指纹识别在移动设备隐私保护方面应用

王康康 左冠涛 王艳涛

作者简介：王康康（1991-），男，汉族，河南周口人，郑州大学水利与环境学院地理信息系统。

左冠涛（1986-），男，汉族，河南濮阳人，郑州大学水利与环境学院地理信息系统。

摘要：针对目前移动设备存储的大量照片、视频、密码等个人信息没有得到严格的保护，容易被他人窃取的现状，将指纹识别技术应用与移动设备隐私保护领域可极大提高个人信息的安全性。

关键词：指纹识别；移动存储；隐私安全

1 引言：

借助移动互联网的发展和全球制造成本的降低，最近几年手机、平板等移动设备持有量及设备存储容量成爆发时增长。移动设备的演化经过了从最初的通话终端到后来的通信终端，增加了短信功能，丰富了通讯能力；再从通信终端发展为个人信息终端，具备了智能化的特征，能够运行各种不同应用，手机对于广大的用户来说已经不再是简单的移动通信工具了，它被赋予更深层次的定义：强大的功能！稳定的性能！人性化的设计！

但是在方便人们生活的同时，移动设备存储了大量个人信息，一旦被他人非法获取将严重威胁个人安全，移动设备的个人信息安全问题面临巨大挑战。本文利用指纹识别技术构建隐私保护方案，提高移动设备个人信息的安全性。

2 指纹识别

利用指纹的唯一性及稳定性的特点，指纹和个人可以进行唯一匹配，通过比较采集的指纹与预先存储的指纹样板比较就可以验证个人身份。

3 指纹识别系统的原理

指纹识别系统主要涉及质问图像的采集、指纹图像预处理、特征提取、特征值对比和匹配等技术，即首先通过读取指纹图像，然后用计算机识别软件提取指纹的特征数据，最后通过匹配识别算法得到识别结果。

3.1指纹采集

目前指纹采集主要有三种方式：光学设备取像、晶体传感器取像、超声波设备取像。各大移动设备厂商根据自身的特点，会用其中一种方式在设备上集成指纹采集器。

3.2指纹图像预处理

预处理包括质问图像质量评估、指纹图像分割、指纹图像增强、指纹图像二值化、指纹图像细化五个过程。

3.3特征提取

提取指纹图像中具有代表性的特征，目前，因为指纹的细节特征模型具有紧凑、适用性好、抗干扰性强、易于提取的特点，大多数指纹识别系统采用细节点匹配算法。

3.4指纹特征匹配

质问匹配算法主要由基于点模式匹配算法、基于纹理式匹配算法和基于图的匹配算法。

4 指纹识别在设备上的硬件实现

目前移动设备的主要设计的按键有音量+、-键、电源键、HOME键，其中HOME键分为两种：实体HOME键、虚拟HOME键，两者在受力面积、使用频率上均满足指纹采集的硬件要求、把指纹采集系统集成到HOME键完全可行，同时也避免了额外的硬件添加破坏设备的整体设计。另外，随着配置的逐渐升高，现在移动设备的运算能力完全满足识别系统运行的需要，能够保证系统的流畅运行。

5 指纹识别在设备上的功能实现

指纹识别在设备上的功能分为两种模式：一、后台静默防护模式；二、主动调用防护模式。

5.1后台静默防护

需要在每次设备开机、锁屏解锁时后台采集用户指纹信息进行验证。验证通过则所用功能无限制对使用者开放，不再弹出指纹验证界面，但在使用过程中间断进行后台指纹采集验证，如失败则表明使用者以更换为非本机持有者，设备自动进入解锁界面或关机；验证失败则拒绝开机或解锁。

5.2主动调用防护

由设备持有者选择防护项目，在防护项目启动时调用指纹识别系统显示验证。主要有选择启用、开机验证、敏感应用程序启动验证、文件管理操作验证、指纹加密、指纹管理、主动销毁存储数据等功能。

5.2.1指纹识别功能作为隐私设置的一个功能选项，用户可以选择启用或关闭。

5.2.2指纹验证开机

开机时如果指纹识别功能开启则启动指纹识别系统采集使用者指纹，进行匹配，验证成功进入桌面，验证失败执行关机操作。如指纹识别功能关闭则直接进入系统。

5.2.3敏感应用启动验证

在指纹识别功能开启的情况下，可选择要保护的应用程序，如：相册、记事本、视频等，建立保护清单。当位于清单中的程序启动时，调用指纹识别功能，验证成功则打开程序，否则拒绝启动程序。

5.2.4文件管理操作验证

当进行文件的复制、粘贴、删除等操作时进行指纹验证，通过则执行，否则拒绝执行或者对特定的敏感文件进行指纹加密。

5.2.5指纹加密

对于单个敏感文件可以进行指纹加密，查看或操作此文档时需要进行指纹验证。

5.2.6指纹管理

同一台设备可能有多个使用者，如家属、同事等，可以在指纹管理功能中添加多个使用者指纹，验证是只要采集的指纹与其中之一匹配，则验证通过。

5.2.7主动销毁存储数据

当对设备进行尝试破解密码或其他方式暴力解锁设备时，设备将开启主动销毁数据功能。

6 指纹识别在移动设备隐私防护的优势

6.1操作简单 指纹识别只需把手指放到HOME键上即可完成指纹采集和验证，不许输入繁杂的文字密码或图案密码。

6.2安全性高 指纹的唯一性保证了其不可伪造性，大大提高了安全度。

6.3便于普及 只需把指纹采集系统集成到设备中，不需用户额外携带辅助工具，降低使用难度与成本，便于用户接受与使用。（作者单位：郑州大学水利与环境学院）

参考文献：

[1]余鹏飞，吴俊军.指纹识别技术在移动存储中的研究与应用.微计算机信息.2009

[2]胡盛祥；胡平；靳晶.指纹识别技术在手机中的研究与应用.微计算机信息.2008

[3]于洋.基于嵌入式系统的指纹识别算法的研究.武汉科技大学.2012