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模糊金库(Fuzzy Vault)是一种采用用户生物特征来保护身份密钥的加密算法。该算法可以很好地平衡生物特征的模糊性和加密算法的精确性,同时具有较高的模板安全性,因而引起了各国学者的广泛研究兴趣。针对目前单生物特征身份认证系统所存在生物特征易被窃取和伪造等缺陷,以及生物特征模板在提取构建时会存在的干扰和误差,本文即基于模糊金库的思想,提出了采用同一生物个体的不同模态特征进行分层级的多模态生物特征融合加密的方法,并针对来自同源的双指指纹特征数据库进行了特征提取选择和融合加密实现,取得了良好的实验效果。本方法能够很好地处理传统生物特征加密方法存在的模板伪造,交叉比对等隐患,有效提升生物特征加密的认证效果和鲁棒性。本文所做的主要工作包括:1.对生物特征认证领域近年来新兴的生物特征加密技术做了深入细致的研究工作,在本文的绪论中介绍了其产生和发展过程,之后详细介绍了目前各国学者在研究的最为典型和有代表性的生物特征加密方法。2.基于对相关领域所做的大量研究工作,本文提出了较之单源生物特征加密更为有效和可靠的一种分层级多模态生物特征融合加密方法。该方法分别在两个层级:特征层级和密钥层级上实现。在特征层级,我们主要将生物特征模板结合用户密钥进行空间仿射变换融合,从而得到融合互相关特征模板,并用模糊金库算法进行加解密,特征层级融合的优点在于能够很好地将原始用户生物特征模板进行隐藏和保护,从而降低了唯一性生物特征模板泄露可能带来的危害;在密钥层级,我们则是根据不同模态特征模板的规模将密钥拆分,并分别进行随机乱序,将乱序后的子密钥结合对应规模的模态的生物特征模板进行模糊金库加解密,在解密出乱序子密钥后,根据辅助随机序列恢复原始子密钥,拼接还原得到用户完整密钥,密钥层级融合的优点在于降低模糊金库解密中多项式规模,从而减少候选点集轮询带来的时间开销,使得方法的密钥规模适用性得到提高。同时,基于决策域匹配的思想,本文还提出了能够进一步提高该方法的模板保护和身份识别效果的联合校验过程。3.针对来自同源的双指指纹特征,本文给出了该分层级的多模态生物特征融合加密算法的双指指纹双模特征融合加密的具体实现方法。并采用山东大学提供的多模态同源数据库中提供的FT-2BU型号采集器收集的106位用户的双手拇指指纹信息作为双模特征,进行了特征提取选择及特征融合加密的实验。实验结果表明这种多模态特征融合加密方法取得了良好的信息保护效果和认证成功率。