可撤除生物特征签名关键技术研究

Digital signature is the common supporting technology of e-commerce and e-government information systems, and its security attracts more and more attention. In order to enhance the security strength of the digital signature scheme, the signing private key should be a random numbers with a sufficient long length and be protected by password. However, the protection mode by password has the native vulnerabilities that the complex password is easily forgotten and the simple password is suffered by brute dictionary attacks. In order to solve the problem, the combination of biometric identification technology with traditional cryptography is proposed as a type of new approach. However, the biometric technology itself has privacy issues, hence the cancellable property must be considered while constructing the biometric digital signature scheme. Here, we plan to carry out our research on fundamental theory and key technology of cancellable biometric signature. The main research contents includes: (1）The algorithms of cancellable biometric key generation on the basis of finger vein recogniton, dual factor key binding and error correcting code;(2)The supporting architecture for certificate and certificateless schemes orient to the cancellable biometric signature scheme; (3)The algorithms of security assessment and proof for the cancellable biometric signature scheme on the basis of the features of biometric vectors and error correcting code et al. On the basis of the study on the above key issues involved with cancellable biometric signature scheme, innovation results achieved in this project are expected to enrich and develop the theory of cancellable biometric signature, and to promote the application.

数字签名系统的安全性至关重要。基于安全强度考虑，签名密钥往往选择长随机数并通过口令保护，但口令保护方式具有复杂口令易遗忘和简单口令易受暴力字典攻击的严重脆弱性问题。生物特征识别技术与传统密码学的结合为解决这个问题提供了一个新的思路，然而生物特征的简单引入带来隐私保护问题，为此本项目紧紧围绕可撤除生物特征签名的基础理论与关键技术展开研究，主要研究内容包括：(1)基于手指静脉识别、双因素密钥绑定和纠错码技术的可撤除生物特征密钥生成技术研究。(2)服务于有证书和无证书两类可撤除生物特征签名方案的支撑体系研究。(3)基于生物特征向量相关性、纠错码等因素分析的可撤除生物特征签名方案安全性评估研究。通过对以上可撤除生物特征签名系统所涉及到的关键问题的研究，预期本项目取得的创新成果将丰富和发展可撤除生物特征签名理论，促进其工程推广应用。

数字签名是电子商务和电子政务系统的共性支撑技术，其安全性日益受关注。基于安全强度考虑，签名密钥往往选择长随机数并通过口令保护，但口令保护方式具有复杂口令易遗忘和简单口令易受暴力字典攻击的严重脆弱性问题。生物特征识别技术与传统密码学的结合为解决这个问题提供了一个新的思路，然而生物特征的简单引入带来隐私保护问题，为此本项目紧紧围绕可撤除生物特征签名的基础理论与关键技术展开研究。.本项目的主要研究内容及取得的重要结果如下：提出了一种适用于低质量手指静脉图像的鲁棒边缘检测算法；研究并提出了基于多种形态滑动窗口检测的手指静脉图像感兴趣区域提取方法；提出了基于外框分割的手指静脉图像感兴趣区域提取方法，能够减少有效指静脉信息的损失；利用指纹特征点和特征点间纹线数目，提出了一种指纹信息生物特征稳定编码方案；建立了基于密钥绑定的可撤除生物特征密钥生成框架，并提出基于分块转换的可撤除手指静脉密钥生成方法；建立了可撤除生物特征签名方案的支撑体系，在此基础上提出了一种基于生物特征签名的电子投票系统方案，对方案的安全评估结果表明，方案具备高安全性。.该项目对可撤除生物特征签名的关键技术进行了系统研究，研究了其中的生物特征图像鲁棒边缘提取、生物特征图像感兴趣区域准确定位、生物特征稳定编码生成和可撤除生物特征密钥生成、可撤除生物特征签名支撑体系和应用方案构建、方案安全性评估等科学问题并提出了相关解决方案，将推动可撤除生物特征签名技术的发展与应用。本项目的研究在电子合同、电子交易、电子政务、数字货币等领域具有重要的应用前景。