生物識別技術(shù)在汽車安全領(lǐng)域應(yīng)用的研究.pdf

1、本文綜合了國內(nèi)外有關(guān)汽車安全性研究的發(fā)展動態(tài)，就汽車安全性的研究狀況、存在的問題、法規(guī)以及研究方法等進行了深入的探討；分析了國內(nèi)外汽車主、被動安全性情況，并提出將生物識別技術(shù)應(yīng)用于汽車中來解決汽車安全性問題。 在網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)高速發(fā)展的現(xiàn)代社會中，出于安全、保密和保護合法權(quán)限等原因人們必須面對各種各樣的身份驗證，如金融交易、進入權(quán)限數(shù)據(jù)庫、員工登記、進入私人電腦等等。傳統(tǒng)身份認證的是基于密碼體系或者基于令牌的，存在著丟失、被盜用

2、、偽造、遺忘等安全隱患。生物驗證技術(shù)是使用人的生理特征或行為特征來進行驗證的，克服了傳統(tǒng)身份驗證技術(shù)的缺點。目前，有很多的生物識別技術(shù)可用于身份認證。包括：虹膜識別技術(shù)、視網(wǎng)膜識別技術(shù)、面部識別、簽名識別、聲音識別技術(shù)、指紋識別系統(tǒng)。作為生物驗證技術(shù)的代表，指紋驗證技術(shù)因其唯一性、隨時間不變性、采集方便等特點受到了最為廣泛的關(guān)注。其中指紋因具有終生不變性及穩(wěn)定性，是目前應(yīng)用前景較好的生物識別系統(tǒng)。可廣泛應(yīng)用于公安、保安、機要部門、商業(yè)等

3、領(lǐng)域。 正是基于實際應(yīng)用的需要，本文對自動指紋驗證系統(tǒng)進行了研究，在詳細的敘述了指紋驗證的理論基礎(chǔ)的前提下，本文做了下面幾個方面的工作：提出了一種結(jié)合密碼和模板自適應(yīng)的指紋系統(tǒng)，對指紋驗證系統(tǒng)的安全性和速度作了改進。指紋驗證過程是個提取輸入指紋的特征并將它們和系統(tǒng)保存的特征模板進行比較的過程。為了快速地實現(xiàn)指紋驗證，通常根據(jù)指紋的結(jié)構(gòu)特點將指紋分為幾類，驗證的時候只和相同類別的特征模板進行比較，對于一個大型的系統(tǒng)來講，每類中的指

4、紋模板數(shù)目仍然是非常巨大的，在每類中的比較過程仍然運算量大，非常消耗時間。這限制了指紋驗證系統(tǒng)在用戶數(shù)量龐大場合的使用，本文提出了一種新的指紋分類的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過分類能夠減小比對指紋數(shù)目，這樣大大提高了指紋比對的速度；另外系統(tǒng)保存的指紋特征模板會根據(jù)輸入的指紋圖像自適應(yīng)的改變，來逐步逼近使用者的指紋，采用這種方法可以適應(yīng)部分指紋磨損、受傷帶來的影響。另外，根據(jù)實際中傳感器獲得的指紋圖像質(zhì)量不好的問題，本文也對指紋圖像的增強算法進行了改進

5、。 在指紋識別算法上，本文綜合了細節(jié)匹配和紋理特征技術(shù)，提出了新的指紋匹配算法，主要由以下幾種方法組成：采用小波框架理論用于指紋圖像的紋理分析和邊緣提?。换谶z傳算法的指紋圖像算法初匹配；采用了一個大小可變的限界盒對指紋脊線進行細節(jié)點匹配，選取了基于圖像校準的點模式匹配法和局部向量特征匹配法進行指紋的特征匹配。在基于圖像校準的點模式匹配法中采用了可變大小的界限盒，改變了固定大小的界限盒的不足。在局部向量特征匹配法中加入了中心點與

6、鄰近特征點的紋線數(shù)、方向角差、中心點的方向角等特征信息，提高了特征匹配的準確性。指紋技術(shù)的應(yīng)用方面，本文建立了一種密碼和指紋結(jié)合的系統(tǒng)，基于生物識別技術(shù)的公鑰管理體系PKI，運用指紋識別、動態(tài)DES、RSA、可驗證秘密共享等密碼技術(shù)提出了一種新的簡單有效的自適應(yīng)安全的數(shù)字簽名協(xié)議，實現(xiàn)了文件加密、數(shù)字證書的制作、SSL安全通訊、加解密操作等功能，并且給出了安全性證明。它采用密碼作為指紋庫的索引，索引到密碼對應(yīng)的特征模板，再和輸入指紋進行

7、驗證，能克服密碼容易被偽造和單獨使用指紋驗證耗時長的缺點；同時系統(tǒng)的指紋特征模板能自動更新，以反映使用者指紋的變化并完善原注冊的特征模板，采用這種方法，能夠?qū)κ褂谜呱矸葸M行動態(tài)確認，保證數(shù)據(jù)傳送的可靠性。不但解決了通信雙方的雙向認證問題，而且解決了用戶活體指紋特征等認證信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臋C密性和完整性問題。把以指紋特征為代表的生物識別技術(shù)與基于密碼體制的身份認證協(xié)議有機結(jié)合，向最終用戶提供一種更加安全、可靠、便捷的身份認證手段，將是成功

8、地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全和信息系統(tǒng)安全的有效途徑。并采用指紋和IC卡結(jié)合方式對指紋進行采集和存儲。指紋與IC卡的身份識別就是將指紋的特征信息和其他個人信息存儲到IC卡中作為身份識別的依據(jù)，身份識別以一對一或一對幾的指紋識別為主，還可通過IC卡中的其它個人信息進行輔助的身份識別。 本文也實現(xiàn)了在嵌入式環(huán)境下指紋識別以及非對稱加密算法的硬件實現(xiàn)，針對嵌入式下算法的特點選定了Ann系列SOC芯片作為核心處理芯片，接著對此芯片的結(jié)構(gòu)組成及功能進行

9、了具體分析。指紋識別模塊采用雙CPU結(jié)構(gòu)，主識別芯片采用三星ARM9 S3C2500，輔助芯片采用ATMEGA16L 8AI進行采集圖像，通訊處理等功能。嵌入式系統(tǒng)主要由指紋圖像的錄入，分析比對、驗證比較、以及與串口 LCD通訊，數(shù)據(jù)保存等功能步驟組成。包括嵌入式操作系統(tǒng)的選擇及定制，計算機控制單元的軟件及硬件設(shè)計包括：指紋并口采集板設(shè)計及初始化程序，前臺指紋建檔、比對程序，局域網(wǎng)通訊程序，數(shù)據(jù)處理程序等。并實現(xiàn)了一種具備指紋識別功能的

10、聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的開發(fā)過程，介紹了指紋識別的基本原理及嵌入式TCP/IP協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)通信中的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，采用網(wǎng)卡芯片NS32490C實現(xiàn)了單片機在局域網(wǎng)內(nèi)和通過局域網(wǎng)在英特網(wǎng)上的數(shù)據(jù)傳輸，用戶終端以單片機系統(tǒng)為媒介，通過網(wǎng)絡(luò)與遠程進行指紋身份驗證。 最后結(jié)合汽車電子信息處理系統(tǒng)一汽車行駛記錄及導(dǎo)航儀和陜西省GPS記錄儀管理平臺的具體實施規(guī)范，闡述了生物識別技術(shù)在汽車電子信息處理系統(tǒng)一汽車行駛記錄及導(dǎo)航儀的應(yīng)用，主要包括了汽車行駛記錄儀后