一種密碼系統及加解密方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電子信息技術領域，涉及一種密碼系統，尤其涉及一種與肌電信號結合的密碼系統；同時，本發(fā)明還涉及一種加解密方法。
【背景技術】
[0002]現有的電子設備為了提高安全性，通常通過設定密碼的方式加密。然而，這種方式的安全性較差，密碼可能被木馬截獲，或者被他人得到，從而導致涉密信息泄露及財產損失。
[0003]同時，常規(guī)的密碼系統無法驗證生物特征(如指紋、虹膜)，所以，只要密碼丟失，就可能造成很大損失。
[0004]有鑒于此，如今迫切需要設計一種新的密碼系統，以便克服現有密碼系統存在的上述缺陷。
[0005]人體在運動過程中伴隨一種可以觀察的生物信號，稱為肌肉電流信號(Electromyography, EMG)，從皮膚表面觀測到的信號稱為表面肌肉電流信號(SurfaceElectromyography, SEMG)ο

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供一種密碼系統，通過肌肉電流信號獲取密碼，可提高數據安全性。
[0007]此外，本發(fā)明還提供一種加解密方法，通過肌肉電流信號獲取密碼，可提高數據安全性。
[0008]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0009]一種密碼系統，所述密碼系統包括:肌電傳感終端、密碼設置模塊、密碼識別模塊；
[0010]所述肌電傳感終端用以采集用戶人體皮膚表面肌肉電流，并提取肌電信號特征值；
[0011]所述密碼設置模塊用以根據所述肌電傳感終端采集的肌肉電流信號生成密碼；
[0012]所述密碼識別模塊用以將所述肌電傳感終端采集的肌肉電流信號與設定密碼比對及匹配分析，實現用戶身份的驗證。
[0013]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述密碼設置模塊用以記錄設定用戶的皮膚表面肌肉電流信號，從中分析到該肌肉電流信號對應的手勢；將一組手勢動作序列作為對應的密碼序列；
[0014]所述密碼識別模塊用以識別肌電傳感終端采集的肌肉電流信號對應的手勢，經過至少一次識別后生成手勢動作序列，將該手勢動作序列與設定密碼序列對應的手勢動作序列進行比對，判斷是否一致或在一定安全范圍內。
[0015]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述密碼設置模塊用以根據設定用戶特有的肌肉電流信號生成對應的密碼，該密碼中包含該用戶特有的生物特征身份信息；
[0016]所述密碼識別模塊用以識別肌電傳感終端采集的肌肉電流信號與設定過密碼中肌肉電流信號進行比對，判斷是否一致或在一定安全范圍內。
[0017]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述密碼設置模塊用以記錄設定用戶特有的皮膚表面肌肉電流信號，從中分析到該特有的肌肉電流信號對應的手勢；將一組手勢動作序列作為對應的密碼序列；該密碼序列中的每個動作對應的肌肉電流信號包含該用戶特有的生物特征身份信息特征；
[0018]所述密碼識別模塊用以識別肌電傳感終端采集的特有的肌肉電流信號對應的手勢，經過至少一次識別后生成手勢動作序列，將該手勢動作序列與設定密碼對應的手勢動作序列進行比對，判斷是否一致或在一定安全范圍內。
[0019]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述肌電傳感終端包括至少兩個佩戴單元，至少一個佩戴單元上設有肌電傳感器、信號處理電路，相鄰兩個佩戴單元之間通過彈性連接件相連；信號處理電路提取肌電信號特征值，并將該值保存、分析、上傳至設定位置。
[0020]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述肌電傳感終端為環(huán)形設備，設置于用戶手臂，用戶做出單一或多個特定手勢動作能產生表面肌肉電流信號，手勢動作作為密碼序列，產生肌肉電流信號序列；
[0021]系統在對肌肉電流信號序列進行特征提取和解碼的過程中，除了對手勢序列做用戶密碼匹配判斷外，同時從肌電信號中提取出用戶的身份特征信息，進行用戶身份匹配，實現身份和密碼序列的雙重認證機制。
[0022]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，用戶的身份特征信息和手勢動作序列信息，作為密碼，以加密形式，存儲在所述環(huán)形設備內；
[0023]當用戶所做的手勢動作序列符合所存儲的手勢動作序列信息，并且從中提取的用戶身份特征信息也匹配時，環(huán)形設備將認證通過的指令，以加密通訊形式發(fā)往需要密碼解鎖的受控端；
[0024]加密通訊的密匙在用戶對設備進行初始化配置時指定；身份特征信息和手勢動作序列信息，在用戶對設備進行初始化配置時，通過做手勢動作序列，由環(huán)形設備現場運算產生，并加密存儲在設備內。
[0025]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，用戶的身份特征信息和手勢動作序列信息，作為密碼，以加密形式，存儲在受控端，或服務器，或云存儲設備中；
[0026]用戶在做身份和密碼認證時，做出相應的預定義的手勢序列，由所述環(huán)形設備獲取用戶的手臂肌電信號，并提取出多種特征值參數，以加密通訊形式發(fā)往需要密碼解鎖的受控端，或服務器，或云存儲設備，由這些系統在收到特征值參數后，進行運算，以實現用戶身份和密碼比較和匹配工作，并將認證通過或者失敗的信息以加密形式發(fā)往受控端；加密通訊的密匙在用戶對設備進行初始化配置時指定；
[0027]身份特征信息和手勢動作序列信息，在用戶對設備進行初始化配置時，通過用戶的手勢動作序列，由環(huán)形設備現場運算產提取特征值，發(fā)送到受控端，或者服務器，云存儲等進行進一步數學運算，以生成用戶身份和用戶密碼信息，并加密存儲在本地。
[0028]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述肌電傳感終端設置于衣服或護具內，該衣服或護具作為肌電信號的采集終端。
[0029]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，肌電傳感終端緊貼用戶手臂皮膚面，其中設有一路或多路表面肌肉電流信號傳感器，用于拾取肌電電流信號；
[0030]設備內裝置有但不限于肌肉電流信號濾波、放大、模擬到數字轉換電路、數據處理和控制單元、數據和程序存儲模塊、電源模塊、顯示模塊、無線通訊模塊。
[0031]上述密碼系統的加解密方法，所述方法包括如下步驟:用戶通過佩戴肌電采集設備采集表面肌肉電流，設備自動存儲及分析用戶的一次或多次特定手勢/動作的肌肉電流信號特征值，設備將分析得出的手勢/動作特征值存為一個特征矩陣，并將此矩陣作為密碼設定矩陣存儲于設備或云端服務器中；
[0032]當用戶完成此密碼設置后，再次佩戴設備進行密碼校驗時，需做與密碼設置同樣的一次或多次特定手勢/動作，設備將在一定時間范圍內對用戶的一次或多次特定手勢/動作進行特征值信號分析，并得出密碼校驗矩陣，將密碼校驗矩陣與存儲在設備內或云端服務器內的密碼設定矩陣進行概率密度比較，超過設定閾值則認為密碼匹配成功，從而用無線通訊進行解鎖。
[0033]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提出的密碼系統及加解密方法，通過肌肉電流信號獲取密碼，可提高數據安全性。
[0034]在人體肌肉上方皮膚表面相近觀察點取得的表面肌電信號，個體間具有相似性，同時肌電信號里也包含了各個個體的獨特的生物特征信息，此種特征信息可用于進行個體的身份識別。人在做各種手勢動作的時候，手臂各個位置的肌肉會表現出不同的肌電信號特征，通過這些特征可以反推出用戶所做的手勢動作，進一步的，這些手勢動作可以用作用戶密碼。結合上述的個體生物特征信息和手勢動作信息，可以實現密碼系統中用戶身份和用戶密碼的雙重認證。
【附圖說明】
[0035]圖1為集成了肌肉電流信號傳感器的密碼系統的外觀表現示意圖。
[0036]圖2為集成了肌肉電流信號傳感器的密碼系統的內部結構示意圖。
[0037]圖3為表皮肌肉電流信號的處理流程圖。
[0038]圖4為本發(fā)明密碼系統的組成示意圖。
[0039]圖5為實施例八中彈性連接件的結構示意圖。
[0040]圖6為實施例八中彈性連接機構的結構示意圖。
[0041]圖7為實施例八中相鄰兩個佩戴單元的連接示意圖。
[0042]圖8為實施例八中肌電傳感終端的結構示意圖(部分佩戴單元套上殼體)。
[0043]圖9為實施例九中彈性連接件的結構示意圖。
[0044]圖10為實施例九中相鄰兩個佩戴單元的連接示意圖。
[0045]圖11為實施例九中肌電傳感終端的結構示意圖(部分佩戴單元套上殼體)。
【具體實施方式】
[0046]下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0047]實施例一
[0048]本發(fā)明揭示了一種密碼系統，本發(fā)明的核心是將人體手臂的肌肉電流生物信號