[发明专利]基于模拟退火算法的虹膜识别隐私保护方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于模拟退火算法的虹膜识别隐私保护方法及系统，在注册阶段，以一条与原始虹膜数据等长的随机二进制串为优化的目标，设计基于负数据库的评估函数。再通过引入模拟退火算法对原始虹膜数据做不可逆变换，以算法最优解和原始虹膜数据的异或串为虹膜模板进行传输存储，并用于识别阶段。在识别阶段，对用户的实时虹膜数据以相同的步骤进行虹膜模板的转换，并计算转换后的模板与数据库中所有数据之间的海明距离，当海明距离小于或等于阈值时则识别成功，若模板与数据库中所有数据的海明距离都大于阈值时，识别失败。经过实验验证，本发明可以在满足不可逆性，可撤销性和不可链接性的同时达到较好的识别精度。

技术领域

本发明属于隐私保护技术领域，涉及一种虹膜识别隐私保护方法及系统，具体涉及一种利用模拟退火算法对虹膜识别过程加以保护达到安全识别的隐私保护方法及系统。

背景技术

随着科学技术的发展，使用钥匙或密码等途径进行身份认证的传统方式，由于其易丢失和被伪造等缺陷，已逐渐无法满足现代社会的需求，因此生物识别(例如指纹，面容，虹膜等)有了越来越多的应用场景。传统的虹膜识别多是以明文形式直接存储和匹配识别，这使得人们的生物信息在传输和存储的过程中面临隐私泄露的风险。由于生物信息的唯一性和不变性，泄露一旦发生，将长期影响个人的信息安全，甚至威胁人身安全。如何高效且安全地进行生物识别引起了国内外学者的广泛关注。

为了规范生物特征信息在存储和转移过程中的安全标准，国际标准组织发布了ISO/IEC 24745:2011，提出了三点要求：不可逆性，可撤销性和不可链接性。相较于其他生物特征信息，虹膜有不易窃取，准确度高，安全可靠的特点，选择虹膜作为身份认证更利于高效安全的对用户身份进行认证。

现有的虹膜识别隐私保护方案可分为：生物特征数据加密系统和可撤销生物特征数据。虽然目前已有许多虹膜识别隐私保护方案被提出，但大多数方案无法同时满足国际标准提出的三个要求，很多方案已被证明是不安全的。因此需要一种新的虹膜识别隐私保护方案来完善目前国内外此领域安全方案稀缺的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于模拟退火算法的虹膜识别隐私保护方法及系统。

本发明的方法所采用的技术方案是：一种基于模拟退火算法的虹膜识别隐私保护方法，包括注册阶段和识别阶段：

所述注册阶段，具体包括以下步骤：

步骤1.1：用户提交自己的虹膜数据x，初始化一条与虹膜数据x等长的初始解S；

步骤1.2：生成一条与x等长的随机二进制串y，用负数据库生成算法生成相应的负数据库NDB用于设计模拟退火算法的评估函数；

步骤1.3：设定模拟退火算法参数，初始温度、降温速率、每个温度下的迭代次数、算法终止条件；

步骤1.4：将S作为模拟退火算法的输入，达到算法终止条件，输出当前解作为算法最优解；

步骤1.5：将步骤1.4得到的最优解与x异或得到t；

步骤1.6：将t作为虹膜模板传输给服务器存储在服务器数据库中；

所述识别阶段，具体包括以下步骤：

步骤2.1：用户提交自己的实时虹膜数据x′，生成实时模板t′；

步骤2.2：计算t′与服务器数据库中所有数据的海明距离；

步骤2.3：若有一条数据与t′的海明距离小于阈值，认为该用户为合法用户，否则认证失败。

本发明的系统所采用的技术方案是：一种基于模拟退火算法的虹膜识别隐私保护系统，包括以下模块：

模块1，用于用户提交自己的虹膜数据x，初始化一条与虹膜数据x等长的初始解S；