[发明专利]在计算机可读介质中存储数据的计算机实施的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及密码学领域，更具体地，涉及存储用于用户认证 和数据加密的生物测定(biometric)参数。

背景技术

传统的基于密码的安全系统

传统的基于密码的安全系统通常包括两个阶段。具体地，在登记阶 段，用户选择存储在诸如服务器的认证装置上的密码。在认证阶段为获 得对资源或数据的访问，用户输入他们的密码，针对密码的存储版本检 验所输入的密码。如果密码被存储为明文(plain txt)，则获得该系统的访 问的攻击者能够获取每个密码。因此，即便是个别的成功攻击都会危及 整个系统的安全。

如图1所示，传统的基于密码的安全系统100在登记阶段10将加密 的110密码101存储115在密码数据库120中。如这里所定义的，该数 据库可以存储在任何存储器或者其他计算机可读介质、磁带、闪存、RAM、 ROM、磁盘等中。

具体地，如果X是要存储115的密码101，系统100实际上存储f(X)， 其中f(.)是某个加密或哈希(hash)函数110。在认证阶段20，用户输入 候选密码Y 102，系统确定130f(Y)，并且仅当f(Y)与存储的密码f(X)匹 配时才允许访问150该系统，否则拒绝160访问。

作为优点，没有加密函数，加密的密码(通常非常难以逆转)对于 攻击者来说是无用的。

传统的基于生物测定的安全系统

传统的生物测定安全系统具有与存储未加密的密码的基于密码的系 统相同的弱点。具体地，如果数据库存储了未加密的生物测定参数，则 这些参数容易遭到攻击和滥用。

例如，在利用面部识别系统或者语音识别的安全系统中，攻击者能 够搜索类似于攻击者的生物测定参数。在找到合适的生物测定参数后， 攻击者可以修改这些参数以匹配该攻击者的外貌或者声音，从而获得未 授权的访问。类似地，在利用指纹或虹膜(iris)识别的安全系统中，攻 击者可以构造可以模仿匹配的指纹或虹膜以获得未授权的访问的装置， 例如该装置可以是假指或者假眼。

由于生物测定参数的固有的随时间的可变性，所以并不总是能够对 这些参数进行加密。具体地，在登记阶段输入生物测定参数X。利用加 密或哈希函数f(X)对这些参数X进行加密并存储。在认证阶段，从同一 用户获取的生物测定参数可能不同。例如，在利用面部识别的安全系统 中，与认证期间相比，在登记期间用户的面部相对于相机可以有不同的 方向。肤色、发型和面部特征都会改变。因此，在认证期间，加密的生 物测定参数将不与任何存储的参数匹配，从而导致拒绝访问。

纠错码

字母表Q上的(N，K)纠错码(ECC)C包括长度为N的Q^K个向量。可 用N行K列的生成矩阵G或用N-K行N列的奇偶校验矩阵H来描述线 性(N，K)ECC。名称“生成矩阵”是基于以下的事实：根据w＝vG，能够 从任何长度K的输入行向量v通过将向量v右乘矩阵G来生成被表示为 向量w的码字。类似地，为了检验向量w是否为码字，可以检验Hw^T＝0 是否成立，其中，列向量w^T是行向量w的转置。

在纠错码的标准应用中，将输入向量v编码成向量w，并且对其进 行存储或者进行发送。如果接收到向量w的受损版本，则解码器利用该 码中的冗余信息(redundancy)进行纠错。直观来说，该码的纠错能力取 决于该码中的冗余信息的量。

Slepian-Wolf码、Wyner-Ziv码及检验子码(Syndrome Code)

在某种意义上，Slepian-Wolf(SW)码与纠错码相反。纠错码添加冗余 信息并扩展数据，而SW码除去冗余信息并压缩数据。具体地，向量x 和y表示相关数据的向量。如果编码器想要将向量x传送给已经具有向 量y的解码器，则考虑到解码器已经具有向量y这一事实，编码器可以 对数据进行压缩。

举个极端的例子，如果向量x和y仅有一个位不同，则编码器可以 通过简单描述向量x以及该不同的位置，来实现压缩。当然，对于更加 实际的相关模型需要更复杂的码。