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CN113591057B - 生物特征离线身份识别方法及系统 - Google Patents

生物特征离线身份识别方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生物特征离线身份识别方法及系统，方法包括用户注册步骤和用户认证步骤，通过在身份认证客户端设置离线认证单元，可以在无网或网络环境不佳时将自动切换至离线认证，不依靠服务端，仅通过设备本地完成校验。

Description

生物特征离线身份识别方法及系统
技术领域
本发明涉及身份认证技术领域，特别是一种生物特征离线身份识别方法及系统。
背景技术
目前，现有技术常见的使用生物特征识别技术进行身份认证的方案(主要在移动智能手机上使用)基于Android和iOS平台开发，认证过程中需要服务端参与校验,因此必须依赖网络在线进行，如网络环境不佳将可能导致认证失败。举例来说，如现有生物特征识别技术应用于解锁启动车辆的控制系统，但当车辆停放在地下车库内的场景下，网络环境不佳的情况时有发生，这将在很大程度上干扰认证执行或最终导致认证失败无法解锁启动车辆，所以现有的生物特征在线认证鉴别身份的方案不适用该类场景。
因鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物特征离线身份识别方法及系统，可以在无网或网络环境不佳时将自动切换至离线认证，不依靠服务端，仅通过设备本地完成校验。
为解决上述问题，第一方面，本发明实施例提供一种生物特征离线身份识别方法，包括用户注册步骤和用户认证步骤；在客户端设备一侧，所述用户注册步骤包括：
身份认证客户端接收用户的生物特征输入操作；所述生物特征为可登陆所述终端设备的生物特征；
身份认证客户端对所述生物特征验证通过后，签名单元为身份认证客户端的账户名产生一对公钥和私钥，将私钥安全存储在客户端设备本地，并通过签名单元使用内置的设备私钥对所述公钥、账户名以及生物特征索引值的哈希结果进行签名，并连同签名单元产生的用户注册信息索引、公钥、账户名以及生物特征索引值一起发给离线认证单元，以供离线认证单元进行存储；
身份认证客户端将用户注册信息索引、公钥、账户名以及生物特征索引值连同这些数据的签名作为注册请求发送给身份认证服务器，以使得身份认证服务器接收注册请求后，使用签名单元的设备公钥进行验签，确认签名单元的合法性，通过后，保存该账户名和公钥、生物特征索引值，然后返回结果消息给身份认证客户端。
进一步地，用户认证步骤包括：
身份认证客户端接收用户输入的账户名，判断当前网络环境，网络环境不佳时自动启用离线方式；
离线认证单元解密本地存储对应账户名的数据，获取用户注册信息索引、公钥以及指纹索引值，使用以上参数组装认证报文发送给生物特征匹配单元；
生物特征匹配单元对生物特征进行验证，验证该生物特征是否是该设备所注册的生物特征，通过验证后，签名单元使用该生物特征所对应的用户私钥对该账户名和指纹索引值的哈希值进行签名，并连同该账户名和指纹索引值发送给离线认证单元；
离线认证单元用该账户名的公钥对报文进行验签，通过后检查认证请求中的生物特征索引值是否与注册时的生物特征索引值保持一致；
若一致，则离线认证单元通过认证，并将认证结果返回身份认证客户端，以便解锁设备。
进一步地，所述安全存储包括安全芯片、TEE可信执行环境、白盒软件。
进一步地，在用户注册步骤和用户认证之前，用户需要在安全设置中开启离线认证功能。
第二方面，本发明实施例提供一种生物特征离线身份识别方法，包括用户注册步骤和用户认证步骤；在身份认证服务器一侧，所述用户注册步骤包括：
接收身份认证客户端发送的注册请求，使用签名单元的设备公钥进行验签，确认签名单元的合法性，通过后，保存该账户名和公钥、生物特征索引值，然后返回结果消息给身份认证客户端；其中，所述注册请求的生成过程包括：
身份认证客户端接收用户的生物特征输入操作；所述生物特征为可登陆所述终端设备的生物特征；
身份认证客户端对所述生物特征验证通过后，签名单元为身份认证客户端的账户名产生一对公钥和私钥，将私钥安全存储在客户端设备本地，并通过签名单元使用内置的设备私钥对所述公钥、账户名以及生物特征索引值的哈希结果进行签名，并连同签名单元产生的用户注册信息索引、公钥、账户名以及生物特征索引值一起发给离线认证单元，以供离线认证单元进行存储；
身份认证客户端将用户注册信息索引、公钥、账户名以及生物特征索引值连同这些数据的签名作为注册请求发送给身份认证服务器；
用户认证步骤包括：
身份认证客户端接收用户输入的账户名，判断当前网络环境，网络环境不佳时自动启用离线方式。
进一步地，在用户注册步骤和用户认证之前，用户需要在安全设置中开启离线认证功能。
第三方面，本发明实施例提供一种生物特征离线身份识别系统，包括客户端设备和身份认证服务器，所述客户端设备和身份认证服务器均具有存储有计算机程序的介质，所述客户端设备的计算机程序执行权利要求上述第一方面中所述的方法，所述身份认证服务器的计算机程序执行上述第二方面中所述的方法。
与现有技术相比，本发明的具有如下有益效果：1、安全性高，注册时仍有服务端参与校验保障注册信息的有效性。2、用户体验好，认证时可在原有在线认证与离线认证方式间灵活切换。3、离线认证不依靠服务端校验，可在网络环境不佳或无网络时进行。
附图说明
图1为实现本发明实施例提供的生物特征离线身份识别方法的生物特征离线身份识别系统的架构图；
图2为本发明实施例提供的生物特征离线身份识别方法用户注册步骤的流程图；
图3为本发明实施例提供的生物特征离线身份识别方法用户认证步骤的流程图；
图4为本发明实施例提供的生物特征离线身份识别方法在身份认证服务器一侧的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图中示出的若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，描述这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。
请参考图1，本发明实施例提供一种生物特征离线身份识别方法，可以实现于图1所示的生物特征离线身份识别系统之中。该系统包括客户端设备和身份认证服务器，双方基于互认的身份认证协议通信。客户端设备可以采用多种智能设备，如智能手机、平板电脑，可穿戴设备等。如客户端设备可以采用iOS9设备以上设备、含有SE芯片(即具有安全单元的芯片)设备。
本发明实施例提供的生物特征离线身份识别方法，包括用户注册步骤和用户认证步骤，下面分别从客户端设备一侧和身份认证服务器一侧对用户注册步骤和用户认证步骤进行介绍。对于所识别的生物特征，以指纹识别为例，但应当理解的是，还可以应用虹膜、人脸等其他类型的生物特征。
在客户端设备一侧，本发明实施例提供的生物特征离线身份识别方法，采用的用户注册步骤包括：
S101：用户使用账户名和口令登录应用(例如某品牌汽车管理app)，在“安全设置”选项中开启“指纹解锁”权限，同时启用“离线认证”功能。
S102：身份认证客户端弹出指纹验证界面，要求用户进行刷指纹操作。
S103：用户使用已经在终端中注册过的手指进行刷指纹操作。
S104：匹配单元对指纹进行验证通过后，签名单元为该账户名产生一对公私钥，将私钥安全存储在本地(安全存储可以采用多种技术手段实现，比如安全芯片、TEE可信执行环境、或者白盒软件等业界已知安全手段)，并使用签名单元内置的设备私钥对该公钥和账户名以及指纹索引值的哈希结果进行签名，并连同签名单元产生的用户注册信息索引、公钥、账户名以及指纹索引值一起发给离线认证单元。
S105：离线认证单元对报文做解析后，在设备本地AES加密存储用户注册信息索引、公钥与指纹索引值以及加密数据时所用到的初始化向量，最后将收到的报文发给身份认证客户端。
S106：身份认证客户端将这些信息作为注册请求发送给身份认证服务器。
S107：身份认证服务器接收注册请求后，使用该签名单元的设备公钥进行验签，确认该签名单元的合法性，通过后，保存该账户名和公钥、指纹索引值的记录，然后返回结果消息给客户端。
S108：身份认证客户端将注册结果显示给用户。
进一步地，在完成用户注册步骤后，身份认证步骤包括如下子步骤：
S109：用户输入账户名，身份认证客户端判断当前网络环境，网络环境不佳时自动启用离线方式。
S110：离线认证单元解密本地存储对应账户名的数据，获取用户注册信息索引、公钥以及指纹索引值，使用以上参数组装认证报文发送给指纹匹配单元。
S111：匹配单元对指纹进行验证，验证该指纹是否是该设备所注册的指纹，通过验证后，签名单元使用该指纹所对应的用户私钥对该账户名和指纹索引值的哈希值进行签名，并连同该账户名和指纹索引值发送给离线认证单元。
S112：离线认证单元用该账户名的公钥对报文进行验签，通过后检查认证请求中的指纹索引值是否与注册时的指纹索引值保持一致。
S113：离线认证单元通过认证，并将认证结果返回客户端。
S114：身份认证客户端将认证结果显示给用户解锁终端，例如启动车辆。
另一方面，在身份认证服务器一侧，生物特征离线识别身份方法中的用户认证步骤包括：
S201：接收身份认证客户端发送的注册请求，使用签名单元的设备公钥进行验签，确认签名单元的合法性，通过后，保存该账户名和公钥、生物特征索引值，然后返回结果消息给身份认证客户端。
其中，所述注册请求的生成过程参考上述S101-S108的描述。本发明实施例提供的生物特征离线识别身份系统，包括客户端设备和身份认证服务器，客户端设备和身份认证服务器均具有存储有计算机程序的介质，客户端设备的计算机程序执行上述S101-S114中介绍的方法，身份认证服务器的计算机程序执行上述S201介绍的方法。
本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.生物特征离线身份识别方法，其特征在于，包括用户注册步骤和用户认证步骤；在客户端设备一侧，所述用户注册步骤包括：
身份认证客户端接收用户的生物特征输入操作；所述生物特征为可登陆所述客户端设备的生物特征；
身份认证客户端对所述生物特征验证通过后，签名单元为身份认证客户端的账户名产生一对公钥和私钥，将私钥安全存储在客户端设备本地，并通过签名单元使用内置的设备私钥对所述公钥、账户名以及生物特征索引值的哈希结果进行签名，并连同签名单元产生的用户注册信息索引、公钥、账户名以及生物特征索引值一起发给离线认证单元，以供离线认证单元进行存储；
身份认证客户端将用户注册信息索引、公钥、账户名以及生物特征索引值连同这些数据的签名作为注册请求发送给身份认证服务器，以使得身份认证服务器接收注册请求后，使用签名单元的设备公钥进行验签，确认签名单元的合法性，通过后，保存账户名和公钥、生物特征索引值，然后返回结果消息给身份认证客户端；
用户认证步骤包括：
身份认证客户端接收用户输入的账户名，判断当前网络环境，网络环境不佳时自动启用离线方式；
离线认证单元解密本地存储对应账户名的数据，获取用户注册信息索引、公钥以及指纹索引值，使用以上参数组装认证报文，作为第一报文发送给生物特征匹配单元；
生物特征匹配单元对生物特征进行验证，验证该生物特征是否是该设备所注册的生物特征，通过验证后，签名单元使用该生物特征所对应的用户私钥对该账户名和指纹索引值的哈希值进行签名，并连同该账户名和指纹索引值作为第二报文发送给离线认证单元；
离线认证单元用该账户名的公钥对第二报文进行验签，通过后检查认证请求中的生物特征索引值是否与注册时的生物特征索引值保持一致；
若一致，则离线认证单元通过认证，并将认证结果返回身份认证客户端，以便解锁设备。
2.根据权利要求1所述的生物特征离线身份识别方法，其特征在于，所述安全存储包括安全芯片、TEE可信执行环境、白盒软件。
3.根据权利要求1所述的生物特征离线身份识别方法，其特征在于，在用户注册步骤和用户认证之前，用户需要在安全设置中开启离线认证功能。
4.生物特征离线身份识别方法，其特征在于，包括用户注册步骤和用户认证步骤；在身份认证服务器一侧，所述用户注册步骤包括：
接收身份认证客户端发送的注册请求，使用签名单元的设备公钥进行验签，确认签名单元的合法性，通过后，保存账户名和公钥、生物特征索引值，然后返回结果消息给身份认证客户端；其中，所述注册请求的生成过程包括：
身份认证客户端接收用户的生物特征输入操作；所述生物特征为可登陆所述客户端设备的生物特征；
身份认证客户端对所述生物特征验证通过后，签名单元为身份认证客户端的账户名产生一对公钥和私钥，将私钥安全存储在客户端设备本地，并通过签名单元使用内置的设备私钥对所述公钥、账户名以及生物特征索引值的哈希结果进行签名，并连同签名单元产生的用户注册信息索引、公钥、账户名以及生物特征索引值一起发给离线认证单元，以供离线认证单元进行存储；
身份认证客户端将用户注册信息索引、公钥、账户名以及生物特征索引值连同这些数据的签名作为注册请求发送给身份认证服务器；
用户认证步骤包括：
身份认证客户端接收用户输入的账户名，判断当前网络环境，网络环境不佳时自动启用离线方式；
离线认证单元解密本地存储对应账户名的数据，获取用户注册信息索引、公钥以及指纹索引值，使用以上参数组装认证报文，作为第一报文发送给生物特征匹配单元；
生物特征匹配单元对生物特征进行验证，验证该生物特征是否是该设备所注册的生物特征，通过验证后，签名单元使用该生物特征所对应的用户私钥对该账户名和指纹索引值的哈希值进行签名，并连同该账户名和指纹索引值作为第二报文发送给离线认证单元；
离线认证单元用该账户名的公钥对第二报文进行验签，通过后检查认证请求中的生物特征索引值是否与注册时的生物特征索引值保持一致；
若一致，则离线认证单元通过认证，并将认证结果返回身份认证客户端，以便解锁设备。
5.根据权利要求4所述的生物特征离线身份识别方法，其特征在于，在用户注册步骤和用户认证之前，用户需要在安全设置中开启离线认证功能。
6.生物特征离线身份识别系统，其特征在于，包括客户端设备和身份认证服务器，所述客户端设备和身份认证服务器均具有存储有计算机程序的介质，所述客户端设备的计算机程序执行权利要求1-3任一所述的方法，所述身份认证服务器的计算机程序执行权利要求4-5任一所述的方法。
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