指纹识别技术银行储蓄网络认证系统研讨

本资料来源第五章基于指纹识别技术的银行储蓄网络认证系统

5.1引言5.2指纹识别的基本原理5.3指纹识别机硬件设计5.4指纹识别机软件设计5.5系统软件实现5.6系统功能5.7结束语

利用指纹这一生物识别技术的严密性和尖端性来弥补利用密码控制的不稳定性和不安全性，本文设计出一种计算机自动指纹识别技术的银行网络登陆系统，介绍了负责指纹图像的采集、存储和匹配，且与系统主机进行双向数据交换等工作的指纹识别机的硬件电路实现以及软件设计，采用ActiveX控件与SQL数据库管理结合的关键技术实现系统软件，该系统已经在某银行中可靠的应用，实践证明它已很好的满足实际的需要。关键词：指纹识别；识别技术；AT89C51摘要AbstractUsingstrictnessandtopendcharacteristicofbiologyrecognitiontechnologywhichmakesuptheinstabilityandtheunreliabilityofpassword,onekindofnetworklandingsystembasedoncomputerautomaticfingerprintrecognitiontechnologyisdesigned,andthemachinehardwareelectriccircuitrealizationaswellasthesoftwaredesignwhichisresponsibleforthefingerprintimagegathering,memoryandmatching,alsocaringonbi-directionaldataexchangewiththemainengineispresented,inaddition,thesystemrealizationintegratingVBActivewithSQL,thissystemisappliedinsomebankwithreliability,thepracticeproveditwellmeetstheactualneeds.Keywords:FingerprintIdentification;IdentificationTechnology;AT89C51

随着科学技术的发展，信息技术已经融入国民经济的各个方面，在金融机构、银行的计算机网络系统中更是飞速发展。但因为技术或人为的缺陷，银行安全管理和防范措施上往往存在不少漏洞，不时有相关的犯罪事件发生，其中利用计算机网络进行作案更是引起金融界的高度重视。各金融单位采取了许多措施，如进行网络加密，在中心机房安装防火墙，内部完善规章制度等。但是，仍存在着不安全的因素：首先，由于联机密码是由一串六位数字组成，客户在使用有诸多的不便以及不安全因素；其次，由于频繁更换密码，客户容易记错或忘记自己的联机密码；另外，只要作案人留意别人密码的输入操作，很容易掌握别人的联机密码。同时，银行操作员在业务处理中也存在着以下缺陷：(1)联机密码不能锁定操作者的身份；(2)很难发现非法操作。因此，寻求更为安全网络安全系统已成为急需解决的问题。5.1引言

众所周知，指纹是人体生物特征之一，具有惟一性、稳定性、不可复制、不可移植和不可仿造的特点[1-3]，指纹识别技术已经取得重大突破，如能在银行储蓄系统BSS中使用该技术，可使每个储户的密码都具有与生俱来、终身不变的特点，从而确保银行储蓄系统BSS的安全。因此本文针对这类情况，研制了计算机自动指纹识别技术的银行网络登陆系统。

指纹有两类特征：总体特征和局部特征。其中总体特征是指那些用人眼直接就可以观察到的特征，包括：纹型、模式区、核心点、三角点，以及纹数。而局部特征是指指纹上的节点的特征，这些具有某种特征的节点称为特征点。两枚指纹经常会具有相同的总体特征，但它们的局部特征即特征点，却不可能完全相同。指纹纹路并不是连续的、平滑笔直的，而是经常出现中断、分叉或打折。这些断点、分叉点和转折点就称为特征点。就是这些特征点提供了指纹惟一性的确认信息[4]。5.2指纹识别的基本原理

在考虑局部特征的情况下，一般认为，只要比对13个特点重合，就可以确认为是同一个指纹。理论上讲，任何两枚纹都是不一样的。一般将拒识率控制在千分之一以内，将识率控制在百万分之一以内即可。指纹识别其实是比较复杂的,实际上指纹识别技术并不直接存储指纹图像，指纹识别最终都归结为在指纹图像上提取指纹特征并比对指纹的特征。其基本的识别原理如图1所示。

首先，通过指纹采集仪采集到人体指纹的图像，并对原始图像进行初步的处理，使指纹图像中蕴涵的特征信息更明显。然后，运用指纹特征提取算法建立指纹的数字表示.特征数据。这是一种单方向的转换：可以从指纹转换成特征数据但不能从特征数据转换成为指纹，而且两枚不同的指纹不会产生相同的特征数据。从指纹上找到被称为“细节点”的数据点存储到指纹特征文件中，这些细节点也就是那些指纹纹路的分支点或末梢点。有的算法把节点和方向信息组合产生了更多的数据，这些方向信息表明了各个节点之间的关系；有的算法还处理整幅指纹图像。总之，这些数据，通常称为模板，保存为1K或0.5K大小的记录。无论它们是怎样组成的，至今仍然没有一种模板的标准，也没有一种公布的抽象算法，而是各个厂商各行其是。最后，通过计算机模糊比较的方法，把两个指纹的模板进行比较，计算出它们的相似程度，最终得到两个指纹的匹配结果。图1指纹识别的基本原理指纹的预处理一般包括四个过程：灰度滤波过程、二值化过程、二值去噪过程和细化过程（滤除噪声即为灰度滤波和二值去噪）。这四个过程是非常重要的，因为预处理的目的是改善输入指纹图像的质量，以提高特征提取的准确性。指纹特征提取就是统计预处理后的指纹的末梢点数目和分叉点数目，记录其特征信息结构供以后比对[5]。5.2.1指纹图像预处理指纹纹特特征征值值提提取取为了了确确保保指指纹纹特特征征数数据据的的准准确确性性，，在在设设计计的的系系统统中中，，将将对对每每个个人人采采取取同同一一指指纹纹五五次次输输入入提提取取特特征征。。对对五五次次提提取取出出的的指指纹纹图图像像特特征征进进行行对对比比，，抽抽取取出出其其重重要要且且易易读读的的指指纹纹特特征征存存放放于于特特征征数数据据库库中中，，以以供供比比对对。。针对对指指纹纹匹匹配配问问题题,利用用指指纹纹图图的的结结构构信信息息进进行行初初匹匹配配,然后后在在此此基基础础上上采采用用遗遗传传算算法法与与补补偿偿算算法法来来匹匹配配指指纹纹图图[6]。该该算算法法不不仅仅可可以以识识别别指指纹纹图图旋旋转转、、平平移移参参数数，，而而且且有有较较强强的的抵抵抗抗噪噪声声和和变变形形的的能能力力。。该该算算法法也也不不依依赖赖指指纹纹图图的的中中心心区区域域,可识识别别残残缺缺指指纹纹。。达达到到了了比比对对的的精精确确性性。。指纹纹比比对对算算法法5.3指纹纹识识别别机机硬硬件件设设计计指纹纹识识别别机机是是一一台台典典型型的的微微处处理理机机系系统统，，负负责责指指纹纹图图像像的的采采集集、、存存储储和和匹匹配配，，且且与与系系统统主主机机进进行行双双向向数数据据交交换换等等工工作作。。其其硬硬件件由由中中央央监监控控单单元元、、指指纹纹采采集集单单元元、、人人机机交交互互单单元元、、串串行行通通信信单单元元组组成成。。硬硬件件组组成成框框图图如如图图2所示。中央监控控单元由由单片机机AT89C51担任，负负责协调调其他各各单元的的工作和和与主机机通信；；指纹采采集单元元由FDA01模块担任任[7,8]，负责指指纹原始始图像的的采集、、存储和和比对；；人机交交互单元元由字符符点阵式式液晶显显示器、、蜂鸣器器、16键小键盘盘组成；；串行通通信单元元由RS232、RS485接口电路路组成，，完成单单片机与与FDA01的通信和和单片机机与系统统主机的的通信。。由于AT89C51单片机的的I/O口有限，，为了充充分利用用其端口口，AT89C51与FDA01模块、LCD显示器的的数据传传输均采采用串行行通信方方式。AT89C51的P31/TXD和P30/RXD引脚通过过CMOS模拟开关关CD4053切换，分分别与RS232接口芯片片ICL232和RS485接口芯片片MAX1487相连。ICL232再与FDA01的RS232接口相连连。AT89C51的P13引脚与串串并转换换移位寄寄存器74HC164的B端相连，，作为串串行数据据驱动口口；P14引脚与74HC164的CLK端相连；；P11、P12引脚直接接控制LCD芯片的RS端和E端；74HC164的并行数数据端QA2QH再与LCD芯片的D72-D0相连。图2指纹识别别机的硬硬件组成成框图5.4指纹识别别机软件件设计图3指纹识别别机的主主要程序序流程图图指纹识别别机的主主要工作作流分为为用户注注册和用用户储蓄蓄。用户户注册由由银行管管理人员员监视，，完成新新用户的的指纹注注册和用用户号的的分配，，以及系系统指纹纹库的常常规维护护；用户户储蓄由由一般银银行操作作人员监监控，完完成用户户指纹的的识别与与认证，，并记录录存取类类别和每每个用户户储蓄的的起止时时间等数数据，生生成的储储蓄识别别日志上上传系统统服务器器。其它它工作流流还有：：接受键键盘输入入的命令令和工作作参数设设置，接接受系统统主机的的设置参参数和命命令，从从服务器器下载用用户指纹纹模板数数据等。。5.5系统软件件实现系统软件件实现重重要的部部分主要要包括：：VB的ActiveX控件与SQL数据库管管理的结结合，其其中部分分操作员员库结构构内容：：操作员编编号USER_IDCHAR(6)操作员姓姓名USER_NAMECHAR(10)密码USESER_PWCHAR(12)操作员员权限限USER_QXCHAR(10)通道1TD1CHAR(2)通道2TD2CHAR(2)备注USER_REMARKCHAR(100)本系统统使用用了ADODate控件和和MSComm控件。。MSComm控件主主要是是用于于实现现计算算机间间通信信的ActiveX控件。。ADOData控件是是一种种图形形控件件，其其内部部有基基本的的定位位特性性。这这意味味着应应用程程序在在使用用ADOData控件时时只需需要很很少的的程序序代码码。访访问ODBC数据库库需要要两步步，首首先设设置ODBC数据源源名(DSN)，然后后在OpenDatabase方法的的Source参数中中使用用该数数据源源名。。用户管管理包包括对对银行行终端端操作作员ID、姓名名、权权限、、通道道等详详细信信息的的增加加、删删除、、更新新等操操作。。设定定用户户ID为4位，不不满4位的前前面自自动加加0，利用用SQL语言对对数据据库的的检索索使用用户ID具有不不可重重复性性和唯唯一性性。在在工作作日志志中，，对数数据库库信息息设置置了升升序、、降序序排列列及按按用户户ID和时间间排列列，对对于查查询则则设置置了按按输入入时间间和按按输入入用户户ID号查询询的选选择，，极大大地方方便了了用户户对数数据库库中信信息的的查询询浏览览。VB的事务务处理理包括括以BeginTrans开始，，以CommitTrans或Rollback结尾的的多条条数据据库操操作指指令。。事务务处理理除了了能很很好的的保证证数据据库的的完整整性以以外，，同时时能大大大提提高数数据库库批量量更新新的效效率。。这是是因为为如果果数据据库更更新操操作没没有使使用事事务处处理，，则每每次Update操作都都会引引起数数据库库写盘盘一次次，使使用事事务处处理后后，更更新只只在内内存缓缓冲区区内进进行，，执行行CommitTrans时才将将所有有修改改一次次写回回到磁磁盘中中。5.6系统功功能检查指指纹密密码设设备本功能能主要要检查查系统统各部部分是是否处处于正正常工工作状状态，，主要要检查查：键键盘、、LCD、语音音喇叭叭等是是否正正常。。该功能能主要要完成成储户户或操操作员员的指指纹登登记工工作。。每个个储户户或操操作员员可登登记1至5枚指纹纹。登登记完完成后后指纹纹密码码设备备统一一将指指纹特特征值值传送送给BSS存储指指纹数数据，，供以以后验验证指指纹之之用。。指纹登登记该功能能主要要完成成储户户或操操作员员在取取款、、办理理其它它业务务、进进入BSS等需要要验证证身份份时的的指纹纹识别别。同同一个个登录录用户户，允允许1至5枚指纹纹同时时管理理。指纹比比对5.7结束语语本系统统运用用了最最先进进的生生物识识别技技术和和计算算机网网络相相结合合，采采用了了SQL和ODBC及面向向对象象的编编程技技术等等相关关技术术，作作为一一种填填补银银行安安全管管理上上的漏漏洞的的一种种尝试试，具具有很很大的的实际际意义义。计计算机机自动动指纹纹识别别技术术的银银行储储蓄网网络身身份认认证系系统较较好地地解决决了储储户异异地存存取款款的不不便利利性，，大大大提高高了连连网银银行的的工作作效率率，同同时也也解决决了密密码、、磁卡卡等被被盗、、被抢抢、被被破译译、