基于聲紋與面部特征融合加密的手機(jī)nfc安全支付方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及手機(jī)支付安全領(lǐng)域，具體是一種基于聲紋與面部特征融合加密的手機(jī)NFC(Near Field &3臟1111；[0&1:;[011，簡稱即(]，近場通信)安全支付方法。
【背景技術(shù)】
[0002]手機(jī)不僅具有移動(dòng)通信隨時(shí)隨地、不受時(shí)空限制的特點(diǎn)，還有普及性、便攜性和個(gè)性化等優(yōu)點(diǎn)，這都為手機(jī)作為移動(dòng)支付終端提供了基礎(chǔ)。手機(jī)錢包將普及率不斷升高的手機(jī)與銀行卡兩大高科技產(chǎn)品融合起來，為人們提供了最新的支付工具并給人們的日常生活帶來了很大的便利。
[0003]NFC技術(shù)是現(xiàn)在廣泛被研究的近距離無線通信技術(shù)之一，它具有功耗小，方便快捷等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)通過與網(wǎng)絡(luò)以及非接觸式技術(shù)相融合已經(jīng)發(fā)展應(yīng)用在移動(dòng)終端的近場支付系統(tǒng)中。隨著NFC技術(shù)發(fā)展不斷完善，利用該技術(shù)在移動(dòng)通信終端上實(shí)現(xiàn)金融交易功能，使得支付交易變得更加快捷。
[0004]2013年底，中國手機(jī)用戶已逾12.35億，近場支付注冊(cè)用戶已超過6000萬。三星、HTC等國際主流手機(jī)廠商已明確表示，將NFC技術(shù)作為未來手機(jī)的標(biāo)配。同樣截至2013年底，全國共有294萬臺(tái)P0S(point of sale，縮寫為P0S)可受理有“QuickPass”標(biāo)識(shí)的金融IC(integrated circuit，縮寫為1C)卡。非接觸受理P0S大多布放于快餐、公交、菜市場等小額快速通過領(lǐng)域，移動(dòng)支付產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢良好。
[0005]但是在手機(jī)NFC支付時(shí)使用的NFC點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式本身沒有任何加密特性，通過特殊的射頻設(shè)備，可以竊聽到NFC交互信息，造成用戶的信息泄露，所以在手機(jī)NFC支付時(shí)仍存在著一些安全問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種基于聲紋與面部特征融合加密的手機(jī)NFC安全支付方法。這種方法可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)NFC支付時(shí)信息的安全交互。
[0007]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:
[0008]基于聲紋與面部特征融合加密的手機(jī)NFC安全支付方法，包括如下步驟:
[0009]1)圖像捕獲和語音采集:用手機(jī)自帶攝像頭進(jìn)行圖像捕獲；用手機(jī)話筒進(jìn)行語音米集；
[0010]2)對(duì)捕獲的圖像和采集的語音分別進(jìn)行處理:圖像的處理包括圖像預(yù)處理、人臉檢測和人臉特征提取得到人臉特征向量;語音處理包括語音預(yù)處理和語音特征提取，得到語音特征向量；
[0011 ] 3)將人臉特征向量和語音特征向量進(jìn)行融合處理，得到特征向量P;
[0012]4)將特征向量P進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，壓縮至256位字節(jié)，得到特征向量T ；
[0013]5)將特征向量T作為密鑰存儲(chǔ)在手機(jī)內(nèi)作為發(fā)起端，并用迪菲赫爾曼密鑰交換算法將其傳遞到目標(biāo)端；
[0014]6)通信雙方將特征向量T作為對(duì)稱密鑰進(jìn)行加密通信。
[0015]步驟2)中，所述的圖像預(yù)處理采用基于后驗(yàn)信息的降質(zhì)過程自適應(yīng)估計(jì)的超分辨率算法;
[0016]所述的人臉檢測采用隱馬爾科夫模型；
[0017]所述的人臉特征提取采用主動(dòng)表觀模型；
[0018]所述的語音預(yù)處理包括:采樣量化、預(yù)加重、取音框和加窗；
[0019]所述的語音特征提取是提取的梅爾頻率倒譜系數(shù)。
[0020]步驟3)中，特征向量的融合是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特征層融合算法。
[0021 ]步驟4)中，數(shù)據(jù)壓縮使用的是哈夫曼編碼。
[0022]步驟5)中，所述迪菲赫爾曼密鑰交換算法流程為:
[0023]在NFC會(huì)話建立時(shí)，目標(biāo)端將隨機(jī)生成的NFCID3發(fā)送給發(fā)起端，
[0024]發(fā)起端隨機(jī)生成大素?cái)?shù)a、p，依照公式(1)計(jì)算A，并將A，p發(fā)送至目標(biāo)端，
[0025]A = 2a mod p (1)
[0026]目標(biāo)端隨機(jī)生成大素?cái)?shù)b，依照公式(2)計(jì)算B，并將B發(fā)送至發(fā)起端，
[0027]B = 2b mod p (2)
[0028]目標(biāo)端與發(fā)起端分別按照公式(3)與公式(4)計(jì)算各自生成K，
[0029]K=Ab mod p (3)
[0030]K = Ba mod p (4)
[0031 ]根據(jù)安全散列算法利用因子K得到256位AES對(duì)稱密鑰；
[0032]發(fā)起端隨機(jī)生成隨機(jī)數(shù)INounce并發(fā)送至目標(biāo)端；
[0033]目標(biāo)端隨機(jī)生成隨機(jī)數(shù)TNounce并發(fā)送至發(fā)起端；
[0034]發(fā)起端與目標(biāo)端各自按照公式(5)各自生成用于AES加密的256位對(duì)稱密鑰KEY，
[0035]KEY = SHA 2(INonce:NFCID3:K:TNonce) (5)
[0036]式中，SHA為安全哈希算法(SecureHash Algorithm，簡稱SHA);
[0037]發(fā)起端利用AES對(duì)稱密鑰對(duì)壓縮后的特征向量T進(jìn)行加密傳輸給目標(biāo)端；
[0038]目標(biāo)端解碼后得到壓縮后的特征向量Τ并將其作為后續(xù)通信的密鑰。
[0039]迪菲赫爾曼密鑰交換算法的信息交互可以由任何一方開始。
[0040]這種方法是在NFC點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式下進(jìn)行的，這種方法可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)NFC支付時(shí)信息的安全交互。
【附圖說明】
[0041 ]圖1為實(shí)施例方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
進(jìn)行闡述，但不是對(duì)本發(fā)明的限定。
[0043]實(shí)施例:
[0044]參照?qǐng)D1，基于聲紋與面部特征融合加密的手機(jī)NFC安全支付方法，包括如下步驟:
[0045]1)圖像捕獲和語音采集:用手機(jī)自帶攝像頭進(jìn)行圖像捕獲；用手機(jī)話筒進(jìn)行語音采集；
[0046]2)對(duì)捕獲的圖像和采集的語音分別進(jìn)行處理:圖像的處理包括圖像預(yù)處理、人臉檢測和人臉特征提取得到人臉特征向量;語音處理包括語音預(yù)處理和語音特征提取，得到語音特征向量；
[0047 ]3)將人臉特征向量和語音特征向量進(jìn)行融合處理，得到特征向量P;
[0048]4)將特征向量P進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，壓縮至256位字節(jié)，得到特征向量T ；
[0049]5)將特征向量T作為密鑰存儲(chǔ)在手機(jī)內(nèi)作為發(fā)起端，并用迪菲赫爾曼密鑰交換算法將其傳遞到目標(biāo)端；
[0050]6)通信雙方將特征向量T作為對(duì)稱密鑰進(jìn)行加密通信。
[0051]步驟2)中，所述的圖像預(yù)處理采用基于后驗(yàn)信息的降質(zhì)過程自適應(yīng)估計(jì)的超分辨率算法;
[0052]所述的人臉檢測采用隱馬爾科夫模型；
[0053]所述的人臉特征提取采用主動(dòng)表觀模型；
[0054]所述的語音預(yù)處理包括:采樣量化、預(yù)加重、取音框和加窗；
[0055]所述的語音特征提取是提取的梅爾頻率倒譜系數(shù)。
[0056]步驟3)中，特征向量的融合是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特征層融合算法。
[0057]步驟4)中，數(shù)據(jù)壓縮使用的是哈夫曼編碼。
[0058]步驟5)中，所述迪菲赫爾曼密鑰交換算法流程為:
[0059]在NFC會(huì)話建立時(shí)，目標(biāo)端將隨機(jī)生成的NFCID3發(fā)送給發(fā)起端，
[0060]發(fā)起端隨機(jī)生成大素?cái)?shù)a、p，依照公式(1)計(jì)算A，并將A，p發(fā)送至目標(biāo)端，
[0061]A = 2a mod p (1)
[0062]目標(biāo)端隨機(jī)生成大素?cái)?shù)b，依照公式(2)計(jì)算B，并將B發(fā)送至發(fā)起端，
[0063]B = 2b mod p (2)
[0064]目標(biāo)端與發(fā)起端分別按照公式(3)與公式(4)計(jì)算各自生成K，
[0065]K=Ab mod p (3)
[0066]K = Ba mod p (4)
[0067]根據(jù)安全散列算法利用因子K得到256位AES對(duì)稱密鑰；
[0068]發(fā)起端隨機(jī)生成隨機(jī)數(shù)INounce并發(fā)送至目標(biāo)端；
[0069]目標(biāo)端隨機(jī)生成隨機(jī)數(shù)TNounce并發(fā)送至發(fā)起端；
[0070]發(fā)起端與目標(biāo)端各自按照公式(5)各自生成用于AES加密的256位對(duì)稱密鑰KEY，
[0071]KEY=SHA 2(INonce:NFCID3:K:TNonce) (5)
[0072]式中，SHA為安全哈希算法(SecureHash Algorithm，簡稱SHA);
[0073]發(fā)起端利用AES對(duì)稱密鑰對(duì)壓縮后的特征向量T進(jìn)行加密傳輸給目標(biāo)端；
[0074]目標(biāo)端解碼后得到壓縮后的特征向量Τ并將其作為后續(xù)通信的密鑰。
[0075]迪菲赫爾曼密鑰交換算法的信息交互可以由任何一方開始。
[0076]這種方法是在NFC點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式下進(jìn)行的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于聲紋與面部特征融合加密的手機(jī)NFC安全支付方法，其特征是，包括如下步驟: 1)圖像捕獲和語音采集:用手機(jī)自帶攝像頭進(jìn)行圖像捕獲;用手機(jī)話筒進(jìn)行語音采集； 2)對(duì)捕獲的圖像和采集的語音進(jìn)行分別進(jìn)行處理:圖像的處理包括圖像預(yù)處理、人臉檢測和人臉特征提取得到人臉特征向量;語音處理包括語音預(yù)處理和語音特征提取，得到語音特征向量； 3)將人臉特征向量和語音特征向量進(jìn)行融合處理，得到特征向量P ； 4)將特征向量P進(jìn)行壓縮，壓縮至256位字節(jié)，得到特征向量T; 5)將特征向量T作為密鑰存儲(chǔ)在手機(jī)內(nèi)作為發(fā)起端，并用迪菲赫爾曼密鑰交換算法將其傳遞到目標(biāo)端； 6)通信雙方將特征向量T作為對(duì)稱密鑰進(jìn)行加密通信。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲紋與面部特征融合加密的手機(jī)NFC安全支付方法，其特征是，步驟2)中，所述的圖像預(yù)處理采用基于后驗(yàn)信息的降質(zhì)過程自適應(yīng)估計(jì)的超分辨率算法。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲紋與面部特征融合加密的手機(jī)NFC安全支付方法，其特征是，步驟2)中，所述的人臉檢測采用隱馬爾科夫模型。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲紋與面部特征融合加密的手機(jī)NFC安全支付方法，其特征是，步驟2)中，所述的人臉特征提取采用主動(dòng)表觀模型。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲紋與面部特征融合加密的手機(jī)NFC安全支付方法，其特征是，步驟2)中，所述的語音預(yù)處理包括:采樣量化、預(yù)加重、取音框和加窗。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲紋與面部特征融合加密的手機(jī)NFC安全支付方法，其特征是，步驟2)中，所述的語音特征提取是提取的梅爾頻率倒譜系數(shù)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲紋與面部特征融合加密的手機(jī)NFC安全支付方法，其特征是，步驟3)中，特征向量的融合是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特征層融合算法。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲紋與面部特征融合加密的手機(jī)NFC安全支付方法，其特征是，步驟4)中，數(shù)據(jù)壓縮使用的是哈夫曼編碼。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲紋與面部特征融合加密的手機(jī)NFC安全支付方法，其特征是，步驟5)中，迪菲赫爾曼密鑰交換算法的信息交互可以由任何一方開始。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于聲紋與面部特征融合加密的手機(jī)NFC安全支付方法，其特征是，包括如下步驟：圖像捕獲和語音采集；對(duì)捕獲的圖像和采集的語音進(jìn)行分別進(jìn)行處理；將人臉特征向量和語音特征向量進(jìn)行融合處理，得到特征向量P；將特征向量P進(jìn)行壓縮，壓縮至256位字節(jié)，得到特征向量T；將特征向量T作為密鑰存儲(chǔ)在手機(jī)內(nèi)作為發(fā)起端，并用迪菲赫爾曼密鑰交換算法將其傳遞到目標(biāo)端；通信雙方將特征向量T作為對(duì)稱密鑰進(jìn)行加密通信。這種方法是在NFC點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式下進(jìn)行的，這種方法可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)NFC支付時(shí)信息的安全交互。
【IPC分類】G06Q20/40, G06Q20/38, G06Q20/32
【公開號(hào)】CN105469253
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510799024
【發(fā)明人】李云, 陳龐森, 孫山林, 周卓偉
【申請(qǐng)人】桂林航天工業(yè)學(xué)院
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年11月19日