人臉識別方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及圖像識別技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種人臉識別方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 生物特征測定技術(shù)在過去的幾十年已經(jīng)得到很大的進(jìn)步，并且被應(yīng)用在多個領(lǐng) 域。人臉識別是最重要的生物特征識別之一，由于其普遍性和操作簡單性，應(yīng)用范圍十分廣 泛，如公共場所監(jiān)控、機場出入境或登錄社交網(wǎng)絡(luò)平臺等場合。
[0003] 人臉識別的廣泛使用也帶來了隱私泄露的風(fēng)險，因為生物特征信息能被收集，誤 用到其他的文檔，違背用戶的意愿而被跟蹤。與其他類型的用于認(rèn)證的數(shù)據(jù)不同的是，生物 特征數(shù)據(jù)不能被吊銷和被新值代替，因此它需要被嚴(yán)格地保護(hù)。如果生物特征數(shù)據(jù)被一個 不受信任的服務(wù)器處理，則生物特征數(shù)據(jù)的隱私性變得非常重要。
[0004] 為了保護(hù)用戶隱私性，人臉識別可在加密的情形下進(jìn)行。目前的強隱私保護(hù)的人 臉識別系統(tǒng)，使用標(biāo)準(zhǔn)的和流行的Eigen化ce識別算法。該系統(tǒng)執(zhí)行在同態(tài)加密后人臉的 識別運算，基于DGK值amgardGeislerandKroigard)密碼系統(tǒng)使用Pailler提出的同態(tài) 加密體制和其他密碼學(xué)協(xié)議比較兩個Pailler加密后的值。該系統(tǒng)原理上可W在人臉識別 的同時保護(hù)用戶隱私。然而，所用協(xié)議需要O(logM)輪的在線通訊，在線通訊的運行消耗極 大，導(dǎo)致人臉識別效率低、適用性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要針對上述人臉識別技術(shù)中在線通訊的運行消耗極大，導(dǎo)致人臉識 別效率低、適用性差的問題，提供一種人臉識別方法和系統(tǒng)。
[0006] 一種人臉識別方法，包括W下步驟：
[0007] 接收人臉加密數(shù)據(jù)、全同態(tài)加密密鑰、加法同態(tài)加密密鑰W及密鑰密文，其中，所 述人臉加密數(shù)據(jù)為對待識別人臉進(jìn)行加法同態(tài)加密所得密文，所述密鑰密文為對加法同態(tài) 解密密鑰進(jìn)行全同態(tài)加密所得的密文；
[000引通過所述加法同態(tài)加密密鑰分別對預(yù)設(shè)匹配闊值、平均臉與每個特征臉的向量積 的相反數(shù)、W及用于提取出所述平均臉的每個數(shù)據(jù)庫臉在各個特征臉上的投影系數(shù)的平方 和進(jìn)行加密，生成匹配闊值密文、每個特征臉對應(yīng)的平均臉投影加密數(shù)據(jù)、W及每個數(shù)據(jù)庫 臉對應(yīng)的加密數(shù)據(jù)；
[0009] 將每個特征臉對應(yīng)的平均臉投影加密數(shù)據(jù)、所述人臉加密數(shù)據(jù)和各個特征臉轉(zhuǎn)換 為投影臉的加法同態(tài)加密密文，其中，所述投影臉為所述待識別人臉與所述平均臉的差值 在各個特征臉組成的特征維度中的投影數(shù)據(jù)；
[0010] 將每個數(shù)據(jù)庫臉對應(yīng)的加密數(shù)據(jù)、所述投影臉的加法同態(tài)加密密文和所述投影系 數(shù)轉(zhuǎn)換為每個距離平方的加法同態(tài)加密密文，其中，每個距離平方為所述待識別人臉和每 個數(shù)據(jù)庫臉在所述特征維度中的歐式距離的平方；
[0011] 通過所述全同態(tài)加密密鑰，對所述密鑰密文分別與所述匹配闊值密文、所述投影 臉的加法同態(tài)加密密文w及每個距離平方的加法同態(tài)加密密文的相加值進(jìn)行加密，生成包 括所述預(yù)設(shè)匹配闊值的全同態(tài)加密密文、所述投影臉的全同態(tài)加密密文W及每個距離平方 的全同態(tài)加密密文的全同態(tài)密文集；
[0012] 基于所述預(yù)設(shè)匹配闊值、每個距離平方W及各人臉標(biāo)識間的預(yù)設(shè)匹配規(guī)則，將所 述全同態(tài)密文集轉(zhuǎn)換為含有人臉標(biāo)識的識別結(jié)果的全同態(tài)加密密文。
[0013] 一種人臉識別系統(tǒng)，包括：
[0014] 接收模塊，用于接收人臉加密數(shù)據(jù)、全同態(tài)加密密鑰、加法同態(tài)加密密鑰W及密鑰 密文，其中，所述人臉加密數(shù)據(jù)為對待識別人臉進(jìn)行加法同態(tài)加密所得密文，所述密鑰密文 為對加法同態(tài)解密密鑰進(jìn)行全同態(tài)加密所得的密文；
[0015] 加法同態(tài)加密模塊，用于通過所述加法同態(tài)加密密鑰分別對預(yù)設(shè)匹配闊值、平均 臉與每個特征臉的向量積的相反數(shù)、W及用于提取出所述平均臉的每個數(shù)據(jù)庫臉在各個特 征臉上的投影系數(shù)的平方和進(jìn)行加密，生成匹配闊值密文、每個特征臉對應(yīng)的平均臉投影 加密數(shù)據(jù)、W及每個數(shù)據(jù)庫臉對應(yīng)的加密數(shù)據(jù)；
[0016] 投影臉密文模塊，用于將每個特征臉對應(yīng)的平均臉投影加密數(shù)據(jù)、所述人臉加密 數(shù)據(jù)和各個特征臉轉(zhuǎn)換為投影臉的加法同態(tài)加密密文，其中，所述投影臉為所述待識別人 臉與所述平均臉的差值在各個特征臉組成的特征維度中的投影數(shù)據(jù)；
[0017] 距離平方密文模塊，用于將每個數(shù)據(jù)庫臉對應(yīng)的加密數(shù)據(jù)、所述投影臉的加法同 態(tài)加密密文和所述投影系數(shù)轉(zhuǎn)換為每個距離平方的加法同態(tài)加密密文，其中，每個距離平 方為所述待識別人臉和每個數(shù)據(jù)庫臉在所述特征維度中的歐式距離的平方；
[001引全同態(tài)密文集模塊，用于通過所述全同態(tài)加密密鑰，對所述密鑰密文分別與所述 匹配闊值密文、所述投影臉的加法同態(tài)加密密文W及每個距離平方的加法同態(tài)加密密文的 相加值進(jìn)行加密，生成包括所述預(yù)設(shè)匹配闊值的全同態(tài)加密密文、所述投影臉的全同態(tài)加 密密文W及每個距離平方的全同態(tài)加密密文的全同態(tài)密文集；
[0019] 識別模塊，用于基于所述預(yù)設(shè)匹配闊值、每個距離平方W及各人臉標(biāo)識間的預(yù)設(shè) 匹配規(guī)則，將所述全同態(tài)密文集轉(zhuǎn)換為含有人臉標(biāo)識的識別結(jié)果的全同態(tài)加密密文。
[0020] W上所述人臉識別方法和系統(tǒng)，接收人臉加密數(shù)據(jù)、全同態(tài)加密密鑰、加法同態(tài)加 密密鑰W及密鑰密文，進(jìn)而基于加法同態(tài)加密算法的原理和全同態(tài)加密算法的原理，將每 個特征臉對應(yīng)的平均臉投影加密數(shù)據(jù)、所述人臉加密數(shù)據(jù)和各個特征臉轉(zhuǎn)換為投影臉的加 法同態(tài)加密密文，對所述密鑰密文分別與所述匹配闊值密文、所述投影臉的加法同態(tài)加密 密文W及每個距離平方的加法同態(tài)加密密文的相加值進(jìn)行加密生成全同態(tài)密文集，基于所 述預(yù)設(shè)匹配闊值、每個距離平方W及各人臉標(biāo)識間的預(yù)設(shè)匹配規(guī)則，將所述全同態(tài)密文集 轉(zhuǎn)換為含有人臉標(biāo)識的識別結(jié)果的全同態(tài)加密密文。可在降低用戶人臉數(shù)據(jù)的泄密風(fēng)險的 同時提高人臉識別的效率和適用范圍。
[0021] 一種人臉識別方法，包括W下步驟：
[0022] 接收用戶端發(fā)送的人臉加密數(shù)據(jù)、全同態(tài)加密密鑰、加法同態(tài)加密密鑰W及密鑰 密文，其中，所述人臉加密數(shù)據(jù)為對待識別人臉進(jìn)行加法同態(tài)加密所得密文，所述密鑰密文 為對加法同態(tài)解密密鑰進(jìn)行全同態(tài)加密所得的密文；
[0023] 通過所述加法同態(tài)加密密鑰分別對預(yù)設(shè)匹配闊值、平均臉與每個特征臉的向量積 的相反數(shù)、W及用于提取出所述平均臉的每個數(shù)據(jù)庫臉在各個特征臉上的投影系數(shù)的平方 和進(jìn)行加密，生成匹配闊值密文、每個特征臉對應(yīng)的平均臉投影加密數(shù)據(jù)、w及每個數(shù)據(jù)庫 臉對應(yīng)的加密數(shù)據(jù)；
[0024] 向外包服務(wù)器發(fā)送所述人臉加密數(shù)據(jù)和各個特征臉；
[0025] 接收所述外包服務(wù)器發(fā)送的每個特征臉對應(yīng)的連乘加密數(shù)據(jù)，其中，所述每個特 征臉對應(yīng)的連乘加密數(shù)據(jù)為所述外包服務(wù)器W每個特征臉的第i個分量為所述人臉加密 數(shù)據(jù)的第i個分量的指數(shù)，進(jìn)行乘方運算，并將W相同的特征臉的分量為指數(shù)的乘方運算 結(jié)果進(jìn)行連乘所得的數(shù)據(jù)，i為1到N中的任意一個整數(shù)，N為人臉數(shù)據(jù)的分量個數(shù)；
[0026] 將相同的特征臉對應(yīng)的連乘加密數(shù)據(jù)和平均臉投影加密數(shù)據(jù)相乘，生成每個特征 臉對應(yīng)的人臉投影加密數(shù)據(jù)，W構(gòu)成投影臉的加法同態(tài)加密密文，其中，所述投影臉為所述 待識別人臉與所述平均臉的差值在各個特征臉組成的特征維度中的投影數(shù)據(jù)；
[0027] 向所述外包服務(wù)器發(fā)送所述投影臉的加法同態(tài)加密密文和每個數(shù)據(jù)庫臉在各個 特征臉上的投影系數(shù)；
[0028] 接收所述外包服務(wù)器發(fā)送的每個數(shù)據(jù)臉對應(yīng)的連乘加密數(shù)據(jù)，其中，所述每個數(shù) 據(jù)臉對應(yīng)的連乘加密數(shù)據(jù)為所述外包服務(wù)器分別W每個數(shù)據(jù)庫臉在第j個特征臉的投影 系數(shù)的負(fù)二倍為所述第j個特征臉對應(yīng)的人臉投影加密數(shù)據(jù)的指數(shù)，進(jìn)行乘方運算，并將 W相同的數(shù)據(jù)庫臉的投影系數(shù)的負(fù)二倍為指數(shù)的乘方運算結(jié)果進(jìn)行連乘所得的數(shù)據(jù)，其 中，j為1到K中的任意一個整數(shù)，K為特征臉的個數(shù)；
[0029] 分別將相同的數(shù)據(jù)庫臉對應(yīng)的連乘加密數(shù)據(jù)與加密數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為每個距離平方的 加法同態(tài)加密密文，其中，每個距離平方為所述待識別人臉和每個數(shù)據(jù)庫臉在所述特征維 度中的歐式距離的平方；
[0030] 向所述外包服務(wù)器發(fā)送所述匹配闊值密文、所述全同態(tài)加密密鑰、所述密鑰密文、 每個距離平方的加法同態(tài)加密密文、投影臉的加法同態(tài)加密密文、W及所述預(yù)設(shè)匹配闊值、 每個距離平方與各人臉標(biāo)識間的預(yù)設(shè)匹配規(guī)則，W使所述外包服務(wù)器通過所述全同態(tài)加密 密鑰對所述密鑰密文分別與所述匹配闊值密文、所述投影臉的加法同態(tài)加密密文W及每個 距離平方的加法同態(tài)加密密文的相加值進(jìn)行加密，生成包括所述預(yù)設(shè)匹配闊值的全同態(tài)加 密密文、所述投影臉的全同態(tài)加密密文W及每個距離平方的全同態(tài)加密密文的全同態(tài)密文 集，并基于所述預(yù)設(shè)匹配規(guī)則，將所述全同態(tài)密文集轉(zhuǎn)換為含有人臉標(biāo)識的識別結(jié)果的全 同態(tài)加密密文。
[0031] 一種人臉識別系統(tǒng)，包括：
[0032] 第一接收模塊，用于接收用戶端發(fā)送的人臉加密數(shù)據(jù)、全同態(tài)加密密鑰、加法同態(tài) 加密密鑰W及密鑰密文，其中，所述人臉加密數(shù)據(jù)為對待識別人臉進(jìn)行加法同態(tài)加密所得 密文，所述密鑰密文為對加法同態(tài)解密密鑰進(jìn)行全同態(tài)加密所得的密文；
[0033] 加法同態(tài)加密模塊，用于通過所述加法同態(tài)加密密鑰分別對預(yù)設(shè)匹配闊值、平均 臉與每個特征臉的向量積的相反數(shù)、W及用于提取出所述平均臉的每個數(shù)據(jù)庫臉在各個特 征臉上的投影系數(shù)的平方和進(jìn)行加密，生成匹配闊值密文、每個特征臉對應(yīng)的平均臉投影 加密數(shù)據(jù)、W及每個數(shù)據(jù)庫臉對應(yīng)的加密數(shù)據(jù)；
[0034] 第一發(fā)送模塊，用于向外包服務(wù)器發(fā)送所述人臉加密數(shù)據(jù)和各個特征臉；
[0035] 第二接收模塊，用于接收所述外包服務(wù)器發(fā)送的每個特征臉對應(yīng)的連乘加密數(shù) 據(jù)，其中，所述每個特征臉對應(yīng)的連乘加密數(shù)據(jù)為所述外包服務(wù)器W每個特征臉的第i個 分量為所述人臉加密數(shù)據(jù)的第i個分量的指數(shù)，進(jìn)行乘方運算，并將W相同的特征臉的分 量為指數(shù)的乘方運算結(jié)果進(jìn)行連乘所得的數(shù)據(jù)，i為1到N中的任意一個整數(shù)，N為人臉數(shù) 據(jù)的分量個數(shù)；
[0036] 投影臉密文模塊，用于將相同的特征臉對應(yīng)的連乘加密數(shù)據(jù)和平均臉投影加密數(shù) 據(jù)相乘，生成每個特征臉對應(yīng)的人臉投影加密數(shù)據(jù)，W構(gòu)成投影臉的加法同態(tài)加密密文，其 中，所述投影臉為所述待識別人臉與所述平均臉的差值在各個特征臉組成的特征維度中的 投影數(shù)據(jù)；
[0037] 第二發(fā)送模塊，用于向所述外包服務(wù)器發(fā)送所述投影臉的加法同態(tài)加密密文和每 個數(shù)據(jù)庫臉在各個特征臉上的投影系數(shù)；
[003引第=接收模塊，用于接收所述外包服務(wù)器發(fā)送的每個數(shù)據(jù)臉對應(yīng)的連乘加密數(shù) 據(jù)，其中，所述每個數(shù)據(jù)臉對應(yīng)的連乘加密數(shù)據(jù)為所述外包服務(wù)器分別W每個數(shù)據(jù)庫臉在 第j個特征臉的投影系數(shù)的負(fù)二倍為所述第j個特征臉對應(yīng)的人臉投影加密數(shù)據(jù)的指數(shù)， 進(jìn)行乘方運算，并將W相同的數(shù)據(jù)庫臉的投影系數(shù)的負(fù)二倍為指數(shù)的乘方運算結(jié)果進(jìn)行連 乘所得的數(shù)據(jù)，其中，j為1到K中的任意一個整數(shù)，K為特征臉的個數(shù)；
[0039] 距離平方密文模塊，用于分別將相同的數(shù)據(jù)庫臉對應(yīng)的連乘加密數(shù)據(jù)與加密數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換為每個距離平方的加法同態(tài)加密密文，其中，每個距離平方為所述待識別人臉和每個 數(shù)據(jù)庫臉在所述特征維度中的歐式距離的平方；
[0040] 第=發(fā)送模塊，用于向所述外包服務(wù)器發(fā)送所述匹配闊值密文、所述全同態(tài)加密 密鑰、所述密鑰密文、每個距離平方的加法同態(tài)加密密文、投影臉的加法同態(tài)加密密文、W 及所述預(yù)設(shè)匹配闊值、每個距離平方與各人臉標(biāo)識間的預(yù)設(shè)匹配規(guī)則，W使所述外包服務(wù) 器通過所述全同態(tài)加密密鑰對所述密鑰密文分別與所述匹配闊值密文、所述投影臉的加法 同態(tài)加密密文W及每個距離平方的加法同態(tài)加密密文的相加值進(jìn)行加密，生成包括所述預(yù) 設(shè)匹配闊值的全