生物特征识别数据安全与隐私保护研究

本书从宏观和微观两个角度出发，首先阐述了生物特征识别技术涉及的基本方法、法律法规和技术标准，然后结合作者的实际工作，给出了构建具有隐私保护特性的生物特征认证方案的一些实践内容，旨在从程序、法律和技术三个层面研究生物特征识别中的数据安全与隐私保护问题。
本书前3章重点介绍生物特征数据保护的宏观理论与方法，后4章主要阐述构建具有隐私保护特性的指纹、声纹、掌纹和虹膜特征模板保护方案的一些具体实践。本书适合从事生物特征识别保护理论研究和工程应用的专业技术人员参考，也可供对该领域感兴趣的高校本科高年级学生和研究生学习参考。

第1章生物特征识别系统1
1.1引言1
1.2常见生物特征识别技术4
1.3生物特征识别系统7
1.3.1任务模式7
1.3.2系统架构8
1.3.3匹配器质量评价标准9
1.3.4相似性度量标准12
1.3.5决策模块13

第2章生物特征识别技术标准化与立法14
2.1标准化组织及其工作概况14
2.2主要国际标准15
2.2.1面向金融服务领域的ANSIX9.84和ISO1909215
2.2.2SC37制定的标准17
2.2.3SC27制定的标准20
2.2.4ITU-TSG17安全标准工作组24
2.3国内标准25
2.3.1组织结构25
2.3.2我国生物特征识别标准体系26
2.3.3参与国际标准制定29
2.4生物信息保护相关立法30

第3章生物特征识别数据安全与隐私保护综述35
3.1概述35
3.1.1生物特征信息泄露相关事件与危害35
3.1.2数据安全与个体隐私内涵37
3.1.3BA系统面临的数据安全与隐私泄露风险38
3.1.4针对BA系统的保护工作40
3.2针对BA系统的欺诈与反欺诈40
3.2.1概述40
3.2.2针对人脸识别的欺诈技术41
3.2.3反欺诈技术42
3.3生物特征模板保护技术44
3.3.1针对生物特征模板的攻击45
3.3.2模板保护技术46
3.4构建安全BA系统的几个困难与解决思路59
3.4.1几个困难59
3.4.2解决思路与展望60

第4章指纹识别技术62
4.1指纹识别的一般流程62
4.2图像预处理63
4.2.1图像标准化（归一化）63
4.2.2图像分割64
4.2.3图像增强与图像二值化67
4.2.4纹线细化处理70
4.3指纹特征提取72
4.3.1概述72
4.3.2模板匹配法73
4.3.3八邻域编码法74
4.3.4去除伪特征点78

第5章基于随机映射的声纹认证79
5.1声纹识别概述79
5.2声纹识别系统80
5.2.1预处理模块80
5.2.2特征提取模块82
5.2.3训练模块和识别模块87
5.3声纹模板保护概述95
5.4随机映射技术99
5.5方案设计100
5.5.1整体描述100
5.5.2详细过程101
5.6性能分析102
5.6.1有效性分析102
5.6.2安全性分析103
5.6.3仿真实验103
5.7针对声纹识别系统的欺诈与反欺诈106
5.7.1概述106
5.7.2针对自动声纹认证的欺诈与反欺诈107
5.8总结108

第6章基于同态加密的掌纹认证110
6.1掌纹识别的优缺点110
6.2掌纹识别基础111
6.2.1常用特征111
6.2.2掌纹识别的一般流程111
6.2.3掌纹图像数据库112
6.3一个掌纹ROI提取算法113
6.3.1算法描述113
6.3.2基于PloyU数据库的实验115
6.3.3基于CASIA数据库的实验117
6.3.4实验结果分析118
6.4掌纹保密认证相关工作119
6.5一个掌纹保密认证方案120
6.5.1基本符号120
6.5.2EIGamal加密方案121
6.5.3随机投影降维法121
6.5.4本书方案122
6.5.5正确性证明128
6.5.6安全性分析129
6.5.7性能分析130
6.5.8仿真实现130

第7章具有隐私保护特性的虹膜认证133
7.1虹膜识别的优缺点133
7.2虹膜识别研究与应用概况134
7.3虹膜识别的一般流程136
7.3.1图像采集136
7.3.2图像预处理136
7.3.3虹膜特征提取与匹配139
7.4虹膜数据库140
7.5虹膜保密认证相关工作141
7.5.1Ye等人的构造142
7.5.2Blanton的构造143
7.6应用数据降维的虹膜认证146
7.6.1系统架构147
7.6.2基本流程147
7.6.3仿真实验148
7.7虹膜保密认证151
7.7.1系统架构151
7.7.2基本流程151
7.7.3正确性证明154
7.7.4安全性分析155
7.7.5仿真实现155

附录A相关操作的Matlab实现159
参考文献171
后记三个重要问题和我们的观点208