CN1355501A - 具有指纹匹配能力的智能卡系统 - Google Patents
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Abstract
本发明通过保护存储在智能卡内的内容不受非法存取而提供具有更高保密等级的智能卡。为了达到这种保密等级,本发明使智能卡能够把生物模板(物理特征)存储在该智能卡中。只有通过对照存储的模板证实即时提供的卡拥有者的物理特征,才能许可对智能卡的存取权。在本发明的鉴定系统中,对智能卡所有者的整个生物学鉴定过程是利用内置的智能卡处理器在该智能卡中进行的。借助这种方法,通过检查独特的物理特征或行为特性(如指纹)来确认个人身份。
Description
发明领域
本发明涉及关于利用生物学和智能卡的通用的识别和鉴定系统的系统和方法。
发明概述
本发明通过保护存储在智能卡内的内容不受非法存取而提供具有更高保密等级的智能卡。
为了达到这种保密等级，本发明使智能卡能够把生物模板(物理特征)存储在该智能卡中。只有通过对照存储的所述模板证实即时提供的卡拥有者的物理特征，才能许可智能卡持有者的存取权。
传统的生物学验证过程是根据所存储的生物模板在智能卡外面进行的。这意味着生物模板的实例或副本将被临时存储在用于验证的主机中。在本发明的鉴定系统中，对智能卡所有者的整个生物学鉴定过程是利用内置的智能卡处理器在该智能卡中进行的。因此，智能卡能够把包括个人信息、银行资料和生物学数据的所有关键信息封装在该智能卡中，同时在该卡内安全地进行所有比较过程而不会有任何数据泄漏出去。
本发明包括用以维护智能卡中的内容的安全的生物学验证系统。所述生物学验证系统包括用以扫描智能卡拥有者的物理特征的生物学/智能卡阅读器。所述生物学/智能卡阅读器用来通过微控制器、利用安全通信通道获取将要发送给该智能卡的生物模板。所述生物学/智能卡阅读器还用来通过安全通信通道与智能卡进行通信，以便进行数据传输。
附图简述
下面将参考附图详细描述本发明的各个不同方面，附图中：
图1是说明智能卡和指纹验证系统的主要硬件部件的方框图；
图2是说明本发明的指纹阅读器的、目的在于增强生物模板的获取的机械设计的示意图；
图3是本发明的验证系统的流程图；
图4说明智能卡内的指纹验证过程；
图5说明把用户指纹数据登记到智能卡中的过程。
本发明的详细描述
图1是说明生物学和智能卡系统系统体系结构的示意图。该系统包括获取从用户输入的指纹图像的指纹阅读器。该指纹阅读器通过电路连接到微控制器。智能卡阅读器连接到同一个微控制器，在那里发生数据交换。所述微控制器控制生物学/智能卡阅读器的所有操作。该微控制器还协调指纹阅读器芯片组和智能卡阅读器芯片组之间的数据通信。该系统还包括用于在该系统和所连接的主机之间建立安全通信通道的加密引擎。
图2显示本发明的指纹阅读器的、目的在于增强生物模板的获取的机械设计。所述机械设计用于引导用户把他们的指纹置于指纹阅读器的适当位置上，以便能够将指纹图像的对准误差减至最小。
图3是证实卡持有者的身份的鉴定处理系列的流程图。在生物学/智能卡阅读器初始化之后，系统指示指纹阅读器从卡持有者获取指纹图像。然后，指纹阅读器芯片组对所述指纹图像进行某种图像预处理，这将提高所获取的指纹图像的图像质量。
此后，指纹阅读器芯片组将设法利用某种图像处理技术从指纹图像提取细节特征。在该步骤之后，系统将检查是否已经从所述图像提取足够的特征点数据。如果所述特征点数据不够或者所述数据包含太多噪声，则系统将返回到图像获取步骤。在特征点数据提取步骤之后，系统将产生一种模板，后者包含特征点数据和其它专用信息。然后，将把这种模板发送到智能卡阅读器，然后通过安全通信通道发送到智能卡。
在下一个步骤中，系统将等待来自智能卡的响应。此刻，智能卡将进行指纹验证处理，下面将对此进行详细描述。
在系统已经从智能卡取出验证结果之后，所述结果被从智能卡阅读器发送到微控制器。于是，微控制器检查所述验证结果。如果所述结果表明输入的细节模板与存储在智能卡内部的细节模板匹配，则系统将向用户表示所述验证成功。然后，系统将开始存取存储在智能卡中的专用信息。如果所述验证结果表明输入的细节模板与存储在智能卡内部的细节模板不匹配，则系统将向用户表示所述验证失败。所述结果将被输出到所连接的主机，而系统将返回其初始状态。
转向图4，该图详细地描述在智能卡内部进行的验证过程。该过程计算出输入的细节模板与存储在智能卡内部的细节模板之间的匹配得分，存储在智能卡内部的细节模板也称为“原版模板”。在第一步骤中，智能卡从指纹阅读器接收用户特征点数据模板。
在下一个步骤中，智能卡处理器进行细节的排列换算。这种换算将利用某种统计分析方法计算出输入的细节模板和原版模板之间的旋转和平移参数。
在换算之后，假定两种细节模板具有相同的排列。下一个步骤是要在预定的容差等级的条件下、在输入的细节模板和原版模板之间进行逐点匹配。
在逐点匹配过程之后，智能卡计算两种细节模板的匹配得分。于是，将这种得分与预定的阈值进行比较。
然后，智能卡将通过智能卡阅读器将所述匹配结果送回到系统。在这个阶段，智能卡将空闲一段时间，在执行任何应用程序或存取任何数据之前等待输入命令。
图5是用于把用户登记到登记系统中的程序的流程图。所述登记过程开始并且从所连接的主机接收初始化信号。
在下一个步骤中，系统将智能卡阅读器和指纹阅读器初始化。微控制器将初始化信号发送给这两个装置。如果系统未接收到来自这两个装置的任何误差信号，则系统进到下一个步骤。
在初始化之后，系统将从所连接的主机接收包含卡持有者信息的文件。这种信息将同指纹模板组装在一起并且发送给智能卡。
在下一个步骤中，系统要求卡持有者利用指纹阅读器提供指纹图像(representation)。如果指纹阅读器以成功地获取信号和指纹图像作为响应，则该证实过程进到下一个步骤。
然后，指纹阅读器芯片组将从所述指纹图像提取特征点数据，并且检查是否已经提取了足够的特征点数据。如果所述特征点数据不够或者所述数据包含太多噪声，则系统将返回到图像获取步骤。在下一个步骤，微控制器将产生一个数据模板，后者将卡持有者信息和特征点数据组装在一起。在成功地产生数据模板之后，系统进到下一个步骤。
然后，系统将设法在智能卡阅读器和智能卡之间建立安全通信通道。所述模板将通过所连接的电路发送到智能卡阅读器。如果成功地建立了安全通信通道，则所述模板将通过安全通信通道送到智能卡。此后，系统将关闭安全通信通道，于是整个登记过程结束。
Claims (11)
1.一种用来证实卡持有者身份的系统，所述系统包括获取用户指纹图像的指纹阅读器，后者通过电路连接到微控制器，同时，智能卡阅读器也连接到同一个微控制器，在该微控制器中进行所述智能卡阅读器和指纹阅读器之间数据交换，所述微控制器用来控制所述指纹阅读器和所述智能卡阅读器的所有操作，所述微控制器还负责协调指纹阅读器芯片组和智能卡阅读器芯片组之间的数据交换。
2.一种存储着卡持有者的指纹特征记录的智能卡，通过利用卡内内置处理器的运算能力来执行指纹证实算法，证实智能卡持有者的身份，而能够获得智能卡内容存储权的唯一方法，是将智能卡持有者即时提供的指纹图像与卡内的记录进行核对。
3.根据权利要求2所定义的智能卡，其特征在于：所述存储在卡内的指纹特征记录将不会传送到所述智能卡以外。
4.根据权利要求2所定义的智能卡，其特征在于：所述指纹证实算法会由智能卡主动地执行。
5.根据权利要求4所定义的智能卡，其特征在于：所述“主动地执行”包括完全地或部分地执行。
6.根据权利要求2所定义的智能卡，其特征在于：所述指纹证实算法是一个软件组件，它可以在任何具有内置处理器的智能卡中执行，而不需要改动所述智能卡的硬件结构。
7.根据权利要求2所定义的智能卡，其特征在于：所述智能卡包括具备付款或非付款功能的多项用途智能卡。
8.根据权利要求2所定义的智能卡，其特征在于：所述智能卡内容包括智能卡持有者的银行帐户、信用卡帐户或支票帐户的资料和记录。
9.根据权利要求2所定义的智能卡，其特征在于：所述智能卡内容包括用户的任何非财务应用资料数据。
10.根据权利要求2所定义的智能卡，其特征在于：所述智能卡内容包括一种或一种以上安装在智能卡内运算的应用数据。
11.一种用来为证实用户身份进行指纹辨认而执行登记的系统，它包括：
微控制器，用来控制指纹阅读器和智能卡阅读器的所有操作；
指纹阅读器，用来获取智能卡持有者的指纹图像；以及
智能卡阅读器，用来管理所述智能卡与所述微控制器之间的数据传送。
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