专利名称：通过指纹识别生成密码的电脑键盘的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种通过指纹识别生成密码的电脑键盘，属于生物特征识 别技术应用与电脑键盘领域。
二背景技术：
现代社会，每个人都要用到各种账号和密码，比如电子邮箱、特殊文档、
QQ、网络游戏及多种其他软件等等。密码的安全性和易记性之间又是一对矛盾。 为了容易记忆，设置的密码往往具有某种意义或规律，比较短，但是安全性差； 反之，为了提高密码的安全性，设置的密码要求没有任何意义，比较长，又经 常更新，但是难以记忆。于是出现了各种密码管理工具，辅助密码生成、密码 填写、文件加密解密以及密码的删除、更新等管理功能。但是这种密码管理工 具仍然需要通过账号和密码登录进入，摆脱不了常规密码的不足，即安全性和 易记性矛盾，使用不便。
为了克服常规密码的不足，增加安全性，出现了各种方法和技术，如密 码保护卡方法、数字证书技术以及属于生物特征识别技术的指纹、虹膜和面部 识别等。密码保护卡与应用程序是一一对应的，难以通用，数字证书存在丢失 的可能，而生物特征识别技术则没有这些问题。生物特征识别中的指纹识别给 用户带来了很大便利，发展较成熟，已经出现了多种实用的产品。指纹识别技 术推广的障碍一方面在于需要采集装置，增加投资，另外重要的是存在大量的 遗留系统采用账号和密码验证身份方式。
为了适应计算机外设的简约化发展趋势，作为电脑主要输入设备的键盘逐 渐集成了多种功能，如鼠标、手写板、IC卡读卡机和指纹识别等。这些产品已 经广泛应用，十分成熟。
本实用新型的电脑键盘，首先集成了密码和指纹识别身份验证的优点，通 过指纹识别生成密码，然后把这一功能集成到电脑键盘中。
三、 发明内容
本实用新型的目的在于提供一种通过指纹识别生成密码的电脑键盘，电脑 用户可通过本实用新型的电脑键盘录入指纹，生成密码，自动填入基本输入输 出系统(BI0S)、操作系统登录界面以及其他软件，并提供密码方案的注册、删 除、排序等管理功能。所述密码方案是指根据指纹的特征数据生成密码的方案， 包括密码设置参数和密码生成算法参数。所述密码设置参数是表示密码长度、 包含字符(数字、字母和其他ASCII码字符)和是否允许密码相同的三个参数。 所述密码生成算法参数是指根据指纹特征数据生成密码时算法的设置参数。采用本实用新型的电脑键盘，电脑用户不必记忆密码、能保证密码的安全性，而 且可由多个用户应用。本实用新型的电脑键盘可用于多个采用账号和密码验证 身份的应用程序，也可用于采用指纹识别方式登录的应用程序。
本实用新型的电脑键盘，包括通用串行总线(USB)接口 1、USB集线器(HUB) 2、 USB接口3、密码生成模块4、指纹识别模块5、 USB接口6、键盘电路7和 键盘外设8。其中USB HUB2用来将USB接口 1扩展为USB接口 3和USB接口 6, 密码生成模块4主要用来接收和转发指纹识别模块5获得的数据，生成密码上 传到电脑，也可以直接把指纹特征数据或指纹特征匹配结果上传到电脑；键盘 电路7主要用来扫描接收键盘外设事件，生成键盘按键信息上传到电脑。
所述指纹识别模块5和密码生成模块4具备的功能有指纹识别和密码生成 参数设置、指纹图像数据采集和处理、指纹特征识别、指纹特征模板注册和管 理、指纹特征匹配、应用程序标识码和用户标识码生成、应用程序名称管理、 密码生成和管理以及用户密码序号生成等功能。所述指纹识别参数设置用于设 置指纹图像采集的参数，如对比度、亮度、锐度和标准差阈值等参数。所述密 码生成参数设置用于设置密码方案和用户密码序号生成算法的参数。所述指纹 图像数据采集和处理是指通过指纹传感器获得指纹图像，并进行滤波、背景分 离、二值化和平滑锐化等处理。所述指纹特征识别是指从处理的指纹图像数据 中获得标识指纹的特征数据，包括纹形、三角点、特征点及其方向、分类、脊 线和位置等。所述指纹特征模板注册和管理是指保存标识用户身份的指纹特征 数据，并进行排序、删除和更新等。所述指纹特征匹配是指把获取的指纹特征 数据与指纹特征模板进行匹配，以确定用户身份，返回一个布尔值。所述用户 标识码用于标识用户身份，与指纹特征模板是一一对应的。所述应用程序标识 码用于标识应用程序，与应用程序名称是一一对应的。所述应用程序名称管理 包括应用程序名称的注册和修改功能，应用程序名称一般采用应用程序的进程 名称或网址表示。所述密码生成和管理是指根据密码方案从指纹特征模板计算 出此用户的用于某应用程序的密码，并可进行重生成、查询和存储，密码方案 修改则密码自动重新生成。所述用户密码序号生成是指根据用户最近使用密码 的频率生成并更新其密码的顺序编号，用户密码序号用于确定用户选择和管理 密码时的密码显示(以字符"*"显示)顺序。
键盘电路7和键盘外设8都采用公知的元件和技术实现。
本实用新型的电脑键盘，在驱动程序中增加参数设置、密码管理和指纹特 征模板管理功能。所述参数设置是指设置指纹识别参数和密码生成参数。所述 密码管理包括密码生成、选择、填写、重新生成、查询和方案修改。所述指纹
特征模板管理包括注册、排序、删除、更新和存储状态査询。
密码验证流程如图2所示。(l)用户通过指纹传感器录入指纹，验证指纹图像的面积和清晰程度，如果不合格，则提示用户重新输入或修改指纹传感器的
参数设置，直到录入的图像合格。(2)进行图像的处理和特征数据的提取，并与 已经注册的指纹特征模板进行匹配；如果不匹配，则提示注册新的指纹特征模 板，若用户选择不注册则退出；若用户选择注册，则注册为新的指纹特征模板， 并自动生成用户标识码。(3)通过电脑操作系统的进程信息或网络浏览器的网址 获取当前应用程序的名称，如果不能得到，则提示用户从己注册的应用程序中 选择一个，也可以录入一个新应用程序。(4)如果应用程序不存在，则注册应用 程序(系统自动生成应用程序标识码)，并根据指纹特征模板和设置的密码方案 生成密码；如果应用程序已经存在，则读取其密码。(5)将获得的密码，输出到 电脑，填入应用程序。(6)记录当前应用程序的密码使用序号，如果符合条件则 修正应用程序的用户密码序号。
本实用新型的有益效果是使得电脑用户不必记忆密码，又能保证密码的 安全有效；可用于生成和自动填入多个应用程序的密码，也可以生成、查询和 保存用户个人的多个其他密码，如存折、银行卡、电话卡和密码箱等密码；可 以由多个用户应用，互相没有任何影响。本实用新型利用了指纹识别技术，但 不用改变己有采用账号和密码验证身份的应用程序，提高了安全性和使用的便 利性，当然也可以用于直接采用指纹特征数据验证身份的应用程序。
四
图1为本实用新型的总体结构示意图； 图2为密码验证流程图。
五具体实施方式
以下结合附图和具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细地说明。 图1为本实用新型的总体结构示意图，包括USB接口1、 USBHUB2、 USB接
口 3、密码生成模块4、指纹识别模块5、 USB接口 6、键盘电路7和键盘外设8。 所述USB HUB2选择GL650作为主控芯片，将USB接口 1扩展为USB接口 3和USB 接口 6。所述密码生成模块4主要用来接收和转发指纹识别模块5获得的数据， 生成密码上传到电脑，也可以直接把指纹特征数据或指纹特征匹配结果上传到 电脑。所述指纹识别模块5包含公知的指纹传感器，可以是各种类型的，如可 以是光学式、硅片式(热敏式、电容式或电感式)或超声波式，可以是单触型 或划擦型。键盘电路7主要用来扫描接收键盘外设事件，生成键盘按键信息上 传到电脑。键盘电路和外设部分采用公知的元件和技术实现。
实施例1:所述指纹识别模块5采用公知的指纹传感器。所述密码生成模块 4采用数字信号处理(DSP)微处理器和Flash芯片(可选)，其中Flash芯片扩 充DSP微处理器的存储空间，可以根据具体情况选择或不选，用于存储程序、 指纹模板、设置数据、用户和应用程序标识码以及密码数据等信息。例如所述指纹传感器选择MBF200，所述DSP微处理器选择TMS320VC5402，所述Flash 芯片选择4M的N82802AB。 MBF200通过SPI接口与TMS320VC5402连接。
实施例2:所述指纹识别模块5采用公知的指纹传感器和指纹识别芯片。所 述指纹识别芯片用来存储和运行指纹图像采集和处理程序，存储和运行指纹特 征数据提取和匹配程序，注册、管理和存储指纹特征模板，生成和存储用户标 识码。所述密码生成模块4采用数字信号处理(DSP)微处理器和Flash芯片(可 选)，其中Flash芯片扩充DSP微处理器的存储空间，可以根据具体情况选择或 不选，用于存储密码生成程序、应用程序标识码、应用程序名称、设置数据和 密码数据等信息。例如所述指纹传感器选择MBF200，指纹识别芯片选择 WFM1102-FC， DSP微处理器选择TMS320VC5402， Flash芯片选择2M的SST49LF002 。 MBF200通过串行口与WFM1102-FC连接，WFM1102-FC通过串行口与TMS320VC5402 连接。
所述实施例2对实施例1的改进是在所述指纹识别模块5中增加了指纹识 别芯片，充分利用己有产品和技术，简化了开发工作。上述两个实施例中Flash 芯片可以根据需要进行增减或者不选，另外所有芯片可根据具体情况重新选择， 都在本实用新型的范围之内。
所述密码生成是指根据密码方案从指纹特征模板计算出此用户的用于某应 用程序的密码，其算法可以有多种。 一种算法是在散列算法的基础上限制其输 出结果符合密码的某些要求。例如要求密码为16位，每一位都互相不重复，可 以是10个数字或大小写的英文字母。较简单的一种算法，其流程是(l)将指纹 特征模板的指纹特征数据分为字节数相同的16组。(2)对每组的各个字节采用加 权取余法，求得余数。所述加权取余法是指对各个字节求加权和，除以模数， 取其余数；其中模数取62，权值系列可以是全选1、算术级数、几何级数或质 数序列等。(3)测试每个余数是否相同，如果有相同者，对后者再利用加权取余 法运算，直到没有相同的余数为止。(4)对各个余数，依次根据某种对应关系求 得对应的ASCII编码，从而得到符合要求的密码。所述对应关系可以是0 9 分别对应数字0 9的ASCII编码，10 35分别对应小写字母a z的ASCII编 码；36 61分别对应大写字母A Z的ASCII编码。
所述修正用户密码序号，其算法在驱动程序中实现，主要原理是在驱动程 序记录当前应用程序的密码使用序号的基础上，根据记录数据统计近期应用程 序的密码使用频率来修正用户密码序号。
密码和指纹特征数据加密都采用公知的对称加密算法和技术。
权利要求1、通过指纹识别生成密码的电脑键盘，包括USB接口(1)、USB HUB(2)、USB接口(3)、密码生成模块(4)、指纹识别模块(5)、USB接口(6)、键盘电路(7)和键盘外设(8)，其特征在于通过USB接口(1)连接电脑，将数据上传到电脑。
2、 按照权利要求1所述通过指纹识别生成密码的电脑键盘，其特征在 于所述密码生成模块(4)连接指纹识别模块(5)，接收和转发指纹识别模块 (5)获得的数据，生成密码上传到电脑。
3、 按照权利要求1或2所述通过指纹识别生成密码的电脑键盘，其特 征在于所述密码生成模块(4)采用DSP微处理器和Flash芯片，所述Flash 芯片用于扩充DSP微处理器的存储空间。
4、 按照权利要求1所述通过指纹识别生成密码的电脑键盘，其特征在 于所述指纹识别模块(5)采用公知的指纹传感器和指纹识别芯片，或者只采 用指纹传感器。
5、 按照权利要求1所述通过指纹识别生成密码的电脑键盘，其特征在 于所述USB HUB (2)连接USB接口 (1) 、 USB接口 (3)和USB接口 (6)，将USB 接口 (1)扩展为USB接口 (3)和USB接口 (6)。
专利摘要本实用新型涉及一种通过指纹识别生成密码的电脑键盘，属于生物特征识别技术应用与电脑键盘领域。本实用新型的电脑键盘包括USB接口(1)、USB HUB(2)、USB接口(3)、密码生成模块(4)、指纹识别模块(5)、USB接口(6)、键盘电路(7)和键盘外设(8)。所述指纹识别模块(5)，采用公知的指纹传感器和指纹识别芯片，或者只采用指纹传感器。所述密码生成模块(4)采用DSP微处理器和Flash芯片。本实用新型的电脑键盘使得电脑用户输入指纹，自动生成并填入多个应用程序的密码；可由多个用户应用；可直接用于采用账号和密码验证身份的应用程序，也可用于采用指纹特征数据验证身份的应用程序。
文档编号G06K9/00GK201233599SQ20082011213
公开日2009年5月6日 申请日期2008年4月23日 优先权日2008年4月23日
发明者苏子林 申请人:鲁东大学