生物特征识别方法、装置以及系统与流程
本发明涉及信息安全技术领域，具体涉及一种生物特征识别方法、装置以及系统。
背景技术：
近年来，由于边缘计算和云计算的快速发展，以及它们无可比拟的优势，边缘计算和云计算越来越受到用户的欢迎，智能环境应用也希望从边缘计算和云计算中受益。用户的生物特征数据属于用户的隐私数据，现有的生物特征识别技术无法保护用户的隐私，因此无法在边缘计算和云计算赋能的智能环境中使用。
技术实现要素：
本发明所要解决的是现有的生物特征识别技术无法在边缘计算和云计算赋能的智能环境中使用的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种生物特征识别方法，包括：
采用张量模型对所述第一生物特征数据进行建模以获得第一张量数据；
对所述第一张量数据进行预处理以获得第一预处理数据；
采用预先保存的秘钥对所述第一预处理数据进行加密以获得第一密文；
将所述第一密文发送给云服务器，以使所述云服务器将所述第一密文与预先保存的一个以上第二密文进行比对，并根据比对结果生成表征所述待识别用户为合法用户的第一指令或者生成表征所述待识别用户为非法用户的第二指令，其中，所述第二密文为合法用户的生物特征对应的密文；
接收所述云服务器发送的所述第一指令或者所述第二指令。
可选的，在所述采集待识别用户的生物特征以获得第一生物特征数据之前，还包括：
采集所述合法用户的生物特征以获得第二生物特征数据；
采用所述张量模型对所述第二生物特征数据进行建模以获得第二张量数据；
对所述第二张量数据进行所述预处理以获得第二预处理数据；
随机生成并保存所述秘钥；
采用所述秘钥对所述第二预处理数据进行加密以获得所述第二密文；
将所述第二密文发送给所述云服务器，以使所述云服务器保存所述第二密文。
可选的，在所述随机生成并保存所述秘钥之后，还包括：
将所述秘钥发送给智能终端。
可选的，在所述采集待识别用户的生物特征以获得第一生物特征数据之前，还包括：
接收智能终端发送的所述秘钥。
可选的，所述预处理为高阶奇异值分解。
基于同样的发明构思，本发明还提供一种生物特征识别装置，包括：
第一采集模块，用于采集待识别用户的生物特征以获得第一生物特征数据；
第一建模模块，用于采用张量模型对所述第一生物特征数据进行建模以获得第一张量数据；
第一预处理模块，用于对所述第一张量数据进行预处理以获得第一预处理数据；
第一加密模块，用于采用预先保存的秘钥对所述第一预处理数据进行加密以获得第一密文；
第一发送模块，用于将所述第一密文发送给云服务器，以使所述云服务器将所述第一密文与预先保存的一个以上第二密文进行比对，并根据比对结果生成表征所述待识别用户为合法用户的第一指令或者生成表征所述待识别用户为非法用户的第二指令，其中，所述第二密文为合法用户的生物特征对应的密文；
第一接收模块，用于接收所述云服务器发送的所述第一指令或者所述第二指令。
可选的，所述生物特征识别装置还包括：
第二采集模块，用于采集所述合法用户的生物特征以获得第二生物特征数据；
第二建模模块，用于采用所述张量模型对所述第二生物特征数据进行建模以获得第二张量数据；
第二预处理模块，用于对所述第二张量数据进行所述预处理以获得第二预处理数据；
秘钥产生模块，用于随机生成并保存所述秘钥；
第二加密模块，用于采用所述秘钥对所述第二预处理数据进行加密以获得所述第二密文；
第二发送模块，用于将所述第二密文发送给所述云服务器，以使所述云服务器保存所述第二密文。
可选的，所述生物特征识别装置，还包括：
第三发送模块，用于将所述秘钥发送给智能终端。
可选的，所述生物特征识别装置，还包括：
第二接收模块，用于接收智能终端发送的所述秘钥。
可选的，所述预处理为高阶奇异值分解。
基于同样的发明构思，本发明还提供另一种生物特征识别方法，包括：
接收智能终端发送的第一密文，其中，所述第一密文为待识别用户的生物特征对应的密文；
将所述第一密文与预先保存的一个以上第二密文进行比对，其中，所述第二密文为合法用户的生物特征对应的密文；
若所述第一密文与所述第二密文匹配，则生成表征所述待识别用户为合法用户的第一指令，否则生成表征所述待识别用户为非法用户的第二指令；
将所述第一指令或者所述第二指令发送给所述智能终端。
可选的，所述将所述第一密文与预先保存的一个以上第二密文进行比对包括：
分别计算所述一个以上第二密文与所述第一密文之间的距离以对应获得一个以上距离；
将所述一个以上距离中最小距离与预设阈值进行比较；
若所述最小距离小于所述预设阈值，则确定所述第一密文与所述第二密文匹配。
可选的，所述将所述第一密文与预先保存的一个以上第二密文进行比对包括：
分别计算所述一个以上第二密文与所述第一密文之间的距离以对应获得一个以上距离；
将所述一个以上距离中每个距离与预设阈值进行比较；
若所述一个以上距离中任意一个距离小于所述预设阈值，则确定所述第一密文与所述第二密文匹配。
可选的，所述分别计算所述一个以上第二密文与所述第一密文之间的距离包括：
分别计算所述一个以上第二密文与所述第一密文之间的欧氏距离。
基于同样的发明构思，本发明还提供另一种生物特征识别装置，包括：
第三接收模块，用于接收智能终端发送的第一密文，其中，所述第一密文为待识别用户的生物特征对应的密文；
比对模块，用于将所述第一密文与预先保存的一个以上第二密文进行比对，其中，所述第二密文为合法用户的生物特征对应的密文；
指令生成模块，用于在所述第一密文与所述第二密文匹配时，生成表征所述待识别用户为合法用户的第一指令，否则生成表征所述待识别用户为非法用户的第二指令；
第四发送模块，用于将所述第一指令或者所述第二指令发送给所述智能终端。
可选的，所述比对模块包括：
距离计算单元，用于分别计算所述一个以上第二密文与所述第一密文之间的距离以对应获得一个以上距离；
比较单元，用于将所述一个以上距离中最小距离与预设阈值进行比较；
确定单元，用于在所述最小距离小于所述预设阈值时，确定所述第一密文与所述第二密文匹配。
可选的，所述比对模块包括：
距离计算单元，用于分别计算所述一个以上第二密文与所述第一密文之间的距离以对应获得一个以上距离；
比较单元，用于将所述一个以上距离中每个距离与预设阈值进行比较；
确定单元，用于在所述一个以上距离中任意一个距离小于所述预设阈值时，确定所述第一密文与所述第二密文匹配。
可选的，所述距离计算单元用于分别计算所述一个以上第二密文与所述第一密文之间的欧氏距离。
基于同样的发明构思，本发明还提供一种生物特征识别系统，包括智能终端和云服务器；
所述智能终端采集待识别用户的生物特征以获得第一生物特征数据；
所述智能终端采用张量模型对所述第一生物特征数据进行建模以获得第一张量数据；
所述智能终端对所述第一张量数据进行预处理以获得第一预处理数据；
所述智能终端采用预先保存的秘钥对所述第一预处理数据进行加密以获得第一密文，并将所述第一密文发送给云服务器；
所述云服务器将所述第一密文与预先保存的一个以上第二密文进行比对，并在所述第一密文与所述第二密文匹配时，生成表征所述待识别用户为合法用户的第一指令，否则生成表征所述待识别用户为非法用户的第二指令，并将所述第一密文或者所述第二密文发送给所述智能终端，其中，所述第二密文为合法用户的生物特征对应的密文。
基于同样的发明构思，本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述生物特征识别方法的步骤。
基于同样的发明构思，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述生物特征识别方法的步骤。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明提供的生物特征识别方法，通过采集待识别用户的生物特征获得第一生物特征数据，采用张量模型对所述第一生物特征数据进行建模获得第一张量数据，对所述第一张量数据进行预处理获得第一预处理数据，采用预先保存的秘钥对所述第一预处理数据进行加密获得第一密文，并将所述第一密文发送至云服务器，由所述云服务器将所述第一密文与预先保存的一个以上第二密文进行比对，根据比对结果生成表征所述待识别用户为合法用户的第一指令或者生成表征所述待识别用户为非法用户的第二指令，从而完成对所述待识别用户的身份鉴定。
由于所述第二密文为合法用户的生物特征对应的密文，即所述合法用户的生物特征对应的密文保存在所述云服务器中，因而本发明能够能利用云计算存储的优势进行生物特征识别，共用所述云服务器的所有合法用户能够随时随地使用自己的生物特征对应的密文。进一步，所述云服务器存储的是所述合法用户的生物特征对应的密文，而加密时使用的秘钥保存在智能终端，因而通过所述云服务器无法对所述合法用户的生物特征对应的密文进行解密，即在所述云服务器无法看到所述合法用户的生物特征对应的张量数据，因而保护了用户的隐私。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1是本发明实施例的生物特征识别方法的流程示意图；
图2是本发明实施例的生物特征感知方法的流程示意图；
图3是本发明实施例的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例提供一种生物特征识别方法，运行于智能终端。参考图1，所述生物特征识别方法包括：
采集待识别用户的生物特征以获得第一生物特征数据；
采用张量模型对所述第一生物特征数据进行建模以获得第一张量数据；
对所述第一张量数据进行预处理以获得第一预处理数据；
采用预先保存的秘钥对所述第一预处理数据进行加密以获得第一密文；
将所述第一密文发送给云服务器，以使所述云服务器将所述第一密文与预先保存的一个以上第二密文进行比对，并根据比对结果生成表征所述待识别用户为合法用户的第一指令或者生成表征所述待识别用户为非法用户的第二指令，其中，所述第二密文为合法用户的生物特征对应的密文；
接收所述云服务器发送的所述第一指令或者所述第二指令。
具体地，生物特征识别是指利用生物体所固有的生物特征进行个人身份鉴定，所述生物特征可以为指纹特征、虹膜特征、面部特征或者dna特征等。在本实施例中，所述生物特征识别方法运行于智能终端，所述智能终端可以为智能手机、智能门禁系统、智能家电等终端。针对不同的生物特征，采集所述生物特征的方式也不一样。例如，若所述生物特征为面部特征，可以通过图像采集装置采集所述待识别用户的面部特征；若所述生物特征为指纹特征，可以通过光学指纹采集器、热敏式传感器或者射频传感器等指纹采集装置采集所述待识别用户的指纹特征。
采用张量模型对所述第一生物特征数据进行建模，即采用
对所述第一张量数据进行预处理，可以得到高质量的第一预处理数据。在本实施例中，所述预处理为高阶奇异值分解，即：
采用预先保存的秘钥对所述第一预处理数据进行加密，获得第一密文，即：
所述云服务器收到所述第一密文后，将所述第一密文与预先保存的一个以上第二密文进行比对，并根据比对结果生成相应的指令。若所述第一密文与任意一个第二密文匹配，则生成表征所述待识别用户为合法用户的第一指令，否则生成表征所述待识别用户为非法用户的第二指令。生成所述第一指令或者所述第二指令后，所述云服务器将所述第一指令或者所述第二指令发送给所述智能终端，由所述智能终端根据所述第一指令或者所述第二指令执行相应的权限操作。对应不同的应用环境，所述权限操作也不相同。例如，若所述智能终端为智能门禁系统，所述智能终端收到所述第一指令后，执行开门操作；所述智能终端收到所述第二指令后，保持关门状态。若所述智能终端为智能手机，所述智能终端收到所述第一指令后，执行解锁操作；所述智能终端收到所述第二指令后，保持锁定状态。所述云服务器将所述第一密文与预先保存的一个以上第二密文进行比对的具体方法可参考实施例3中的描述，本实施例不再赘述。
进一步，所述第二密文为合法用户的生物特征对应的密文，是在对所述待识别用户的生物特征进行识别之前，由所有共用所述云服务器的智能终端对所有合法用户的生物特征进行感知获得的密文。需要说明的是，每个智能终端可以对应感知一个合法用户的生物特征，也可以对应感知多个合法用户的生物特征，本实施例对此不进行限定。图2是感知所述生物特征的流程示意图，所述感知所述生物特征包括：
采集所述合法用户的生物特征以获得第二生物特征数据；
采用所述张量模型对所述第二生物特征数据进行建模以获得第二张量数据；
对所述第二张量数据进行所述预处理以获得第二预处理数据；
随机生成并保存所述秘钥；
采用所述秘钥对所述第二预处理数据进行加密以获得所述第二密文；
将所述第二密文发送给所述云服务器，以使所述云服务器保存所述第二密文。
具体地，采集所述合法用户的生物特征，获得第二生物特征数据。所述第二生物特征数据的获得与所述第一生物特征数据的获得类似，在此不再赘述。获得所述第二生物特征数据后，采用所述张量模型对所述第二生物特征数据进行建模，即将所述第二生物特征数据用
获得所述第二预处理数据
现有的生物特征识别技术无法保护用户的隐私，也就无法在实际的边缘计算和云计算赋能的智能环境中使用。而本实施例提供的生物特征识别方法，由于对所述生物特征对应的张量数据进行了随机的扰乱，上传到所述云服务器的数据是所述生物特征的加密数据，并不是所述生物特征的真实数据，从所述云服务器就无法得知所述生物特征的真实数据。因此，本实施例能够保护用户特征数据识别中的用户隐私，能够在实际的边缘计算和云计算赋能的智能环境中得到广泛的运用。
实施例2
基于同样的发明构思，本实施例提供一种生物特征识别装置，运行于智能终端。所述生物特征识别装置包括：
第一采集模块，用于采集待识别用户的生物特征以获得第一生物特征数据；
第一建模模块，用于采用张量模型对所述第一生物特征数据进行建模以获得第一张量数据；
第一预处理模块，用于对所述第一张量数据进行预处理以获得第一预处理数据；
第一加密模块，用于采用预先保存的秘钥对所述第一预处理数据进行加密以获得第一密文；
第一发送模块，用于将所述第一密文发送给云服务器，以使所述云服务器将所述第一密文与预先保存的一个以上第二密文进行比对，并根据比对结果生成表征所述待识别用户为合法用户的第一指令或者生成表征所述待识别用户为非法用户的第二指令，其中，所述第二密文为合法用户的生物特征对应的密文；
第一接收模块，用于接收所述云服务器发送的所述第一指令或者所述第二指令。
在一种可选实现方式中，所述生物特征识别装置还包括：
第二采集模块，用于采集所述合法用户的生物特征以获得第二生物特征数据；
第二建模模块，用于采用所述张量模型对所述第二生物特征数据进行建模以获得第二张量数据；
第二预处理模块，用于对所述第二张量数据进行所述预处理以获得第二预处理数据；
秘钥产生模块，用于随机生成并保存所述秘钥；
第二加密模块，用于采用所述秘钥对所述第二预处理数据进行加密以获得所述第二密文；
第二发送模块，用于将所述第二密文发送给所述云服务器，以使所述云服务器保存所述第二密文。
在一种可选实现方式中，所述生物特征识别装置还包括：
第三发送模块，用于将所述秘钥发送给智能终端。
在一种可选实现方式中，所述生物特征识别装置还包括：
第二接收模块，用于接收智能终端发送的所述秘钥。
所述生物特征识别装置的具体工作原理可参考实施例1中的描述，本实施例不再赘述。
实施例3
本实施例提供一种生物特征识别方法，运行于云服务器。参考图1，所述生物特征识别方法包括：
接收智能终端发送的第一密文，其中，所述第一密文为待识别用户的生物特征对应的密文；
将所述第一密文与预先保存的一个以上第二密文进行比对，其中，所述第二密文为合法用户的生物特征对应的密文；
若所述第一密文与所述第二密文匹配，则生成表征所述待识别用户为合法用户的第一指令，否则生成表征所述待识别用户为非法用户的第二指令；
将所述第一指令或者所述第二指令发送给所述智能终端。
具体地，所述第一密文和所述第二密文的获得方法可参考实施例1的描述。所述将所述第一密文与预先保存的一个以上第二密文进行比对包括：
分别计算所述一个以上第二密文与所述第一密文之间的距离以对应获得一个以上距离。在本实施例中，分别计算的是所述一个以上第二密文与所述第一密文之间的欧氏距离，即：
其中，dji2为所述第二密文与所述第一密文之间的欧氏距离。获得所述一个以上距离后，将所述一个以上距离中最小距离与预设阈值进行比较。本领域技术人员知晓，由于数据处理过程中存在各种误差，即使针对同一用户的生物特征进行两次采集，对应获得的密文也会有所差异。因此，即使所述第一密文与所述第二密文匹配，所述第一密文与所述第二密文之间的距离可能也不为零，因而本实施例将所述一个以上距离中最小距离与预设阈值进行比较。若所述最小距离小于所述预设阈值，表明所述一个以上第二密文中存在与所述第一密文相同的密文，则确定所述第一密文与所述第二密文相匹配；若所述最小距离不小于所述预设阈值，表明所述一个以上第二密文中不存在与所述第一密文相同的密文，则确定所述第一密文与所述第二密文不匹配。所述预设阈值可根据实际误差情况进行设置，本实施例对此不作限定。
进一步，上述将所述第一密文与预先保存的一个以上第二密文进行比对，是通过先获得所述一个以上距离，再从所述一个以上距离中筛选出所述最小距离，最后将所述最小距离与预设阈值进行比较。作为另一实施例，将所述第一密文与预先保存的一个以上第二密文进行比对，还可以通过先获得所述一个以上距离，再将每个距离与预设阈值进行比较，即：分别计算所述一个以上第二密文与所述第一密文之间的距离以对应获得一个以上距离；将所述一个以上距离中每个距离与预设阈值进行比较；若所述一个以上距离中任意一个距离小于所述预设阈值，则确定所述第一密文与所述第二密文匹配。
若所述第一密文与所述第二密文相匹配，表明所述待识别用户为合法用户，向所述智能终端发送表征所述待识别用户为合法用户的第一指令；若所述第一密文与所述第二密文不匹配，表明所述待识别用户为非法用户，向所述智能终端发送表征所述待识别用户为非法用户的第二指令。所述智能终端收到所述第一指令或者所述第二指令后，执行相应的权限操作。
实施例4
基于同样的发明构思，本说明书实施例提供一种生物特征识别装置，运行于云服务器。所述生物特征识别装置包括：
第三接收模块，用于接收智能终端发送的第一密文，其中，所述第一密文为待识别用户的生物特征对应的密文；
比对模块，用于将所述第一密文与预先保存的一个以上第二密文进行比对，其中，所述第二密文为合法用户的生物特征对应的密文；
指令生成模块，用于在所述第一密文与所述第二密文匹配时，生成表征所述待识别用户为合法用户的第一指令，否则生成表征所述待识别用户为非法用户的第二指令；
第四发送模块，用于将所述第一指令或者所述第二指令发送给所述智能终端。
在一种可选实现方式中，所述比对模块包括：
距离计算单元，用于分别计算所述一个以上第二密文与所述第一密文之间的距离以对应获得一个以上距离；
比较单元，用于将所述一个以上距离中最小距离与预设阈值进行比较；
确定单元，用于在所述最小距离小于所述预设阈值时，确定所述第一密文与所述第二密文匹配。
在一种可选实现方式中，所述比对模块包括：
距离计算单元，用于分别计算所述一个以上第二密文与所述第一密文之间的距离以对应获得一个以上距离；
比较单元，用于将所述一个以上距离中每个距离与预设阈值进行比较；
确定单元，用于在所述一个以上距离中任意一个距离小于所述预设阈值时，确定所述第一密文与所述第二密文匹配。
在一种可选实现方式中，所述距离计算单元用于分别计算所述一个以上第二密文与所述第一密文之间的欧氏距离。
所述生物特征识别装置的具体工作原理可参考实施例3中的描述，本实施例不再赘述。
实施例5
基于同样的发明构思，本说明书实施例提供一种生物特征识别系统，包括智能终端和云服务器。
所述智能终端采集待识别用户的生物特征以获得第一生物特征数据；
所述智能终端采用张量模型对所述第一生物特征数据进行建模以获得第一张量数据；
所述智能终端对所述第一张量数据进行预处理以获得第一预处理数据；
所述智能终端采用预先保存的秘钥对所述第一预处理数据进行加密以获得第一密文，并将所述第一密文发送给云服务器；
所述云服务器将所述第一密文与预先保存的一个以上第二密文进行比对，并在所述第一密文与所述第二密文匹配时，生成表征所述待识别用户为合法用户的第一指令，否则生成表征所述待识别用户为非法用户的第二指令，并将所述第一密文或者所述第二密文发送给所述智能终端，其中，所述第二密文为合法用户的生物特征对应的密文。
所述智能终端的具体结构和工作原理可参考实施例1和实施例2的描述，所述云服务器的具体结构和工作原理可参考实施例3和实施例4的描述，在此不再赘述。
实施例6
基于与前述实施例中生物特征识别方法同样的发明构思，本发明还提供一种计算机设备，如图3所示，包括存储器304、处理器302及存储在存储器304上并可在处理器302上运行的计算机程序，所述处理器302执行所述程序时实现前文实施例1或者实施例3所述生物特征识别方法的步骤。
其中，在图3中，总线架构(用总线300来代表)，总线300可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线300将包括由处理器302代表的一个或多个处理器和存储器304代表的存储器的各种电路链接在一起。总线300还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口305在总线300和接收器301和发送器303之间提供接口。接收器301和发送器303可以是同一个元件，即收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器302负责管理总线300和通常的处理，而存储器304可以被用于存储处理器302在执行操作时所使用的数据。
实施例7
基于与前述实施例中生物特征识别方法同样的发明构思，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前文实施例1或者实施例3所述生物特征识别方法的步骤。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！