指紋識別在移動設(shè)備隱私保護(hù)方面應(yīng)用

王康康 左冠濤 王艷濤

作者簡介：王康康（1991-），男，漢族，河南周口人，鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院地理信息系統(tǒng)。

左冠濤（1986-），男，漢族，河南濮陽人，鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院地理信息系統(tǒng)。

摘要：針對目前移動設(shè)備存儲的大量照片、視頻、密碼等個人信息沒有得到嚴(yán)格的保護(hù)，容易被他人竊取的現(xiàn)狀，將指紋識別技術(shù)應(yīng)用與移動設(shè)備隱私保護(hù)領(lǐng)域可極大提高個人信息的安全性。

關(guān)鍵詞：指紋識別；移動存儲；隱私安全

1 引言：

借助移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和全球制造成本的降低，最近幾年手機(jī)、平板等移動設(shè)備持有量及設(shè)備存儲容量成爆發(fā)時增長。移動設(shè)備的演化經(jīng)過了從最初的通話終端到后來的通信終端，增加了短信功能，豐富了通訊能力；再從通信終端發(fā)展為個人信息終端，具備了智能化的特征，能夠運(yùn)行各種不同應(yīng)用，手機(jī)對于廣大的用戶來說已經(jīng)不再是簡單的移動通信工具了，它被賦予更深層次的定義：強(qiáng)大的功能！穩(wěn)定的性能！人性化的設(shè)計(jì)！

但是在方便人們生活的同時，移動設(shè)備存儲了大量個人信息，一旦被他人非法獲取將嚴(yán)重威脅個人安全，移動設(shè)備的個人信息安全問題面臨巨大挑戰(zhàn)。本文利用指紋識別技術(shù)構(gòu)建隱私保護(hù)方案，提高移動設(shè)備個人信息的安全性。

2 指紋識別

利用指紋的唯一性及穩(wěn)定性的特點(diǎn)，指紋和個人可以進(jìn)行唯一匹配，通過比較采集的指紋與預(yù)先存儲的指紋樣板比較就可以驗(yàn)證個人身份。

3 指紋識別系統(tǒng)的原理

指紋識別系統(tǒng)主要涉及質(zhì)問圖像的采集、指紋圖像預(yù)處理、特征提取、特征值對比和匹配等技術(shù)，即首先通過讀取指紋圖像，然后用計(jì)算機(jī)識別軟件提取指紋的特征數(shù)據(jù)，最后通過匹配識別算法得到識別結(jié)果。

3.1指紋采集

目前指紋采集主要有三種方式：光學(xué)設(shè)備取像、晶體傳感器取像、超聲波設(shè)備取像。各大移動設(shè)備廠商根據(jù)自身的特點(diǎn)，會用其中一種方式在設(shè)備上集成指紋采集器。

3.2指紋圖像預(yù)處理

預(yù)處理包括質(zhì)問圖像質(zhì)量評估、指紋圖像分割、指紋圖像增強(qiáng)、指紋圖像二值化、指紋圖像細(xì)化五個過程。

3.3特征提取

提取指紋圖像中具有代表性的特征，目前，因?yàn)橹讣y的細(xì)節(jié)特征模型具有緊湊、適用性好、抗干擾性強(qiáng)、易于提取的特點(diǎn)，大多數(shù)指紋識別系統(tǒng)采用細(xì)節(jié)點(diǎn)匹配算法。

3.4指紋特征匹配

質(zhì)問匹配算法主要由基于點(diǎn)模式匹配算法、基于紋理式匹配算法和基于圖的匹配算法。

4 指紋識別在設(shè)備上的硬件實(shí)現(xiàn)

目前移動設(shè)備的主要設(shè)計(jì)的按鍵有音量+、-鍵、電源鍵、HOME鍵，其中HOME鍵分為兩種：實(shí)體HOME鍵、虛擬HOME鍵，兩者在受力面積、使用頻率上均滿足指紋采集的硬件要求、把指紋采集系統(tǒng)集成到HOME鍵完全可行，同時也避免了額外的硬件添加破壞設(shè)備的整體設(shè)計(jì)。另外，隨著配置的逐漸升高，現(xiàn)在移動設(shè)備的運(yùn)算能力完全滿足識別系統(tǒng)運(yùn)行的需要，能夠保證系統(tǒng)的流暢運(yùn)行。

5 指紋識別在設(shè)備上的功能實(shí)現(xiàn)

指紋識別在設(shè)備上的功能分為兩種模式：一、后臺靜默防護(hù)模式；二、主動調(diào)用防護(hù)模式。

5.1后臺靜默防護(hù)

需要在每次設(shè)備開機(jī)、鎖屏解鎖時后臺采集用戶指紋信息進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證通過則所用功能無限制對使用者開放，不再彈出指紋驗(yàn)證界面，但在使用過程中間斷進(jìn)行后臺指紋采集驗(yàn)證，如失敗則表明使用者以更換為非本機(jī)持有者，設(shè)備自動進(jìn)入解鎖界面或關(guān)機(jī)；驗(yàn)證失敗則拒絕開機(jī)或解鎖。

5.2主動調(diào)用防護(hù)

由設(shè)備持有者選擇防護(hù)項(xiàng)目，在防護(hù)項(xiàng)目啟動時調(diào)用指紋識別系統(tǒng)顯示驗(yàn)證。主要有選擇啟用、開機(jī)驗(yàn)證、敏感應(yīng)用程序啟動驗(yàn)證、文件管理操作驗(yàn)證、指紋加密、指紋管理、主動銷毀存儲數(shù)據(jù)等功能。

5.2.1指紋識別功能作為隱私設(shè)置的一個功能選項(xiàng)，用戶可以選擇啟用或關(guān)閉。

5.2.2指紋驗(yàn)證開機(jī)

開機(jī)時如果指紋識別功能開啟則啟動指紋識別系統(tǒng)采集使用者指紋，進(jìn)行匹配，驗(yàn)證成功進(jìn)入桌面，驗(yàn)證失敗執(zhí)行關(guān)機(jī)操作。如指紋識別功能關(guān)閉則直接進(jìn)入系統(tǒng)。

5.2.3敏感應(yīng)用啟動驗(yàn)證

在指紋識別功能開啟的情況下，可選擇要保護(hù)的應(yīng)用程序，如：相冊、記事本、視頻等，建立保護(hù)清單。當(dāng)位于清單中的程序啟動時，調(diào)用指紋識別功能，驗(yàn)證成功則打開程序，否則拒絕啟動程序。

5.2.4文件管理操作驗(yàn)證

當(dāng)進(jìn)行文件的復(fù)制、粘貼、刪除等操作時進(jìn)行指紋驗(yàn)證，通過則執(zhí)行，否則拒絕執(zhí)行或者對特定的敏感文件進(jìn)行指紋加密。

5.2.5指紋加密

對于單個敏感文件可以進(jìn)行指紋加密，查看或操作此文檔時需要進(jìn)行指紋驗(yàn)證。

5.2.6指紋管理

同一臺設(shè)備可能有多個使用者，如家屬、同事等，可以在指紋管理功能中添加多個使用者指紋，驗(yàn)證是只要采集的指紋與其中之一匹配，則驗(yàn)證通過。

5.2.7主動銷毀存儲數(shù)據(jù)

當(dāng)對設(shè)備進(jìn)行嘗試破解密碼或其他方式暴力解鎖設(shè)備時，設(shè)備將開啟主動銷毀數(shù)據(jù)功能。

6 指紋識別在移動設(shè)備隱私防護(hù)的優(yōu)勢

6.1操作簡單 指紋識別只需把手指放到HOME鍵上即可完成指紋采集和驗(yàn)證，不許輸入繁雜的文字密碼或圖案密碼。

6.2安全性高 指紋的唯一性保證了其不可偽造性，大大提高了安全度。

6.3便于普及 只需把指紋采集系統(tǒng)集成到設(shè)備中，不需用戶額外攜帶輔助工具，降低使用難度與成本，便于用戶接受與使用。（作者單位：鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院）

參考文獻(xiàn)：

[1]余鵬飛，吳俊軍.指紋識別技術(shù)在移動存儲中的研究與應(yīng)用.微計(jì)算機(jī)信息.2009

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[3]于洋.基于嵌入式系統(tǒng)的指紋識別算法的研究.武漢科技大學(xué).2012