摘要：設(shè)計并實現(xiàn)了一種指紋鑰匙應(yīng)用系統(tǒng)，系統(tǒng)包括指紋鑰匙、認(rèn)證服務(wù)器和PC機配套軟件。本文完成了USB接口的指紋鑰匙的硬件設(shè)計和固件設(shè)計，根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)計了指紋鑰匙的指令集。本文設(shè)計了門鎖控制電路作為認(rèn)證服務(wù)器，其采用SL811HS芯片實現(xiàn)USB通訊，配合指紋鑰匙完成身份認(rèn)證功能;本文亦設(shè)計了PC機配套軟件，用以管理指紋鑰匙中的用戶信息，以及實現(xiàn)基于RSA的文檔加解密和數(shù)字簽名的功能。

　　引言

　　現(xiàn)有的身份認(rèn)證系統(tǒng)廣泛采用基于用戶名/密碼和基于智能IC卡的認(rèn)證方式。這兩種方式存在著如下缺陷：1、系統(tǒng)易受安全攻擊;2、用戶可能遺忘用戶名/密碼;3、卡可能丟失或者被盜用。而且，隨著需要身份認(rèn)證的場合增多，人們需要記憶更多的用戶名/密碼，需要攜帶更多的智能IC卡。這顯然無法滿足人們對安全、便利生活的實際需求。

　　在信息加密應(yīng)用中，比如文件加密，用戶需要保密其設(shè)定的密碼。如果將密碼以文件或其它方式記錄下來，則存在很大的安全隱患。這進一步加重了人們記憶密碼的負(fù)擔(dān)。

　　上世紀(jì)90年代以來，生物特征識別發(fā)展迅速。它利用人體的指紋、虹膜等信息實現(xiàn)身份的識別，擁有無須人們記憶密碼或攜帶卡、安全可靠等優(yōu)點，大大便利了人們的生活。

　　本文設(shè)計并實現(xiàn)了基于指紋識別的指紋鑰匙應(yīng)用系統(tǒng)。指紋鑰匙根據(jù)指紋保存并管理用戶的密鑰組，可以用于身份認(rèn)證及信息加密。在保證安全性的同時，無須人們記憶任何密碼信息。而且，指紋鑰匙是移動式的，可以同時用于多個認(rèn)證服務(wù)器。這擴展了生物特征識別的應(yīng)用領(lǐng)域，也降低了其系統(tǒng)成本。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　不同于傳統(tǒng)的固定式生物特征識別系統(tǒng)，本文的指紋鑰匙應(yīng)用系統(tǒng)將指紋傳感器、指紋處理和指紋模板庫全部放在移動的“鑰匙”上，整個指紋識別的過程都是在指紋鑰匙上完成。

　　指紋鑰匙應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。指紋鑰匙內(nèi)置USB模塊，與上位機進行USB通訊。指紋鑰匙可以接入認(rèn)證服務(wù)器，完成注冊用戶、驗證用戶和刪除用戶的操作。其中，驗證用戶采用基于MD5算法的一次性口令認(rèn)證方式進行，密鑰不直接送出硬件，以保證系統(tǒng)安全性。指紋鑰匙也可以接入PC機，實現(xiàn)用戶管理;同時，利用指紋鑰匙集成的RSA模塊，可以實現(xiàn)文件加密、數(shù)字簽名應(yīng)用?！　?/p>

 

　　指紋鑰匙

　　指紋鑰匙是整個應(yīng)用系統(tǒng)的核心部件，確保內(nèi)部指紋模板庫、密鑰信息的安全是指紋鑰匙設(shè)計的關(guān)鍵。

　　硬件設(shè)計

　　由于安全芯片本身采用一些硬件保護措施，使用安全芯片作為指紋鑰匙主控芯片，可以有效保護內(nèi)部代碼和數(shù)據(jù)不被非法竊取。