[发明专利]一种基于虹膜识别的实时视频安全通讯系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于虹膜识别的实时视频安全通讯系统及方法，包括前端设备、个人计算机和服务器；所述前端设备由可穿戴式实时视频通讯设备、虹膜图像采集器和数据处理芯片组成；其中前端设备主要用于录制实时视频，采集用户虹膜信息，按照特定算法对数据整合、加密后进行传输。个人计算机主要用于对接收数据进行分离，播放前端设备所拍摄的实时视频。服务器主要用于对接受数据进行分离，通过对签名信息进行识别来保证拍摄者的合法性、拍摄设备的可靠性、数据内容的安全性。本发明所提供的基于虹膜识别的零交互认证方法在保障了设备可用性的前提下，为用户提供了安全、快速、可靠的认证方式。

主权项

1.一种基于虹膜识别的实时视频安全通讯方法，采用基于虹膜识别的实时视频安全通讯系统；其特征在于：所述系统包括前端设备、个人计算机和服务器；所述前端设备由可穿戴式实时视频通讯设备、虹膜图像采集器和数据处理芯片组成；所述前端设备用于拍摄、建立实时视频安全通讯，按照固定频率采集使用者的虹膜图像产生签名信息并隐藏在实时视频中，数据经过加密后通过无线通信网络传输给所述服务器；所述个人计算机用于接收所述前端设备所发送的加密后的数据，对接收数据进行解密，通过信息隐藏分离算法分离签名信息与实时视频数据，为用户播放实时视频，接收服务器发送的验证结果，显示给用户；并保存实时视频数据作为备份；所述服务器用于保存合法用户的个人账号信息，包括用户的用户名、口令和用户虹膜的特征信息；接收所述前端设备所发送的加密后的数据，对接收数据进行解密，使用信息隐藏分离算法分离签名信息与实时视频数据，通过验证签名信息来保证虹膜图片的真实性及前端设备使用者的合法性、视频来源的真实性；将验证结果发送给个人计算机；所述可穿戴式实时视频通讯设备由用户穿戴在头部，用于拍摄并建立实时视频通讯，并交由所述数据处理芯片进行处理；所述虹膜图像采集器位于所述可穿戴式实时视频通讯设备上、面对用户眼部的位置，用于按照规定频率对使用者虹膜图像进行采集，得到使用者虹膜图片后交由所述数据处理芯片进行处理；所述数据处理芯片用于对可穿戴式实时视频通讯设备和虹膜图像采集器采集到的视频及图像数据进行整合，利用信息隐藏算法将虹膜信息隐藏在视频数据中用作签名，使用流数据加密算法加密后传给传统可穿戴式实时视频通讯设备传输；所述方法包括注册过程、认证过程、重认证过程；所述注册过程是用户在登录系统前进行账户注册，分为前端设备的合法用户注册和个人计算机的合法用户注册；所述前端设备的合法用户注册，具体过程包括以下步骤：步骤A1：管理员通过个人计算机在实时视频安全通讯系统中输入待注册的合法用户的用户信息，其中用户信息包括用户账号、基本个人信息；如果用户信息填写正确，则个人计算机对其进行哈希运算，将用户信息的哈希值发送给服务器，否则返回用户信息错误信息；步骤A2：管理员通过虹膜图像采集器对合法的待注册用户虹膜图片进行采集，并将虹膜图片通过个人计算机中输入实时视频安全通讯系统中；步骤A3：实时视频安全通讯系统通过虹膜处理算法对合法的待注册用户的虹膜图片提取虹膜特征信息，计算虹膜特征信息的哈希值，发送给服务器；步骤A4：服务器接收到个人计算机发送的用户信息哈希值和虹膜特征信息哈希值后，将其存储在相应数据库中；步骤A5：用户通过前端设备提交验证请求，前端设备中的虹膜图像采集器对用户虹膜图像进行采集，并对虹膜图像进行加密，通过无线网络通讯传输给服务器；步骤A5：服务器接收来自前端设备发送的数据后，对数据进行解密得到用户虹膜图像信息，通过虹膜识别算法对虹膜图像信息进行处理得到虹膜特征信息，计算其哈希值，与数据库内合法用户虹膜特征信息哈希值对比，若验证通过，返回用户注册成功信息给个人计算机，否则返回注册失败信息，此时用户需要重新注册；所述个人计算机的合法用户注册，具体过程包括以下步骤：步骤B1：待注册用户通过个人计算机在实时视频安全通讯系统中输入用户信息，并提交，其中用户信息包括用户账号、密码、基本个人信息；如果用户信息填写正确，则保存，否则返回用户信息错误信息；步骤B2：管理员通过个人计算机在实时视频安全通讯系统中对提交的待注册的用户信息进行审核，若审核通过则返回注册成功信息，计算用户信息哈希值，并将用户信息哈希值发送给服务器，否则返回注册失败信息；步骤B3：服务器接收来自个人计算机发送的用户信息哈希值，将其存储在数据库中；所述认证过程用于注册用户登录实时视频安全通讯系统，分为注册用户登录前端设备和注册用户登录个人计算机；所述注册用户登录前端设备，具体过程包括以下：步骤C1：用户启动前端设备，向前端设备发出登陆请求；步骤C2：前端设备启动虹膜图像器对用户虹膜图像进行采集，虹膜图像经数据处理芯片处理后得到虹膜信息，加入拍摄时间的时间戳后得到登陆验证信息，并将其提交给服务器；步骤C3：服务器收到登陆验证信息后对其时间戳进行验证，若验证通过，则识别其虹膜信息，若识别成功，则向前端设备和个人计算机发送识别成功信息；否则发送识别失败信息；步骤C4：若前端设备收到识别成功信息，则该用户为合法用户，允许用户使用设备；若收到识别失败信息，则要求重新验证；步骤C5：若个人计算机收到识别成功信息，则显示前端设备使用者的基本信息；否则显示警告信息；所述注册用户登录个人计算机，具体过程包括以下：步骤D1：用户通过个人计算机打开实时视频安全通讯系统，并在登陆页面中输入账户名、口令后提交；步骤D2：个人计算机计算验证信息的哈希值，发送给服务器；验证信息包括账户名、口令；步骤D3：服务器验证来自个人计算机的验证信息哈希值，若能够与数据库中的验证信息相匹配，则给个人计算机返回验证成功信息，否则返回验证失败信息；步骤D4：若个人计算机收到验证成功信息，则显示登陆成功；否则登陆失败；所述重认证过程是在注册用户成功登录前端设备以后，每隔固定时间执行一次；具体过程包括以下步骤：步骤E1：前端设备中的虹膜图像采集器按照一定频率对用户虹膜图像进行采集，虹膜信息经数据处理芯片后得到签名信息并与正在拍摄的实时视频数据通过信息隐藏的算法相结合进行签名，加密后传输给个人计算机和服务器；具体实现过程包括以下子步骤：步骤E1.1：前端设备中的计时器每隔固定时间向虹膜图像采集器发送一次虹膜图像采集命令；虹膜图像采集器接收到命令后对用户虹膜图像进行采集，并将图像传输给数据处理芯片；步骤E1.2：数据处理芯片接收到虹膜图像后，先在虹膜图像中嵌入当前时间戳，形成签名信息；并通过信息隐藏算法将签名信息嵌入前端设备拍摄的视频流中，作为数字签名；数字处理芯片对签名后的数据流进行流加密，并通过无线网络通讯传输给个人计算机和服务器；步骤E2：个人计算机收到实时视频通讯数据后，先对其进行解密运算，再通过信息隐藏分离算法将实时视频数据与签名信息分离，分离后的实时视频数据通过个人计算机中播放器显示给用户；步骤E3：服务器收到来自前端设备的数据后，先对其进行解密运算，再通过信息隐藏分离算法将实时视频数据与签名信息分离，并对分离后的签名信息进行验证、识别；若验证通过、识别成功，则将前端设备使用者基本信息返回给个人计算机，若验证不通过、识别失败，则将前端设备使用者不合法的警告返回给个人计算机；具体实现过程包括以下子步骤：步骤E3.1：服务器收到来自前端设备的数据后，先对其进行解密，再通过信息隐藏分离算法将实时视频数据与签名信息进行分离，得到签名信息；步骤E3.2：服务器首先分离签名信息，得到时间戳并对其进行验证，若时间戳符合要求则执行步骤E3.3，否则直接将验证不通过的信息返回给个人计算机；步骤E3.3：服务器通过虹膜识别算法对步骤E3.2中分离得到的虹膜信息进行处理，得到前端设备使用者的虹膜特征信息；服务器在计算虹膜特征信息的哈希值之后与数据库内合法使用者的虹膜特征信息哈希值进行比较，得到识别结果；步骤E3.4：若识别成功，则将前端设备使用者基本信息返回给个人计算机；若识别失败，则将前端设备使用者不合法的警告返回给个人计算机；步骤E4：若个人计算机收到来自服务器前端设备使用者的基本信息，则说明验证通过、识别成功，个人计算机将前端设备使用者基本信息显示给用户；否则，个人计算机显示前端设备使用者不合法的警告给用户；个人计算机若得到识别成功的结果，则在用户界面上给个人计算机用户显示实时视频安全通讯系统使用者的基本信息；若得到识别失败的结果，则在用户界面上给个人计算机用户显示实时视频安全通讯系统使用者身份不合法的警告，其拍摄的实时视频来源可能不安全，视频内容不可靠。