A privacy-compliant fingerprint recognition system based on homomorphic encryption and Fingercode te

论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/5634527

 摘要：

出发点：在具有高度隐私合规性的生物识别系统中，处理生物识别匹配的服务器也不应该在数据库中学习任何内容，并且服务器应该不可能利用生成的匹配值来提取有关用户存在的任何知识或行为。

提出了一种基于分布式生物识别系统的新颖的完整演示器，该系统能够通过利用密码系统来保护个人的隐私。所实现的系统通过利用同态加密和使用 Fingercode 模板来计算加密域中的匹配任务。

架构：

处理分布式生物识别系统，通过利用密码系统来保护个人隐私。所实现的系统通过利用同态加密并使用 A. K. Jain 提出的称为 Fingercode [3] 的指纹模板来计算加密域中的匹配任务。特别是，在本文中，我们提出了实现演示器所需的所有步骤的设计，同时在[4]中提供了有关所采用协议的加密方面的完整讨论。

图 1. 拟议演示器的方案。

在所提出的演示器中，新的生物识别模板以加密格式发送到生物识别服务器，服务器也以加密格式返回身份信息（或者只是身份验证请求的布尔结果）。因此，在服务器端（图 1 中的右侧子图），不可能在验证/识别过程的所有阶段提取或确定有关用户生物特征数据的任何个人信息。

在客户端（左子图，图 1），捕获生物特征样本并进行计算，以获得相关的 Fingercode 模板 [3]（模板创建步骤）。然后，对 Fingercode 模板的浮点元素进行采样并转换为整数，以便允许采用以下加密方法（模板量化步骤）。此步骤对最终精度和带宽的重要影响将在以下小节中进一步讨论。现在，使用客户端的公钥对简化模板进行加密，并通过同态密码系统在服务器端（右侧子图，图 1）处理生物特征匹配（加密匹配步骤）。匹配算法不会转换普通域中的数据。匹配方法的所有计算步骤（匹配值的评估、阈值处理和最佳候选的提取）都直接在加密域中处理。