模版融合为一个混合特征模版MC；

(1c)利用模糊提取方法，从特征模版MC中提取二进制码字BC，并通过m个密码哈希函数将码字BC映射为密码哈希函数值矩阵E；

(1d)设定高斯分布矩阵F、均匀矩阵A，并计算高斯模数矩阵F′、域元素矩阵U和偏移矩阵S：

F′＝Fmodq，

U＝AF′modq，