基于脑电波的生物识别密码验证系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信息安全验证技术领域，特别是生物识别技术，具体涉及一种基于脑电波的生物识别密码验证系统和方法。
【背景技术】
[0002]密码验证在现实生活中无处不在，如网络账号密码，银行卡密码，门禁密码等。设置密码验证主要为了保障人们的隐私和财产安全，一旦密码被破译将会造成不同程度的损失。
[0003]目前，传统的密码技术存在一个根本问题，只有当密码很繁琐以及经常被更换时，才能最有效地保护用户账户，但这造成用户难以记忆密码并且容易遗忘密码。此外，现有的密码组合一般使用数字、字母、符号等，具有单调性往往易于破解。随着科学技术的不断发展，生物识别技术开始进入生活的信息安全验证领域。现有的基于生物特征的信息识别方法主要有指纹识别，人脸识别，虹膜识别，声纹识别等。这些方法都存在一定程度上的不足:
(1)部分生物特征不显著或携带生物特征部位损坏的人群会被排除在外，如指纹磨损可能无法进行指纹识别，盲人无法进行虹膜识别等。(2)安全性无法保证，如人脸特征容易被刻模盗用，声纹特征及其容易被模仿等。
[0004]因此，为了解决上述问题，提出了基于脑电信号的思维密码验证方法。脑电是脑细胞群的自发性、节律性生物电活动，作为生物特征识别信息满足以下要求:第一，具备普遍性，每个活体都可以采集到脑电信号。第二，具有唯一性，每个人的大脑的构造方式与思维方式均不相同。第三，具有稳定性，脑电信号不会轻易改变。第四，便于采集，目前已有消费级无线头戴设备，并且记录脑电信息对人体没有任何伤害，容易被人们接受。从实际应用角度出发，基于脑电信号的生物信息验证识别可以保证高度的准确性，由于脑电信号源于个人的大脑思维活动，每个人均不相同，很难被破译或被伪造，因此避免了主观欺诈的可能性。此外，由于脑电信号仅存于活体内部，避免了体外模仿，如“假指纹”、“假声纹”等。事件相关电位(ERP)是一种特殊的脑诱发电位，通过有意地赋予刺激以特殊的心理意义，利用多个或多样的刺激所引起的脑的电位。相比于自发脑电的杂乱无章不断变化，ERP具有两个重要特性:潜伏期恒定和波形恒定。因此它具有脑自动加工的指标，作为思维密码的可靠性和稳定性更好。不同于脑电的自发性，ERP —定要通过诱发才可以得到，诱发方式一般有三种，视觉诱发，听觉诱发和体感诱发。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于脑电波的生物识别密码验证系统和方法，解决了当前传统生物特征识别技术由于特征部位不明显或者损坏而将部分人群排除在外的普适性问题，同时提高了信息验证的安全性和可靠性，是一种操作简单，成本低廉，普适性高的密码验证系统和方法。
[0006]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是: 一种基于脑电波的生物识别密码验证系统，包括可调节头箍，视觉诱发系统，听觉诱发系统，体感诱发系统，前额信号感应器，信号接收处理器，思维信号匹配检验器和耳夹；所述视觉诱发系统固定在可调节头箍的前侧，所述听觉诱发系统固定在可调节头箍的一端，所述体感诱发系统连接可调节头箍的另一端，所述前额信号感应器固定于可调节头箍上，位于视觉诱发系统的上部，所述信号接收处理器和思维信号匹配检验器安装在可调节头箍上，所述耳夹安装在可调节头箍的一端；所述视觉诱发系统通过显示时长45秒的图片诱发ERP信号，所述听觉诱发系统通过发出45秒音乐诱发ERP信号，所述体感诱发系统通过电脉冲刺激诱发ERP信号；所述前额信号感应器在前额采集脑电信号，所述耳夹作为参考电极，夹在耳朵上；从前额上采集脑电信号的电位减去参考电极的电位就是前额上实际的脑电信号，将实际的脑电信号传输到信号接收处理器中，信号接收处理器对接收的脑电信号进行ERP成分分析，提取特定信号成分，传输到思维信号匹配检验器中。
[0007]所述视觉诱发系统采用刺激对比度为78%，平均亮度为29.98cd/m2，背景亮度为
3.98cd/m2，非革E1刺激为倒置风景图，占75%，革E1刺激为随机无规律出现的正向风景图或风景图片闪烁，占25%，叠加100次。
[0008]所述听觉诱发系统采用短音刺激，强度为65dB ;短音升降时间坡度为2.5ms，平台时间为25ms，灵敏度为150 μ V ;非靶刺激为600Hz，占75%，靶刺激随机无规律出现为
2.5kHz，占 25%，叠加 100 次。
[0009]所述体感诱发系统采用稳态连续重复的电脉冲刺激，大于20Hz连续脉冲诱发的是非靶刺激，占75%，靶刺激是中断刺激或者瞬态单个脉冲刺激，强度大，占25%，刺激部位为腕部正中神经，叠加100次。
[0010]一种基于脑电波的生物识别密码验证方法，评估步骤如下:
a思维密码初始化，因为每个人对不同诱发方式的适应性不同，分别让被试者尝试三种不同的诱发方式，通过测试，决定被试者最合适的诱发方式，确定被试者最佳诱发方式所对应的N2—P3波形作为初始设定思维密码；
b进行思维密码验证，根据每个被试者选择的最佳诱发方式诱发其ERP信号，信号接收处理器对接收的脑电信号进行ERP成分分析，提取特定N2—P3波形传输到思维信号匹配检验器中，所述思维信号匹配检验器验证特定信号成分信息与初始设定思维密码是否匹配。
[0011]与现有技术相比，本发明具有以下优点及效果:
本发明采用便携式头戴脑电采集设备，成本低廉，适用于各种场合。本发明仅采集前额一个点的脑电信号，操作简单快捷，避免了采集全脑脑电信号的繁琐。使用方便，适应性好，系统稳定可靠。使用ERP信号作为思维密码针对性强，很难被伪造和负责，提高了信息安全验证的可靠新和安全性。具有普遍适用性，完全适用于残疾人群或者部分生物特征不明显人群。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的基于ERP信号分析的思维密码验证系统的主要结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]本发明的优选实施例结合附图详述如下: 如图1所示，一种基于脑电波的生物识别密码验证系统，包括可调节头箍1，视觉诱发系统2，听觉诱发系统3，体感诱发系统4，前额信号感应器5，信号接收处理器