一种密码系统及加解密方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电子信息技术领域，涉及一种密码系统，尤其涉及一种与肌电信号结合的密码系统；同时，本发明还涉及一种加解密方法。
【背景技术】
[0002]现有的电子设备为了提高安全性，通常通过设定密码的方式加密。然而，这种方式的安全性较差，密码可能被木马截获，或者被他人得到，从而导致涉密信息泄露及财产损失。
[0003]同时，常规的密码系统无法验证生物特征(如指纹、虹膜)，所以，只要密码丢失，就可能造成很大损失。
[0004]有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的密码系统，以便克服现有密码系统存在的上述缺陷。
[0005]人体在运动过程中伴随一种可以观察的生物信号，称为肌肉电流信号(Electromyography, EMG)，从皮肤表面观测到的信号称为表面肌肉电流信号(SurfaceElectromyography, SEMG)ο
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是:提供一种密码系统，通过肌肉电流信号获取密码，可提高数据安全性。
[0007]此外，本发明还提供一种加解密方法，通过肌肉电流信号获取密码，可提高数据安全性。
[0008]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
[0009]一种密码系统，所述密码系统包括:肌电传感终端、密码设置模块、密码识别模块；
[0010]所述肌电传感终端用以采集用户人体皮肤表面肌肉电流，并提取肌电信号特征值；
[0011]所述密码设置模块用以根据所述肌电传感终端采集的肌肉电流信号生成密码；
[0012]所述密码识别模块用以将所述肌电传感终端采集的肌肉电流信号与设定密码比对及匹配分析，实现用户身份的验证。
[0013]作为本发明的一种优选方案，所述密码设置模块用以记录设定用户的皮肤表面肌肉电流信号，从中分析到该肌肉电流信号对应的手势；将一组手势动作序列作为对应的密码序列；
[0014]所述密码识别模块用以识别肌电传感终端采集的肌肉电流信号对应的手势，经过至少一次识别后生成手势动作序列，将该手势动作序列与设定密码序列对应的手势动作序列进行比对，判断是否一致或在一定安全范围内。
[0015]作为本发明的一种优选方案，所述密码设置模块用以根据设定用户特有的肌肉电流信号生成对应的密码，该密码中包含该用户特有的生物特征身份信息；
[0016]所述密码识别模块用以识别肌电传感终端采集的肌肉电流信号与设定过密码中肌肉电流信号进行比对，判断是否一致或在一定安全范围内。
[0017]作为本发明的一种优选方案，所述密码设置模块用以记录设定用户特有的皮肤表面肌肉电流信号，从中分析到该特有的肌肉电流信号对应的手势；将一组手势动作序列作为对应的密码序列；该密码序列中的每个动作对应的肌肉电流信号包含该用户特有的生物特征身份信息特征；
[0018]所述密码识别模块用以识别肌电传感终端采集的特有的肌肉电流信号对应的手势，经过至少一次识别后生成手势动作序列，将该手势动作序列与设定密码对应的手势动作序列进行比对，判断是否一致或在一定安全范围内。
[0019]作为本发明的一种优选方案，所述肌电传感终端包括至少两个佩戴单元，至少一个佩戴单元上设有肌电传感器、信号处理电路，相邻两个佩戴单元之间通过弹性连接件相连；信号处理电路提取肌电信号特征值，并将该值保存、分析、上传至设定位置。
[0020]作为本发明的一种优选方案，所述肌电传感终端为环形设备，设置于用户手臂，用户做出单一或多个特定手势动作能产生表面肌肉电流信号，手势动作作为密码序列，产生肌肉电流信号序列；
[0021]系统在对肌肉电流信号序列进行特征提取和解码的过程中，除了对手势序列做用户密码匹配判断外，同时从肌电信号中提取出用户的身份特征信息，进行用户身份匹配，实现身份和密码序列的双重认证机制。
[0022]作为本发明的一种优选方案，用户的身份特征信息和手势动作序列信息，作为密码，以加密形式，存储在所述环形设备内；
[0023]当用户所做的手势动作序列符合所存储的手势动作序列信息，并且从中提取的用户身份特征信息也匹配时，环形设备将认证通过的指令，以加密通讯形式发往需要密码解锁的受控端；
[0024]加密通讯的密匙在用户对设备进行初始化配置时指定；身份特征信息和手势动作序列信息，在用户对设备进行初始化配置时，通过做手势动作序列，由环形设备现场运算产生，并加密存储在设备内。
[0025]作为本发明的一种优选方案，用户的身份特征信息和手势动作序列信息，作为密码，以加密形式，存储在受控端，或服务器，或云存储设备中；
[0026]用户在做身份和密码认证时，做出相应的预定义的手势序列，由所述环形设备获取用户的手臂肌电信号，并提取出多种特征值参数，以加密通讯形式发往需要密码解锁的受控端，或服务器，或云存储设备，由这些系统在收到特征值参数后，进行运算，以实现用户身份和密码比较和匹配工作，并将认证通过或者失败的信息以加密形式发往受控端；加密通讯的密匙在用户对设备进行初始化配置时指定；
[0027]身份特征信息和手势动作序列信息，在用户对设备进行初始化配置时，通过用户的手势动作序列，由环形设备现场运算产提取特征值，发送到受控端，或者服务器，云存储等进行进一步数学运算，以生成用户身份和用户密码信息，并加密存储在本地。
[0028]作为本发明的一种优选方案，所述肌电传感终端设置于衣服或护具内，该衣服或护具作为肌电信号的采集终端。
[0029]作为本发明的一种优选方案，肌电传感终端紧贴用户手臂皮肤面，其中设有一路或多路表面肌肉电流信号传感器，用于拾取肌电电流信号；
[0030]设备内装置有但不限于肌肉电流信号滤波、放大、模拟到数字转换电路、数据处理和控制单元、数据和程序存储模块、电源模块、显示模块、无线通讯模块。
[0031]上述密码系统的加解密方法，所述方法包括如下步骤:用户通过佩戴肌电采集设备采集表面肌肉电流，设备自动存储及分析用户的一次或多次特定手势/动作的肌肉电流信号特征值，设备将分析得出的手势/动作特征值存为一个特征矩阵，并将此矩阵作为密码设定矩阵存储于设备或云端服务器中；
[0032]当用户完成此密码设置后，再次佩戴设备进行密码校验时，需做与密码设置同样的一次或多次特定手势/动作，设备将在一定时间范围内对用户的一次或多次特定手势/动作进行特征值信号分析，并得出密码校验矩阵，将密码校验矩阵与存储在设备内或云端服务器内的密码设定矩阵进行概率密度比较，超过设定阈值则认为密码匹配成功，从而用无线通讯进行解锁。
[0033]本发明的有益效果在于:本发明提出的密码系统及加解密方法，通过肌肉电流信号获取密码，可提高数据安全性。
[0034]在人体肌肉上方皮肤表面相近观察点取得的表面肌电信号，个体间具有相似性，同时肌电信号里也包含了各个个体的独特的生物特征信息，此种特征信息可用于进行个体的身份识别。人在做各种手势动作的时候，手臂各个位置的肌肉会表现出不同的肌电信号特征，通过这些特征可以反推出用户所做的手势动作，进一步的，这些手势动作可以用作用户密码。结合上述的个体生物特征信息和手势动作信息，可以实现密码系统中用户身份和用户密码的双重认证。
【附图说明】
[0035]图1为集成了肌肉电流信号传感器的密码系统的外观表现示意图。
[0036]图2为集成了肌肉电流信号传感器的密码系统的内部结构示意图。
[0037]图3为表皮肌肉电流信号的处理流程图。
[0038]图4为本发明密码系统的组成示意图。
[0039]图5为实施例八中弹性连接件的结构示意图。
[0040]图6为实施例八中弹性连接机构的结构示意图。
[0041]图7为实施例八中相邻两个佩戴单元的连接示意图。
[0042]图8为实施例八中肌电传感终端的结构示意图(部分佩戴单元套上壳体)。
[0043]图9为实施例九中弹性连接件的结构示意图。
[0044]图10为实施例九中相邻两个佩戴单元的连接示意图。
[0045]图11为实施例九中肌电传感终端的结构示意图(部分佩戴单元套上壳体)。
【具体实施方式】
[0046]下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
[0047]实施例一
[0048]本发明揭示了一种密码系统，本发明的核心是将人体手臂的肌肉电流生物信号