浅议指纹识别网络安全保密系统及其优点

摘 要：指纹是一个人的身份标识，指纹识别是运用指纹相对稳定的特点进行身份的识别。随着计算机网络技术的发展，指纹识别运用到网络安全保密系统中，较常规的密码安全保密系统具有很大的优势。本文主要论述指纹识别网络安全保密系统的形成及优点。

关键词：指纹识别；网络安全；保密系统；优点

中图分类号：TN918.6

随着计算机网络技术的发展，网络信息安全问题成为各个行业比较重视的问题，指纹识别网络安全保密系统的创立，为信息安全提供了一个可靠的保密方式，传统的网络安全保密的方式是利用密码的设置进行保密，指纹识别网络安全保密系统相比来说，更具有安全性。

1 指纹识别的内涵及其原理

1.1 指纹识别的内涵。指纹识别

主要是根据人体指纹的相对稳定性和唯一性来对人的身份进行辨识。根据指纹识别在现实中的应用，指纹有永久性、非永久性和生命性三种特征。永久性特征有细节特征和辅助特征两种。细节特征是指纹各个点的特征，例如：中心点和端点等。细节特征有利于对指纹进行精确的对比。辅助特征是指根据其他方面的特征进行指纹识别，例如：纹型、纹密度等。指纹的纹形、纹理等特征是对指纹进行分类和检索依据。根据指纹形态的不同，可以把指纹的纹形分为弓型、箕型、斗型。其中根据形状的不用可以分为帐形、正箕形、反箕形、弧形、环形、螺形、双箕形、囊形和杂形等。指纹的平均密度极其分布和平均纹曲率极其分布等构成了纹理特征。此特征主要用于指纹识别网络中，多用于计算机指纹识别算法的多维分类及检索。非永久性特征就是外界给予的，可以改变的指纹特征，比如：疤痕引起的指纹间断。随着疤痕的发展，指纹也会呈现变化的特征。生命特征就是生命是否存在有关系。

1.2 指纹识别的原理

指纹识别技术读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对四个步骤。运用指纹读取的机器进行指纹读取，并形成图像，图像形成后要进行相应的处理，尽量清晰，然后对图像中的指纹特征进行提取，之后把提取的特征进行保存。读取机可以根据指纹的数据点进行提取，例如：指纹纹路的特征。一般来说，手指上一共有七十个数据点，会产生很多的数据。把产生的数据视为一组，通过网络模糊比对的方式，将两组指纹的模板对比，换算出其相似度，最终得到匹配的结果。现在经常使用的指纹读取的设备有光学设备和半导体传感器设备等

2 自动指纹识别系统

2.1 自动指纹识别系统的形成

自动指纹识别系统是在指纹识别原理的基础上，与图像处理的方法相结合，利用计算机，通过指纹来识别个人身份的系统。一般情况下，指纹的识别可以通过指纹的总体特征和部分特征来识别。只要达到一定数量的特征重合，就会确定是否是同一个指纹。根据细节特征点也可以对指纹进行对比。

自动指纹识别系统主要有两部分构成，一是数据库的生成，二是指纹识别。数据库的生成是利用指纹采集的设备进行指纹的提取，根据数据点形成数据，将数据存入数据库中，数据库就形成了。指纹识别是也是通过指纹采集设备进行特征点提取，把这些特征点与数据库中的数据进行比对，判断是否是同一个指纹。

2.1.1 指纹采集。指纹采集一般都利用采集设备，有光学和COMS两种类型。光学采集设备采集的图像清晰度高，但是，所消耗的成本过高。而COMS采集设备所消耗的成本不是很高，但是，采集的图像却不是很清晰。环境对指纹采集设备有很大影响，也会影响图像的清晰度。因此，在指纹采集之后，一定要对图像进行处理。指纹采集的图像处理有三种处理方式：平滑处理、二值化、细化。

平滑处理就是指纹图像利用扫描设备获取模拟信号，采集样本，数据化，以矩形的方式保存到计算机。图像的采集呈现纵列式，数据化后的指纹图像经常会出现噪音。图像的平滑处理就是为了消除产生的噪音，保证图像的质量，滤波处理方法比较好，可以有效地利用到自动指纹识别系统中，进行图像的平滑处理。

二值化就是对二值图像进行处理，二值图像就是一个完整的图像只有墨白两个值，没有灰度的改变。二值图像在数字处理中具有很大的作用。因为这种方法在处理图像时，成本不高，效率很高。并且，二值化的图像可以运用几何方面的内容对图像进行描述和分析，相比灰度图像方便得多。指纹识别中可以利用的是脊线和谷线的二值描述，图像上的数据点要依据灰度图像来确定，定位数据点是属于哪个区域，是客体区还是背景区。从而确定二值图像的产生。二值化不但可以使储存量减少，而且可以正确判断识别指纹，是一种比较简单的图像处理方法。

细化处理方面，指纹的图像并不重视纹线的粗细，而重视是否有纹线。所以要在不改变图像像素、不影响清晰度的前提下，需要清除一些不需要的信息。细化处理也是二值图像处理中的一部分，而且是很重要的一部分。细化处理清除了不需要的信息，使指纹纹线的特征突出出来，为指纹的提取提供了方便。细化有很多方法，但是，自动指纹识别系统运用模板法。

2.1.2 指纹特征匹配。指纹特征匹配是在提取指纹特征后，形成数据，进入数据库，然后建立指纹匹配模式。而在对指纹进行入库处理时，同一个手指分两次入库图像却不同，因为过程中产生了变形，因此，指纹特征要在减少变形的情况下进行匹配。

2.2 自动指纹识别系统的优点

2.2.1 指纹的唯一性绝对了每个人的指纹都是不同的，没有相同的指纹，因此可以准确对身份进行识别，可以保证需要认证的人与身份形成对应关系。因为利用比较多的指纹特征的数据点来进行指纹识别。比如：一个指纹有许多的特征，可以选取其中若干个特征，各个特征中也可以进行分类对比。指纹的构成很复杂，因此，想破译造假很难。

2.2.2 指纹识别过程中使用的比对模板不会运用开始采集时的指纹图像。要经过图像处理，取用明显的特征，使自动识别系统的储存量变小，易于保存和传输，实现指纹识别进行不同地区间的指纹匹配。

3 指纹识别的保密系统

3.1 指纹识别的保密系统的形成

运用指纹唯一性的特征，自动指纹识别系统与密码保密系统相结合，可以保护用户的保密信息不会泄漏，确保用户进行安全的网络沟通。其形成的设计理念是把用户的密码和钥匙与用户指纹特征统一保存在密钥分配中心，用户在使用密钥时通过自动指纹识别确认身份后从分配中心中获得。指纹识别保密系统的构成是，先在本机上用特殊的计算方法建成一个用户密钥，然后把密钥与用户指纹特征和ID用公钥进行加密，通过计算机传送到KDC，再由KDC进行解密信息。身份认证时，把用户的指纹与数据库中的指纹进行对比，如果匹配成功，那么就会对认证进行解密。

3.2 指纹识别的保密系统的优点

（1）运用IDEA算法构建用户密钥IDEAK，可以使用户可以随时改变密钥，保证用户的密钥进行偷窃，保证用户信息的安全，而且指纹识别的唯一性更保证了密钥的安全性；（2）用公钥对指纹特征信息进行加密。保证了指纹特征不会被网络上的黑客进行恶意的拦截，或者是非法的访问，引起用户的指纹被复制，导致用户的信息安全；（3）安全保密系统利用公钥和私钥密码共同使用，可以确保安全保密系统的完善。用户和外部进行网络交流时，可以利用公钥密码方法比较安全，而且使用方便。用户的公钥几乎是开放，在用户与其他用户进行交流时，可以利用KDC得到用户的公钥，简单方便。另一方面，运用密码体系和自动指纹识别系统的相结合的方式，对用户的保密系统进行保密，可以随意设置私钥，有利于进行用户的信息保密，方便快捷，安全。

4 结束语

将自动指纹识别系统与密码系统相结合，有利于用户网络信息进行保密，大大地促进了信息的安全性。

参考文献：

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作者单位：江大金智信息系统有限公司，南京 211100