專利名稱：指紋識別系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種指紋識別系統(tǒng)，尤其涉及一種可通過多渠道采集并可脫機身份識別的指紋識別系統(tǒng)。
背景技術：
目前，在各種具有安全認證的信息系統(tǒng)中，比較常見的用戶身份識別方法都是使用“用戶名+密碼”或“身份卡(磁卡/IC卡)+密碼”的認證方法，這兩種身份認證方式均使用密碼作為個人身份認證的必要手段，而密碼的安全性存在很大危險，主要表現在以下幾個方面1、使用鍵盤輸入密碼時隱蔽性不好，易被窺視，導致密碼泄露；2、一般而言，用戶喜歡用容易記憶的生日、節(jié)日或特殊數字作為密碼，容易被破譯；3、計算機只認密碼不認人，身份卡和密碼一旦被盜用、仿制或泄露，出現問題時責任不明、無法確定作案者身份。
可見，目前利用密碼進行身份認證的方式存在較大的安全缺陷，有較大的安全風險。
針對上述不便，目前出現了以用戶指紋等生理特征為認證方式的生物認證系統(tǒng)?，F有的指紋身份認證系統(tǒng)一般采用即時指紋信息提取的方式進行采集，并以該指紋信息為認證依據，在計算機上完成比對。但這種即時指紋采集認證方式可被任何使用該系統(tǒng)的人利用，因為在比對過程中指紋采集設備和計算機之間進行數據傳輸，如果被截獲修改將會導致信息的不安全性，所以存在一定的安全隱患。
實用新型內容針對上述現有常用身份認證系統(tǒng)中所存在的問題和不足，本實用新型的目的是提供一種安全可靠的指紋識別系統(tǒng)。
本實用新型是這樣實現的一種指紋識別系統(tǒng)，包括有用于指紋信息提取的壓電/熱電真皮層指紋傳感器、用于存儲所述提取指紋信息的緩存、用于存儲應用固件及指紋算法的電可擦寫只讀存儲器、用于指紋識別的微處理器(MicroController Unit，MCU)、用于指紋信息存儲的IC卡和IC卡控制器，所述指紋傳感器通過A/D轉換器連接于所述微處理器，所述緩存和電可擦寫只讀存儲器電連接于所述微處理器，IC卡控制器電連接于所述微處理器，并讀取IC卡內存儲的信息。
本實用新型使用指紋識別方式而替代密碼身份識別方式，并采用IC卡預先存儲待識別用戶的指紋信息，作身份驗證的基礎指紋信息；本實用新型將先進的指紋識別技術、計算機控制處理技術、安全認證(PSAM)卡技術、通信技術相結合，并使用IC卡作為身份卡，進行指紋信息的存儲，實現了身份認證的唯一性、準確性、不可丟失性、不可仿制和不可授予性以及不可抵賴性。真正實現了系統(tǒng)對“人”的識別。另外，本實用新型可實現身份認證整個過程實現脫機比對，增加了整個系統(tǒng)的安全性。


圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
以下配合附圖對本實用新型進行詳細說明。
如圖1所示，本實用新型包括壓電/熱電真皮層指紋傳感器(FingerprintSensor)、閃存(Flash)、電可擦寫只讀存儲器(EEPROM)、微處理器(MCU)、IC卡(IC Card)和IC卡控制器(IC Card Contoller)，如圖中虛框中所示的。IC卡及安全認證卡通過7816接口與IC卡控制器連接；IC卡控制器通過RS232或RS485串行通信接口連接于微處理器。這里，串行通信接口也可以是多通道緩沖串口(McBSP)、連接口(Linkport)、內部集成電路總線(I2C)接口、串行外設接口(SPI)等。閃存及店可擦寫只讀存儲器與微處理器通過DMA(直接存儲器存取)總線連接。壓電/熱電真皮層指紋傳感器用于需要對用戶進行身份識別時的即時采集用戶的指紋信息，按一定的算法經A/D轉換器轉換為數字信號，并輸入微處理器，微處理器調用IC卡中或閃存中存儲的以前采集的指紋信息，按一定的算法進行驗證，若特征信息相同，則認證通過，否則拒絕，提示用戶為非法用戶。閃存用作本實用新型的緩存，用于存儲作為比對基礎的驗證指紋信息。電可擦寫只讀存儲器用于應用程序固件和指紋算法的存儲。
本實用新型的IC卡可用于比對基礎的驗證指紋信息的載體，即將需要進行驗證的用戶提取的指紋存儲于該IC卡內。指紋提取過程具體為，通過壓電/熱電真皮層指紋識別傳感器讀取指紋圖象。經識別芯片對圖象進行初步處理，使之更加清晰可辨。指紋由多種“脊”狀圖形構成，類似于山脊，由于紋路不連續(xù)，脊狀圖形多種多樣，諸如分岔、弧形、交叉、三角等，稱為指紋特征值。然后通過指紋辨識系統(tǒng)建立指紋的特征值數據，將指紋特征值轉換成特征數據。識別系統(tǒng)將這些脊狀圖形進行坐標定位，進而從坐標位置上標示出特征點。將該指紋特征數據存儲于IC卡內。
IC卡可采用帶COS(Card Operation System)的CPU卡，該卡的組成部分及功能如下CPU及加密邏輯保證EEPROM中數據安全，使外界不能用任何非法手段獲取EEPROM中的數據。RAMCOS工作時存放命令參數、返回結果、安全狀態(tài)及臨時工作密鑰的區(qū)域。ROM存放COS程序的區(qū)域。EEPROM存放用戶應用數據區(qū)域，COS將用戶數據以文件形式保存在EEPROM中，在滿足用戶規(guī)定的安全條件時，可進行讀或寫。指紋信息即存儲在這個區(qū)域。本實用新型利用IC卡進行指紋模板提取時可批量集中進行，并利用IC卡控制器將IC卡中的指紋特征數據讀取并發(fā)送至數字信號處理器，微處理器將其存儲于閃存中以便下次認證時進行調用。
為進一步加強系統(tǒng)的安全性，MCU可以將指紋模板加強后發(fā)送到CPU卡，CPU卡的COS可以將存儲在卡內的指紋模板和實時采集的指紋進行比對，并將比對結果發(fā)送回系統(tǒng)，即指紋比對過程可以在卡內完成。本實用新型可設置為通過IC卡進行指紋提取是唯一提取途經，這大大保證了用戶指紋來源的安全性。
為了保證IC卡的合法性，避免被仿制和偽造，本實用新型設置了PSAM卡，對IC卡的合法性進行驗證。PSAM卡由以下部分組成微處理器(CPU)及加密邏輯、內存(RAM)、程序區(qū)(ROM)、數據區(qū)(EEPROM)及通訊端口(I/O)。用戶數據存放在被加密邏輯保護的EEPROM中，COS掩膜在ROM中，以保證代碼安全。在操作卡片過程中，過程密鑰被生成后放在RAM空間中，并且一些臨時數據也將保存在RAM中，掉電后自動丟失，保證其安全性。PSAM卡和身份IC卡在發(fā)卡的過程中存儲有一對密鑰，當IC卡插入本實用新型的時候，PSAM卡會自動驗證IC卡密鑰的合法性，如果驗證通過，則可以讀取身份IC卡中信息，否則驗證中斷。利用PSAM卡，大大提高了本實用新型身份驗證的安全性和可靠性。
如圖1所示，MCU與系統(tǒng)之間通過RS232、RS485或USB、1394等連接方式連接。系統(tǒng)發(fā)出身份認證指令后，用戶先將存儲自己指紋信息的IC卡插入IC卡控制器中，由PSAM讀卡器對IC卡進行合法性驗證。如果非法則驗證立即中斷，如果為合法，則讀取該IC卡中的指紋信息，并可由MCU存儲于閃存中。同時提示用戶進行即時指紋采集，用戶將手指放在指紋傳感器上進行即時指紋采集。采集方式同上述方式相同。將采集的指紋圖像發(fā)送至MCU，MCU負責通過算法對圖像進行比對。并將最后比對結果發(fā)送回給系統(tǒng)。本實用新型的系統(tǒng)指需要身份認證的PC、服務器、門禁系統(tǒng)等終端。
本實用新型的MCU可為DSP芯片。DSP芯片是一種具有特殊結構的微處理器。它可以用來快速地實現各種數字信號處理算法，尤其廣泛應用在二維和三維圖形處理、圖像壓縮與傳輸、圖像增強、動畫、機器人視覺等方面。當在指紋傳感器上完成指紋采集過程后DSP芯片調用指紋比對算法，通過模糊比較的方法，把IC卡中的指紋模板和實時采集到的指紋的模板進行比較，計算出它們的相似程度，最終得到兩個指紋的匹配結果，并將比對結果發(fā)送回給系統(tǒng)。本實用新型的MCU可采用TI公司的C5000型號的DSP。本領域技術人員應當理解，使用其它類型的MCU也可實現本實用新型的技術方案。
權利要求1.一種指紋識別系統(tǒng)，包括有用于指紋信息提取的壓電/熱電真皮層指紋傳感器、用于存儲所述提取指紋信息的緩存、用于存儲應用固件和指紋算法的電可擦寫只讀存儲器和用于指紋識別的微處理器，所述指紋傳感器通過A/D轉換器連接于所述微處理器，所述緩存和電可擦寫只讀存儲器電連接于所述微處理器，其特征在于，該系統(tǒng)還包括用于指紋信息存儲的IC卡和IC卡控制器，IC卡控制器電連接于所述微處理器，并讀取IC卡內存儲的信息。
2.根據權利要求1所述的指紋識別系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括用于識別所述IC卡身份的安全認證卡，該安全認證卡電連接于所述IC卡控制器。
3.根據權利要求1所述的指紋識別系統(tǒng)，其特征在于，所述IC卡包括CPU、隨機存儲器、只讀存儲器和電可擦寫只讀存儲器，所述隨機存儲器、只讀存儲器和電可擦寫只讀存儲器通過數據及控制線連接于所述CPU。
4.根據權利要求2所述的指紋識別系統(tǒng)，其特征在于，所述安全認證卡包括微處理器、內存、程序區(qū)、數據區(qū)及通訊端口，所述內存、程序區(qū)、數據區(qū)及通訊端口通過數據及控制線連接于所述微處理器。
5.根據權利要求1所述的指紋識別系統(tǒng)，其特征在于，所述緩存及電可擦寫只讀存儲器與所述微處理器的電連接具體是通過DMA總線而連接的；所述IC卡及安全認證卡與IC卡控制器的電連接具體是通過7816接口連接的；所述系統(tǒng)及IC卡控制器與所述微處理器的電連接具體是通過串行通信接口而連接的。
6.根據權利要求5所述的指紋識別系統(tǒng)，其特征在于，所述串行通信接口可為RS232、RS485、USB接口或1394接口。
專利摘要本實用新型公開了一種指紋識別系統(tǒng)，包括有用于指紋信息提取的壓電/熱電真皮層指紋傳感器、用于存儲提取指紋信息的緩存、用于存儲應用固件及指紋算法的電可擦寫只讀存儲器、用于指紋識別的微處理器、用于指紋信息存儲的IC卡和IC卡控制器，指紋傳感器通過A/D轉換器連接于微處理器，緩存和電可擦寫只讀存儲器電連接于微處理器，IC卡控制器電連接于微處理器，并讀取IC卡內存儲的信息。本實用新型實現了身份認證的唯一性、準確性、不可丟失性、不可仿制和不可授予性以及不可抵賴性。真正實現了系統(tǒng)對“人”的識別。增加了整個系統(tǒng)的安全性。
文檔編號G06K9/00GK2845028SQ20052010310
公開日2006年12月6日 申請日期2005年7月29日 優(yōu)先權日2005年7月29日
發(fā)明者王珽, 趙宇 申請人:北京中天一維科技有限公司