一种基于物理加密辐射成像身份认证系统技术方案

本发明专利技术公开了信息与安全技术领域的一种基于物理加密辐射成像身份认证系统，探测模块，用于利用X光机照射腕骨，X光经预卸载屏调制后生成加密腕骨X光片；识别模块，用于通过探测器接收加密腕骨X光片的加密腕骨数据，利用霍特林模型计算得出霍特林指纹，判断当前指纹信号是否与已授权人员指纹信号吻合；认证模块，用于当指纹信号吻合程度达到某一阈值范围内为身份认证成功，使用霍特林模型对所述目标对象的标识信息进行分析，确定所述对象的指纹信号；根据指纹信号判断所述对象对应的通行状态，由指纹信号数值控制极重要场所的身份认证状态，能够提高极重要场所的安全性，具有高识别性、高安全性的优点，可满足极重要场所的安保需要。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物理加密辐射成像身份认证系统
本专利技术涉及信息与安全
，具体为一种基于物理加密辐射成像身份认证系统。
技术介绍
对于大部分非涉密场所，待通行人员需要提供一个或多个凭据来证明自己是经授权通行的人员，如包含使用机械钥匙的物理认证凭据，或利用人脸识别/密码的电子认证凭据，但对于专门处理涉密事务或存储涉密载体的极重要场所而言，这类的身份认证往往不够安全。如放置特殊核材料的储藏机构，危险分子极有可能仿制涵盖钥匙在内的物理解锁装置，或对人脸识别等电子认证系统进行破解，由此将对极重要场所的安全造成一定影响。高涉密场所应当严格进行人员审查，并强化对身份认证系统的技术保护。基于此，本专利技术设计了一种基于物理加密辐射成像身份认证系统，在保证身份认证识别性的同时保护通行人员的身份认证信息，由此解决上述问题。
技术实现思路
为解决上述问题，满足极重要场所对于解锁方式的高机密要求，提高财产、信息等方面的安全问题，本专利技术提供了一种基于腕骨X光图像数据与霍特林模型的身份认证系统。该身份认证系统的认证状态依赖于对目标区域内出现目标对象的检测，利用霍特林模型对试图通过极重要场所的对象的生物特征数据进行智能化分析处理，由计算机决定所述目标对象的通行权限，根据权限控制极重要场所身份认证通行状态。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于物理加密辐射成像的身份认证系统，包括探测模块，用于利用X光机照射腕骨，X光经预卸载屏调制后生成加密腕骨X光片；识别模块，用于通过位置灵敏探测器接收加密腕骨X光片的加密腕骨数据，利用霍特林模型计算得出霍特林指纹(即霍特林决策统计量，简称指纹信号)，判断当前指纹信号是否与已授权人员指纹信号吻合；认证模块，用于当指纹信号吻合程度达到某一阈值范围内身份认证成功。优选的，所述预卸载屏为一块可以随机调制X射线的掩模，掩模含有随机生成的小孔，在测量过程中进行平移或旋转，来实现对射线的无序调制。其材质主要针对于不同放射源而定，本例中为铅板。在不了解掩模移动距离与旋转角度的情况下，难以通过探测器接收射线重建人体腕骨数据，由此从源头处保障身份认证系统安全性。优选的，所述位置灵敏探测器可精确地记录入射X射线的位置信息。优选的，所述利用霍特林模型计算得出指纹信号具体定义为公式(1)：λ＝ωHg2(1)式中，λ为指纹信号，g2为探测器记录到的该次探测腕骨数据，ω为霍特林权值：ω＝K-1·Δg，K为g的协方差矩阵，Δg＝g2-g1，g1为数据库内已授权人员的腕骨数据，Δg表示两项目成像数据的差值。优选的，所述身份认证系统具体实现步骤如下：步骤1：采用低剂量X光机照射腕骨，同时在探测器前放置一块含孔掩模板；步骤2：使用霍特林模型对当前人员腕骨数据进行计算，得出该人员的指纹信号；步骤3：当该指纹信号与已录入指纹信号的吻合程度到达某一阈值范围后，解锁该场所，并对获取通行的人员进行记录。优选的，所述的阈值范围由前期训练阶段对霍特林模型的大量训练得出，包括以下步骤：a、使用Geant4模拟生成两个一模一样的人体腕骨模型，其中一个记录为数据库项目，另一个记录为解锁库项目；b、上述过程重复若干遍，生成若干两两一致的人体腕骨模型，并产生数据库项目集合与解锁类项目集合；c、计算每一对相同腕骨的指纹信号，统计得到当前解锁指纹信号与指纹库内录入指纹信号一致时的阈值范围。优选的，所述的阈值范围由前期训练阶段对霍特林模型的大量训练得出，具体包括以下步骤：步骤1、依据不同的真实腕骨X光图像结构特点，将桡骨及腕骨均抽象为圆柱体单元，将圆柱体单元的中心按生理解剖结构放置于各自的骨架轴线上，得到每个人员的模拟腕骨单元F；步骤2、上述步骤重复若干次，得到若干模拟人员的腕骨单元，对于不同人员j的腕骨单元图Fj，其区别在于腕骨与桡骨的维度和位置；步骤3、使用低剂量X光对人体腕骨进行照射，穿过模拟腕骨单元的X光经过预卸载屏的调制后被位置敏感探测器接收，每个腕骨单元都要经过两次照射，一次记录为已授权通行人员的腕骨数据，另一次记录为待审查是否通行人员的解锁数据，重复若干次，该步骤产生数据库项目集合与解锁库项目集合；步骤4、在完成上述步骤后，使用霍特林模型对项目进行计算，具体操作如下：步骤4.1、将数据库项目集合记为项目1，其中每个腕骨单元数据记为g1，并将解锁库项目集合记为项目2，其中每个腕骨单元数据记为g2；步骤4.2、从数据库项目集合选取与解锁库项目集合中同一人员的腕骨单元，计算出其平均协方差矩阵K与矩阵差值Δg；步骤4.3、经过大量尝试计算，得出当所选解锁类项目与数据库项目一致时解锁类项目决策统计量的阈值，即当试图进入极重要场所的人员指纹信号数据不超过此阈值，证明该人员是经过授权进入场所的人员。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术与传统身份认证系统的不同之处在于，根据目标对象的腕骨信息控制场所的身份认证状态，一方面会使已授权通行对象进出场所更加安全、快捷，另一方面也能对进行场所人员进行记录与分辨，便于极重要场所的安保与管理。由于每个人的腕骨都存在一定差异，使得腕骨X光更加难以伪造，但直接使用X光照射腕骨，电子仪器内保存的数据可能被破解或被重建，因此本专利技术在探测器前放置一块含随机位置小孔的铅板对腕骨X光数据进行加密处理，并将加密腕骨数据交由霍特林理想观察者模型，计算得出专属于该人员的指纹信号，具有高识别性、高安全性的优点，可满足极重要场所的安保需要。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一些实施方案示出一种获取加密腕骨X光图像的整体架构图；图2为本专利技术一些实施方案示出的一种预卸载屏面示意图；图3为本专利技术一些实施方案示出的指纹信号阈值范围示意图；图4为本专利技术一些实施方案示出的一种身份认证系统整体认证流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术整体涉及用于防止恶意人员“重放”或者“欺骗”门禁设备的解锁系统。“重放”是指试图非法进入极重要场所的人员试图利用先前捕获的用户图像展示给门禁设备，通过重复放映已授权通行人员的“密码”信息而通过身份认证。“欺骗”通常是指恶意进入场所人员凭借与已授权通行人员相似的面具、体模、投影等图像通过身份认证。为防止极重要场所的“钥匙”泄露导致信息与财产被破坏的情况发生，本专利技术利用预卸载屏与霍特林模型对生物特征数据完本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物理加密辐射成像身份认证系统，其特征在于：包括/n探测模块，用于利用X光机照射腕骨，X光经预卸载屏调制后生成加密腕骨X光片；/n识别模块，用于通过探测器接收加密腕骨X光片的加密腕骨数据，利用霍特林模型计算得出霍特林指纹，判断当前指纹信号是否与已授权人员指纹信号吻合；/n认证模块，用于当指纹信号吻合程度达到某一阈值范围内为身份认证通过。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于物理加密辐射成像身份认证系统，其特征在于：包括
探测模块，用于利用X光机照射腕骨，X光经预卸载屏调制后生成加密腕骨X光片；
识别模块，用于通过探测器接收加密腕骨X光片的加密腕骨数据，利用霍特林模型计算得出霍特林指纹，判断当前指纹信号是否与已授权人员指纹信号吻合；
认证模块，用于当指纹信号吻合程度达到某一阈值范围内为身份认证通过。


2.根据权利要求1所述的一种基于物理加密辐射成像身份认证系统，其特征在于：所述预卸载屏为一块含孔铅板，通过在探测过程中随机平移/旋转来完成对X光的随机调制。


3.根据权利要求1所述的一种基于物理加密辐射成像身份认证系统，其特征在于：所述利用霍特林模型计算得出指纹信号具体定义为公式(1)：
λ＝ωHg2(1)
式中，λ为指纹信号，g2为探测器记录到的该次探测腕骨数据，ω为霍特林权值：ω＝K-1·Δg，K为g的协方差矩阵，Δg＝g2-g1，g1为数据库内已授权人员的腕骨数据，Δg表示两项目成像数据的差值。


4.根据权利要求1所述的一种基于物理加密辐射成像身份认证系统，其特征在于：所述身份认证系统具体实现步骤如下：
步骤1：采用低剂量X光机照射腕骨，同时在探测器前放置一块含孔掩模；
步骤2：使用霍特林模型对当前人员腕骨数据进行计算，得出该人员的指纹信号；
步骤3：当该指纹信号与已录入指纹信号的吻合程度到达某一阈值范围后，解锁该场所，并对获取通行的人员进行记录。


5.根据权利要求1所述的一种基于物理加密辐射成像身份认证系统，其特征在于：所述的阈值范围由前期训练阶段对霍特林模型的大量训练得出，包括以下步骤：
a、使用Geant4模拟生成两个一模一样的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何庆华，李田，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32