（计算机应用技术专业论文）指纹与密钥体制相结合的认证研究.pdf

ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt og u a n g d o n gu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y f o rt h ed e g r e eo fm a s t e ro fe n g i n e e r i n gs c i e n c e r e s e a r c ho fa u t h e n t i c a t i o nc o m b i n e s f i n g e r p r i n ta n d c r y p t o g r a p h y c a n d i d a t e ：l iy u y u s u p e r v i s o r ：p r o f h a nj i a n h u a m a y 2 0 1 0 f a c u l t yo fc o m p u t e r g u a n g d o n gu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y g u a n g z h o u ，g u a n g d o n g ，p r c h i n a ，5 10 0 9 0 。 摘要 摘要 互联网的快速发展，基于网络的应用程序得到快速发展，尤其在电子商务、电子 政务等领域。基于网络各种新业务的兴起，许多重要的商业信息和个人信息都要在公 用网络上传送和存储，安全成了一个极为重要的问题。因为基于网络的应用系统一般 都是建立在开放的i n t e m e t 平台之上的，必须要保证信息的机密性、完整性、有效性、 真实性以及不可否认性。 椭圆曲线密码( e c c ) 是一种公钥密码体制，它所提供的功能与r s a 公钥密码体制 是一样的。e c c 的安全是基于椭圆曲线离散对数问题难解性，安全性比r s a 还要好。 要达到相同的加密强度，椭圆曲线密码体制所用的密钥的长度要比在r s a 中小得多。 指纹识别技术是基于人体指纹的唯一性，通过用户指纹的按印行为来进行身份认证， 避免了记忆口令的必要性。指纹识别的技术安全性、准确性得到越来越多的用户认可。 本文的主要工作包括以下几个方面： ( 1 ) 在深入讨论椭圆曲线密码基本原理和指纹识别原理的基础上，给出基于指纹 识别与椭圆曲线密码算法相结合的认证方案。设计详细方案，将认证方案分为指纹预 处理过程，加密和签名过程，验证签名和解密过程，注册、认证过程。给出各个个阶 段的处理原理及后台数据的处理、存储方法。 ( 2 ) 实现一个基于指纹识别与椭圆曲线密码算法相结合的认证系统。在预处理中， 为了使数据能够安全、完整地传输，先对指纹数据进行预处理，包括数据的格式转换 和编码；消息的加密、解密处理中采用基于椭圆曲线的加密方案e c i e s ；消息的签名 和签名的验证处理中采用了基于椭圆曲线数字签名算法e c d s a ，设计了独立的指纹 注册、认证接口。讨论了认证系统的安全通信模型和各个阶段的通信协议，包括密钥 生成协议、密钥分发协议、注册认证协议，以确保系统具有较高的安全性。 ( 3 ) 认证方案在v c + + 6 0 环境下用c o m 组件技术编程实现，组件分别在c s 模式和b s 模式下进行实例应用，分别采用t c p i p 协议和h t t p 协议测试数据的传 输。通过对系统应用实例数据的分析，表明该认证方案是可行有效的，指纹识别技术 与密钥体制的结合使用，能够有效地提高访问控制和电子商务的安全性，解决用户的 密钥保存问题。 关键词：指纹识别；椭圆密码；c o m 组件；认证协议 广东工业大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fi n t e r a c t ，w e b b a s e da p p l i c a t i o n sh a v eb e e nt h er a p i d d e v e l o p m e n t e s p e c i a l l y ，b ei nt h ea r e ao fe - c o m m e r c ea n de - g o v e r n m e n t w i t ht h er i s eo f n e wb u s i n e s sb a s e do nw e b ，al o to fi m p o r t a n tb u s i n e s si n f o r m a t i o na n dp e r s o n a l i n f o r m a t i o nw i l lb es t o r e da n dt r a n s m i t t e do nt h ep u b l i cn e t w o r k ；s e c u r i t yh a sb e c o m ea l l e x t r e m e l yi m p o r t a n ti s s u e b e c a u s ew e b b a s e da p p l i c a t i o n sa r eg e n e r a l l yb u i l to no p e n i n t e r a c t ，i tm u s te n s u r et h a tt r a n s a c t i o ni n f o r m a t i o nc o n f i d e n t i a l i t y , i n t e g r i t y ，v a l i d i t y ， a u t h e n t i c i t ya n dn o n r e p u d i a t i o n t h e s es e c u r i t yi s s u e sc a nb es o l v e db yb i o r e c o g n i t i o n t e c h n o l o g yo rk e yt e c h n o l o g y e l l i p t i cc u r v ec r y p t o g r a p h y ( e c c ) i sap u b l i c - k e yc r y p t o s y s t e m ；t h ef u n c t i o np r o v i d e d b ye c c i st h es a m ea sr s a p u b l i ck e yc r y p t o g r a p h y e c c ss e c u r i t yi sb a s e do nt h ee l l i p t i c c u r v ed i s c r e t el o g a r i t h mp r o b l e m ，e v e nb e t t e rt h a nt h er s a ss e c u r i t y t oa c h i e v et h es a m e e n c r y p t i o ns t r e n g t h ，t h el e n g t ho fk e yu s e di ne l l i p t i cc u r v ec r y p t o g r a p h yi sm u c hs m a l l e r t h a ni nt h er s a f i n g e r p r i n tr e c o g n i t i o nt e c h n o l o g yi sb a s e do nt h eu n i q u e n e s so fh u m a n f i n g e r p r i n t s ；t h eu s e r sf i n g e r p r i n tp r e s s i n ga t i o nc a nb eu s e do na u t h e n t i c a t i o n ，s ot h eu s e r n e e d n tr e m e m b e rt h ep a s s w o r d s s e c u r i t ya n da c c u r a c yo ft e c h n o l o g yb a s e do nf i n g e r p r i n t r e c o g n i t i o ni sa c c e p t e db ym o r ea n dm o r e u s e r s i nt h i st h e s i s ，i n c l u d et h ef o l l o w i n g ： ( 1 ) b a s e do ni n d e p t hd i s c u s s i o no ft h eb a s i ct h e o r yo fe l l i p t i cc u r v ec r y p t o g r a p h ya n d f i n g e r p r i n tr e c o g n i t i o nt h e o r y ；i tp r o v i d e sa ne f f e c t i v ec e r t i f i c a t i o np r o g r a mt h a tc o m b i n g f i n g e r p r i n ti d e n t i f i c a t i o na n de l l i p t i cc u r v ec r y p t o g r a p h y c e r t i f i c a t i o np r o g r a mw i l lb e d i v i d e di n t of i n g e r p r i n tp r e p r o c e s s ，e n c r y p t i o na n ds i g n i n gp r o c e s s ，v e r i f ys i g n a t u r ea n d d e c r y p t i o np r o c e s s ，r e g i s t r a t i o na n dc e r t i f i c a t i o np r o c e s s i td i s c u s s e st h ev a r i o u ss t a g e so f p r o c e s s i n gt h e o r ya n db a c k g r o u n dd a t ap r o c e s s i n ga n ds t o r a g em e t h o d s ( 2 ) i ti m p l e m e n t e da ne f f e c t i v ec e r t i f i c a t i o ns y s t e mb a s e do nf i n g e r p r i n ta n de c c a l g o r i t h m s t om a k es u r et h ed a t at r a n s m i t t e ds a f e l ya n dc o m p l e t e l y , f i n g e r p r i n td a t aw e r e f i r s tp r e t r e a t e d ，i n c l u d i n gd a t af o r m a tc o n v e r s i o na n de n c o d i n g ；m e s s a g ee n c r y p t i o na n d n a b s t r a c t d e c r y p t i o n p r o c e s s i n g b a s e do h e l l i p t i c o l iv e e n c r y p t i o n s c h e m e e c i e s ；m e s s a g e s i g n a t u r ea n dt h es i g n a t u r ev e r i f i c a t i o np r o c e s s i n gm e t h o db a s e do ne l l i p t i co l i v ed i g i t a l s i g n a t u r ea l g o r i t h me c d s a ；i td e s i g n sa ni n d e p e n d e n tf i n g e r p r i n tr e g i s t r a t i o n a n d a u t h e n t i c a t i o nm o d u l e i td i s c u s s e st h es e c u r i t ya u t h e n t i c a t i o ns y s t e mm o d e la n ds t a g e so f c o m m u n i c a t i o np r o t o c o l s ，i n c l u d i n gt h ek e yg e n e r a t i o np r o t o c o l ，k e yd i s t r i b u t i o np r o t o c o l ， r e g i s t r a t i o na n da u t h e n t i c a t i o np r o t o c 0 1 i te n s u r e st h a tt h es y s t e mh a sh i g hs e c u r i t y ( 3 ) t h ea u t h e n t i c a t i o ns c h e m ep r o g r a m e di nv c + + 6 0e n v i r o n m e n t sw i t hc o m c o m p o n e n t ，t h ec o m p o n e n t sa p p l i e di nc sm o d ea n db sm o d e i ti su s i n gt c p i p p r o t o c o la n dh mp r o t o c o ld a t at e s t i n gt r a n s m i s s i o n b yt h ea n a l y s i st h ed a t ao ft h e a p p l i c a t i o ns y s t e m ，i ti n d i c a t e st h a tt h ea u t h e n t i c a t i o ns c h e m ei sf e a s i b l ea n de f f e c t i v e f i n g e r p r i n tr e c o g n i t i o nt e c h n o l o g yu s e di nc o m b i n i n gw i t hk e ys y s t e m ，i tc a l li m p r o v e s e c u r i t y o fa c c e s sc o n t r o la n de - c o m m e r c e ，s o l v et h ep r o b l e mt h a tt h eu s e r s k e y p r e s e r v a t i o n k e y w o r d s ：f i n g e r p r i n tr e c o g n i t i o n ；e c c ；c o mc o m p o n e n t ；a u t h e n t i c a t i o np r o t o c o l i i i 广东工- , 3 k 大学硕士学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t ii 目录i v c o n t e n t 、i 第一章绪论1 1 1 研究背景及意义1 1 2 国内外研究现状2 1 3 论文的研究目标3 1 4 论文的结构与组织3 第二章指纹识别与椭圆密码技术5 2 1 指纹识别技术5 2 1 1 指纹识别过程5 2 1 2 指纹特征6 2 2c o m c o m + 技术9 2 3 哈希算法1 0 2 3 1 用哈希算法实现数据的完整性和数据源的验证1 l 2 3 2 哈希函数实现时间戳1 l 2 4 椭圆密码算法1 2 2 4 1 椭圆密码算法原理1 2 2 4 2 椭圆密码算法优点1 3 2 4 3 椭圆曲线加密方案e c i e s 1 4 2 4 4 椭圆密码算法库c r y p t o + + 1 5 第三章系统的设计方案1 7 3 1 系统模型1 8 3 2 指纹预处理2 0 3 3 加密和签名过程2 1 3 3 1 加密方案2 3 3 3 2 消息签名2 4 3 3 3b a s e 6 4 编码2 5 i v 目录 3 4 验证签名和解密过程2 6 3 4 1 消息验证2 7 3 4 2 解密方案2 8 3 4 3 预设参数2 9 3 5 注册、认证过程3 0 3 5 1 注册过程3 1 3 5 2 认证过程3 l 3 6 后台数据存储3 3 第四章系统的实现3 4 4 1 系统总体框架3 4 4 2 密钥生成与交换3 5 4 2 1 密钥生成3 5 4 2 2 密钥交换3 6 4 3 认证消息加密与解密3 8 4 3 1 认证消息加密的实现3 8 4 3 2 认证消息解密的实现i ，3 9 4 4 认证消息签名和验证3 9 4 4 1 签名的实现4 0 4 4 2 签名的验证4 0 4 5 服务器与客户端的调用方法4 1 第五章系统应用实例4 3 5 1c s 模式下应用4 4 5 2b s 模式下应用。4 7 5 3 结果分析i ：二5 l 结论5 3 1 本文总结5 3 2 未来的工作5 4 参考文献5 5 攻读硕士学位期间发表的学术论文5 8 独创性声明5 9 致谢6 0 附录1 部分关键c o m 接口说明6 1 v 广东工业大学硕士学位论文 c o n t e n t a b s t r a c t ( c h i n e s e ) i a b s t r a c t ( e n g l i s h ) i i c o n t e n t ( c h i n e s e ) i v c o n t e n t ( e n g l i s h ) v i c h a i r1i n t r o d u c t i o n 1 1 1r e s e a r c hb a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c e 1 1 2r e s e a r c ha th o m ea n da b r o a d 2 1 3t h er e s e a r c hg o a lo fp a p e r 3 1 4s t r u c t u r ea n do r g a n i z a t i o no fp a p e r “3 c h a i r2f i n g e r p r i n ti d e n t i f i c a t i o na n de c c 5 2 1f i n g e r p r i n ti d e n t i f i c a t i o n 5 2 1 1p r o c e s s i o no ff i n g e r p r i n ti d e n t i f i c a t i o n 5 2 1 2f e a t u r eo ff i n g e r p r i n t ；：6 2 2c o m c o m + 9 2 3h a s ha l g o r i t h m 1 0 2 3 1u s eh a s ha l g o r i t h mv e r t i f yd a t a 1 1 2 3 2t i m e s t a m pm a d ei nh a s h 1 1 2 4e l l i p t i cc u r v ec r y p t o s y s t e m ( e c c ) 1 2 2 4 1t h e o r yo fe c c 1 2 2 4 2a d v a n t a g eo fe c c ? 1 3 2 4 3e l l i p t i cc u r v ei n t e g r a t e de n c r y p t i o ns y s t e m 1 4 2 4 4l i b r a r yo fe c cc r y p t o + + 1 5 c h a t e r3d e s i g np l a no fs y s t e m 1 7 3 1s y s t e mm o d e l 1 8 3 2f i n g e r p r i n tp r e p r o c e s s 2 0 3 3e n c o d ea n ds i g np r o c e s s i o n 2 1 3 3 1e n c o d ep l a n 2 3 3 3 2m e s s a g es i g n a t u r e 2 4 3 3 3b a s e 6 4e n c o d e 2 5 v l u o n t e n 晤 3 4v e r t i f ys i g n a t u r ea n dd e c o d ep r o c e s s i o n 2 6 3 4 1m e s s a g ev e r t i f y 2 7 3 4 2s o l u t i o np l a n 2 8 3 4 3d e f a u l tp a f 锄e t e r 2 9 3 5r e g i s t ea n dv e r t i f yp r o c e s s i o n 3 0 3 5 1r e g i s t ep r o c e s s i o n - 3 1 3 5 2v e n i f yp r o c e s s i o n 一3 1 3 6d a t as t o f a g e 3 3 c h a t e r41 m p l e m e n t a t i o no fs y s t e m 3 4 4 1w h 0 1 ef r a m e w o r ko fs y s t e m 3 4 4 2k c yg e n e r a t i o na n de x c h a n g e 3 5 4 2 1k e yg e n e r a t i o n 3 5 4 2 2k e ye x c h a n g e 3 6 4 3e n c o d e sa n dd e c o d e sc e r t i f i c a t i o nm e s s a g e 一3 8 4 3 1i m p l e m e n t a t i o no fe n c o d i n gc e r t i f i c a t i o nm e s s a g e 3 8 4 3 2i r n p l e m e n t a t i o no fd e c o d i n gc e r t i f i c a t i o nm e s s a g e 3 9 4 4s i g l l e da n dv e r t i f yo fc e r t i f i c a t i o nm e s s a g e 3 9 4 4 1i m p l e m e n t a t i o ns i g n a t u r e 4 0 4 4 2v e r i f ys i g n a t u r e 4 0 4 5c a l i n go ns e r v e ra n dc l i e n t 4 1 c h a t e r5e x a m p l eo fs y s t e m 4 3 5 1a p p l yo nc sm o d e 4 4 。5 2a p p l yo nb sm o d e 4 7 i i5 3a n a l y s i so ft h er e s u l t s 5 1 c o n c l u s i o n ”5 3 1 s u m m a r y 5 3 2 f u t u f ew o r k 5 4 r e f e r e n c 鹤5 5 p u b l i c a t i o n sd u r i n gm a s t e rd e g r e es t u d i e s 5 8 o r i g i n a ic r e a t i o nd e c l a r e 5 9 a c k n o w i e d g e m e n t 6 0 a p p e n d i x 6 1 l j 第一章绪论 1 1 研究背景及意义 第一章绪论 目前，比较成熟的生物识别技术有：指纹识别、掌形识别、人脸识别、视网膜图 形识别等，这些技术都有各自的优点和不足。指纹识别技术与其他几种生物识别技术 相比，在唯一性、稳定性、准确性等方面都有一定的优势。 基于网络的应用程序得到快速发展，特别是在电子商务、政务系统领域。在安全 方面，自动认证和密钥封装起着重要的作用，直接影响到整个网络通信的安全。公钥 密钥体制提供了一个较为安全的方法来进行信息交换，但公钥密钥体制也不是绝对的 安全。太长或者太复杂的密码容易忘记，密码过于简单了，又容易被破解。个人的一 些生物特征具有唯一性而且是不会变的。这些特性使得生物特征能够较好地应用到身 份认证系统中。随着因特网用户的增多和因特网本身的发展，一些安全性要求高的领 域需要严格控制高密数据信息的访问权限。 根据目前访问控制现状，基于指纹认证与密钥体制相结合的访问控制方法应运而 生。与传统的访问控制方法比较，上述访问控制方法具有以下的一些优点： ( 1 ) 使用指纹认证技术，按下手指，便可以访问自己权限范围内的文件，方便快 捷，免除了记忆口令的负担。 ( 2 ) 由于指纹的唯一性和不变性，不用担心被人窃取，也不会遗失：而且指纹特 征值是经过公钥进行加密后进行传输的，可以防止黑客在网上截取指纹特征值而进行 非法访问，安全可靠。，j ( 3 ) 在任何计算机上都可以进行自己权限范围内的访问，不受地理位置的限制。 ( 4 ) 结合公钥密钥和私钥密钥体制，在指纹加密技术中使用密钥体制，在传送指 纹特征值时，使用了服务器端的公钥，充分地保证了安全通信，防止黑客截取文件和 数据，充分保证了文件和数据的安全传输。 ( 5 ) 用指纹进行身份认证，与传统的口令认证比较，指纹认证提高了指纹密钥的 安全性。具体说，以一个1 0 位口令为例，经过一段时间，就可以使用穷举法破解。而 指纹认证则不同，由于用来进行认证的指纹特征值个数较多，一般为4 0 、5 0 个，其中每 广东工业大学硕士学位论丈 一个特征值具有3 个参量：横、纵坐标和方向，这些值是在一个3 2 0 3 2 0 的二维空间中 ，其组合的唯一性使得穷举法是不可能破解的。这样确保了其他人不可能冒充来通过 身份认证，从而确保了个人权限范围内的数据只有自己才能访问。 将指纹识别系统与密钥体制相结合应用于网络信息系统，其准确性、安全性和抗 抵赖性将会有一个大的提升，提高网络信息系统的认证的可靠性，使其能够适应网上 银行，电子货币等安全性要求较高的领域。同时对发展迅速的电子商务也是一个强大 的保证。 1 2 国内外研究现状 近年来，国内外对指纹识别技术的研究在不断地深入，取得了很大的进展。而绝 大部分的研究重点主要集中在如何提高识别的准确率和速度上。从这个角度来看，国 内的水平并不比国外的水平落后。 网络技术的发展日新月异，与此同时计算机系统发展由单机向多机、由集中式向 分布式方向发展。分布式应用系统发展得非常迅速，从复杂到简单、高效，功能越来 越强大。在国外，分布式应用体系结构的研究与开发早已进行。目前，国外的分布式 应用体系结构的技术己呈现如下特点多层次性、面向对象型、跨平台性、系统功能易 扩充、系统易维护以及能适应大型的、复杂的应用等。具有上述特点的分布式应用体 系结构己经得到了较为广泛的应用。在国内，分布式应用体系结构的进一步的研究与 开发尚处于起步阶段，还没有完全开展起来。目前，在我国的军民企事业单位中，大 量采用的还是c s 体系结构，就是原来较为成熟、较为主流的技术开发的分布式应用体 系结构也面临着可见和潜在的问题，比如，开发效率低、可移植性差、功能扩充不易 二 进行等。由此可见，在该技术领域，国内与国外水平相比还存在着较大的差距。 计算机技术的发展为指纹识别技术的应用提供了契机。国外早在上世纪六十年代 就开始关于自动比较指纹的研究。目前全球著名的网络技术相结合的指纹自动识别系 统( a u t o m a t e df i n g e r p r i n ti d e n t i f i c a t i o ns y s t e m ，简称a f i s ) 公司大多都是这一阶段创立 和发展起来的。a f i s 因其具有的存储容量大、比对速度快、效率高、便于查询及信息 共享等诸多优越性，日益受到重视，得到广泛应用船，。 总的来说，指纹识别与密钥体制一直没有很好的结合起来，更不用说应用在具体 的领域中了。将指纹识别认证技术与密钥体制相结合，技术上有着积极的创新，对国 2 第一章绪论 内的正规化信息化建设有着积极的意义。 1 3 论文的研究目标 本文致力于指纹识别与密码相结合的通信安全机制研究与实现，研究如何保证身 份认证过程的安全，保证认证机密性、完整性、不可抵赖性，讨论认证和授权访问控 制，探讨指纹识别与密码相结合的完整解决方案。 本文研究的详细内容包括：根据对生物识别技术的研究，确定生物指纹识别技术 的选型；结合网络应用体系发展，对当前主流的网络应用系统进行了研究和分析，借 助c o m c o m + d c o m 技术的灵活性，实现对硬件的操作，选用目前最新且效率较高 的椭圆密码算法对传输中的数据进行加密，提高系统的安全性、可靠性。探讨指纹与 密码体制相结合认证的详细方案，设计详细的通信协议，详细探讨认证过程中客户端 与服务器的处理步骤用，用模块化的方法对认证方案进行设计和实现。从而构建实用 的指纹识别与密钥体制相结合的安全访问控制模型。利用中间件技术，采用开放式的 设计方法对系统所用到的各算法和相关的a p i 接口进行封装，提供统一通用化接口。设 计应用实例，分别在c s ，b s 平台下测试系统的性能，并对系统的测试结果进行分析。 使用三层结构模式来设计整个系统，将指纹身份认证放在应用服务器上进行， 这 ： 样可以较好地减少服务器的负担。 在具体的设计与实现上，主要基于v c + + 6 0 平台来设计中间组件，借助日志操作系 统来跟踪其中的数据，借助建模工具设计完善系统的模型。研究指纹识别技术与密钥 体制相结合应用中不同种类的数据的传输、数据加密、基于椭圆密码算法数字签名、 防篡改、访问控制等应用。 j t 1 4 论文的结构与组织 第一章绪论，主要描述本文的研究背景和意义，指纹识别与密码相结合的研究 现状及发展趋势以及本文主要的研究工作。 第二章指纹识别与椭圆密码技术，主要指纹识别技术过程、指纹特征、指纹识 别的关键技术、c o m c o m + 技术、哈希算法、椭圆密码算法的原理及优点、相关密 码库的情况。 3 广东工业大学硕士学位论文 第三章系统的设计方案，主要研究系统的设计模型、指纹预处理方案、加密和 签名的详细方案和相关技术、验证签名和解密的详细方案和相关技术、注册与认证方 案、后台数据的存储。 第四章系统的实现，主要讨论了系统的总体框架，密钥的生成与交换，消息加 密、消息解密、消息签名、消息签名验证操作，服务端和客户端如何调用方案。 第五章系统应用实例，主要把设计的c o m 组件在c s 、b s 模式下的应用实例， 监测实例数据来阐述认证方案的安全通信，测试系统的可用性，分析系统的安全性。 4 第二章指纹识别与椭圆密码技术 第二章指纹识别与椭圆密码技术 2 1 指纹识别技术 随着指纹识别技术的成熟，指纹识别技术已经进入我们的日常生活中。许多的公 司、研究机构都在指纹识别技术领域增加了人力物力的投入，并在技术上取得了很大 的突破，生产出许多识别性能高的产品，现在更趋向于将指纹识别与传统i t 技术完 美结合，这些产品也被越来越多的用户所认可。 指纹识别技术涉及到技术很多，主要有以下几个方面： ( 1 ) 指纹图像采集：主要通过指纹采集仪来完成，通过指纹仪可以采集到活体 指纹图像。指纹采集仪的主要技术指标是分辨率和采集面积等，在我国的安全行业内 已经形成了统一的标准，但与国际的标准还是有所不同。按指纹仪的物理特性来分， 目前比较流行的指纹采集仪主要有三种：光学式、电容式和压感式。按采集面积这一 个技术指标来分，指纹采集仪大体可以分为滚动捺印指纹仪和平面捺印指纹仪，而在 国内普遍采用滚动捺印指纹。除此之外，还可以采用非常规的方式获取指纹图像，比 如扫描仪、数字相机等。 ( 2 ) 指纹图像压缩：从指纹采集仪采集到的指纹图像占用的空间比较大，为了 在应用中方便处理，传输等，指纹图像需经过压缩后存储，以减少存储空间。主要方 法包括j p e g 、w s q 、e z w 等。 ( 3 ) 指纹图像处理：为了提高指纹识别的效果，需要对指纹图像进行一系列的 处理，指纹图像的处理涉及的工序相对较多，包括指纹区域检测、图像增强、指纹图 _一 像二值化和细化等。 ：j ( 4 ) 指纹传输：指纹识别应用在网络环境就涉及到指纹的传输，指纹的传输时， 可以传输指纹的原图像，也可以传输经处理后的指纹信息。而根据传输时使用的网络 协议，既可以用t c p i p 协议，也可以用h t y p 协议。目前比较普遍的方式是使用t c p i p 协议。 2 1 1 指纹识别过程 指纹识别的过程，包括指纹注册过程和指纹识别过程。指纹注册过程包括四个阶 5 广东工业大学硕士学位论丈 段，分别是指纹采集、指纹图像处理、指纹特征值提取及建立指纹模板库。指纹识别 的过程也经过四个阶段，分别是指纹采集、指纹图像处理、指纹特征值提取和指纹特 征值匹配，。 在注册过程中，用户需要先采集指纹，然后计算机系统将进行特征提取，提取的 特征将作为模板保存在数据库或其它指定的地方。 首先，指纹采集仪读取指纹图像，对原始图像进行初步的处理。然后是图像的增 强和二值化，提取指纹的特征点。最后通过计算机把用户的i d 和指纹的特征模板进 行存储。注册过程如图2 - 1 所示： 图2 - 1 注册过程 f i g u r e2 - 1r e g i s t e rp r o c e s s i o n 在识别过程中，用户首先也要采集指纹，然后计算机系统将进行特征提取，提取 后的待验特征将与数据库中的模板进行比对，给出比对结果。在很多场合，用户可能 要输入其它的一些辅助信息，以帮助系统进行匹配，如帐号、用户