CN1732442A - 授权匿名认证 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于处理数据的方法、程序和系统。该方法、程序和系统包括以下步骤：(a)(例如，在注册过程期间)接收第一生物测量数据(24)和第一个人密钥(26)；(b)有时在以下步骤之后：(i)从第一生物测量数据生成一个或多个变量，(ii)通过可逆加密算法处理第一个人密钥，以及(iii)加盐到第一生物测量数据(40)或第一个人密钥，通过不可逆加密算法处理第一生物测量数据和第一个人密钥(32)；(c)(例如，在认证过程期间)接收第二生物测量数据(40)和第二个人密钥(42)；(d)通过不可逆加密算法处理第二生物测量数据和第二个人密钥(48)；(e)比较第二处理数据与第一处理数据(54)；以及(f)生成关于第二处理数据与第一处理数据的比较的信号，例如(i)当第二处理数据匹配第一处理数据时反映认证的确认(58)(有时允许对设施或系统的访问)或者(ii)当第二处理数据不匹配第一处理数据时反映未确认的拒绝(60)。

Description

授权匿名认证
对相关申请的交叉引用
本申请要求2002年12月31日在美国专利局提交的临时申请第60/437,416号的权利和利益。
技术领域
本发明一般涉及处理数据，特别涉及允许以保密方式进行特定生物测量(biometric)数据的授权提交和认证。
背景技术
生物测量数据(例如，DNA、指纹、视网膜扫描、声纹或者与自然人的身体表示对应的其它数据)已经并且将要继续在各种情形下使用。例如，生物测量研究和测试已经并且将很有可能继续用于：(a)提供对治愈身体问题的更深理解并且提高其可能性，(b)提供在法律诉讼中声称的证据支持或破坏主张，(c)对于特定考古发现，产生更大的特定性和准确性，以及(d)例如在访问安全系统或设施之前，使用模板(例如，样本、摘要或其它电子或数字化系统，其通过算法数学简化使得足够的参数能够补偿不太恒定的输入或输出)，认证自然人。
然而，生物测量数据的增长使用引发了若干隐私和伦理问题。这些问题包括但不限于：(a)使用人类对象获得潜在冒风险的结果，(b)超出合理的测试范围推断生物测量测试结果，(c)建立在其内导致或增加对受保护类的歧视的框架，以及(d)超出提供信息的自然人和/或相关隐私法律所授权的任何使用的范围，使用和公开个人识别信息。
一些当前系统使用源于以下内容中的一个或组合的数据来认证自然人：(a)自然人所知道的某物(例如，密码、口令、登录号)，(b)自然人所拥有的某物(例如，塑料ID卡、令牌)、(c)自然人的身体表示(例如，生物测量信息)以及(d)自然人的行为表示(例如，击键节奏)。一些方式比其它方式更不可靠，并且组合各种方式可以证实更可靠，并且提供更高的确定性以防止任何身份欺骗。
一些当前系统利用模板与生物测量数据相关联地采用可逆加密算法(例如，可以例如使用解密或解码而逆转到原始数据的加密或编码或其它算法)。由于大多数生物测量数据基于诸如疾病、压力、卫生或提取变量的若干因素而变化，因此使用模板。例如，认证系统可以在注册过程期间使用自然人的指纹准备对应的指纹模板。此后，该系统可以捕获与指纹对应的生物测量数据(其受到采集可变性或者甚至受到物理改变例如烧伤、起疱、抓痕或污垢，这导致结果数据与较早捕获的指纹数据不一致)，并且将所捕获的指纹数据与指纹模板进行比较，以确定是否认证自然人。根据系统和模板的参数(例如，统计信息、模式或其它因素)，认证或拒绝自然人身份。为了保密性目的，通过模板采用可逆加密算法(例如，当数据正在运输中的时候)，但是可以逆转和分析原始生物测量数据，以确定系统和/或模板的参数是否适当。
一些当前系统(例如，NT或Unix)结合密码存储采用不可逆加密算法(例如，单向函数如MD-5或者具有单向函数效果的其它算法，例如使用可逆加密算法但是销毁对应的解密密钥)，以便例如在访问安全系统之前，认证自然人。使用不可逆加密算法最小化了在系统或密码文件被泄密的情况下泄露所有存储的密码的可能性。此外，不可逆加密算法需要恒定的输入，因为当通过不可逆加密算法处理时，任何输入变化例如空格将导致不同的结果。
然而，不管是否与任何其它方式如个人密钥结合使用生物测量数据，都没有任何当前系统与模板相关联地或者以其它方式与不可逆加密算法相关联地利用生物测量数据。
附图说明
图1是根据本发明的系统的功能方框图；以及
图2是图1中的系统块的流程图。
具体实施方式
虽然本发明容许很多不同形式的实施例，但是在附图中示出了其特定实施例，并且这里将对其进行详细描述，其中应当理解，本公开内容将被认为是本发明原理的示例，并且不旨在将本发明局限于所示特定实施例。
在图1-2中示出了用于处理数据的数据处理系统10。系统10包括至少一个传统计算机12，其具有处理器14和存储器16。存储器16用于存储可执行软件到操作系统10，以及用于存储数据库和随机存取存储器中的数据。然而，可以在任何其它计算机可读介质如CD、DVD或软盘上存储或提供该软件。计算机12从多个源181-18n接收输入。
系统10执行注册过程(即，例如与雇佣、设施、系统和/或有特权程序如经常旅行者程序或会员俱乐部程序相关联地接收和检验与自然人对应的数据的过程)20和认证过程(即，接收和比较数据以认证或拒绝自然人并且允许或拒绝与雇佣、设施、系统和/或其它有特权程序的关联)22。如下面进一步所述，注册过程20和认证过程22使得自然人能够最少地利用生物测量数据和加密算法以匿名的方式授权自然人身份的认证。
注册过程20包括多个步骤，其中系统10：(a)在步骤24，从自然人接收独特于自然人的第一生物测量数据(例如，可以在模板中表达(embody)的采用DNA排序展开(developments in DNA sequencing)例如聚合酶链反应技术的自然人DNA片断、或者面部扫描数据)，并且独立地和/或通过生成与第一生物测量数据的实际或潜在变化对应的一个或多个变量，产生可通过不可逆加密算法处理的结果(“注册生物测量数据”)，其中在一些情形下(例如，自然人、法律、伦理考虑或者其它问题希望不以任何方式保存注册生物测量数据的情形)通过第一不可逆加密算法处理该结果，(b)在步骤26，在高度保密的情形下接收通过加密算法(例如，第一不可逆加密算法、第二不可逆加密算法或者可逆加密算法)处理的第一个人密钥(例如，密码、口令、令牌、行为表示、单独生物测量信息或者自然人授权的其它表示)(“注册个人密钥”)，(c)在步骤28向自然人识别或分配主密钥(例如，与自然人对应的字母数字或数字值，例如识别号)(“主密钥”)，(d)在步骤30组合(例如，串在一起，以标准方式重新组织，以标准方式引入常量数据，或者其它组合方式)注册生物测量数据和注册个人密钥(“组合数据”)，(e)在步骤32，有时在加盐(salt)(即用来填充、修改、变形或覆盖的附加数据)到组合数据之后，通过第二不可逆加密算法处理组合数据(其可以是第一不可逆加密算法)处理组合数据，从而使得结果数据(“处理组合数据”)是不可解密和不可逆的(例如，预图像抗性)，(f)在步骤34，将主密钥与处理组合数据相关联(“关联处理数据”)并且消除注册生物测量数据、注册个人密钥和组合数据的所有存储或痕迹，以及(g)在步骤36将关联处理数据传输/存储到存储库(“存储库”)38中。
例如，如果注册过程20与可信旅行者程序相关联，则注册过程20包括这样的步骤，其中该系统从旅行者接收第一生物测量数据(例如，DNA片断、视网膜扫描、面部图像或者其它生物测量数据)，并且在第一生物测量数据不恒定的情形下从第一生物测量数据生成一个或多个变量(例如，DNA片断、视网膜扫描、面部图像或者其它生物测量数据的实际或潜在变化)，形成使得能够通过不可逆加密算法处理的注册生物测量数据(例如，可以通过不可逆加密算法来处理注册生物测量数据，并且在第一生物测量数据以后变化的情况下，可以独立地或者通过模拟模糊逻辑使用所生成的一个或多个变量以便在以后认证该自然人)。在特定情形下(例如，为了最小化关于以可解密的格式存储旅客DNA的顾虑)，注册过程20通过第一不可逆加密算法处理注册生物测量数据。
然后，系统20接收注册个人密钥并且通过加密算法处理注册个人密钥，其中该加密算法可以是第一不可逆加密算法、第二不可逆加密算法或者可逆加密算法(例如，如果对应的解密密钥被销毁，则可逆加密算法有效地变成间接不可逆加密算法)。
仍然使用可信旅行者程序的例子，系统20然后识别和/或分配主密钥(例如，对于旅客可以是已知或未知的字母数字值)，并且通过加密算法来处理主密钥。然后，可信旅客系统组合注册生物测量数据和注册个人密钥(而非个人密钥)，从而形成组合数据。
然后，可信旅客系统加盐到组合数据，并且通过第二不可逆加密算法(其可以是第一不可逆加密算法)处理加盐组合数据，从而形成处理组合数据。例如，在通过第二不可逆加密算法处理组合数据之前，或者作为其一部分，加盐到组合数据，并且处理组合数据将包括不可逆且不可解密的数据。
然后，可信旅行者程序将主密钥与处理组合数据相关联，从而形成关联处理数据，并且将关联处理数据传输和/或存储到存储库中。
根据相关保密性和安全性要求，注册过程20中的过程的全部或部分可以由各种应用和设备执行。例如，该过程最少可以被如下实施：(a)安装在源系统上的软件应用，或者(b)当发生任何簒改时自销毁的盒单元，例如IBM4758加密协处理器。
由于不能从关联处理数据破译、逆转或解密注册生物测量数据、注册个人密钥和组合数据，因此存储库38的位置不太重要。然而，关联处理数据可以用于比较的目的。
认证过程22包括多个步骤，其中系统10：(a)在步骤40接收第二生物测量数据并且生成一个或多个次级变量(如果第一生物测量数据以该一个或多个次级变量产生可通过第一不可逆加密算法处理的结果的方式改变，则其可以是该一个或多个变量和/或第一生物测量数据)(“认证数据”)，并且与注册过程中的保密性情形一致，通过第一不可逆加密算法(即，在注册过程的步骤24中使用的相同第一不可逆加密算法)处理认证数据，(b)在步骤42，接收第二个人密钥，其中如果根据自然人的授权而接收，则第二个人密钥是注册个人密钥(“认证个人密钥”)，并且也与注册过程中的保密性情形一致，通过加密算法处理认证个人密钥，(c)在步骤44识别第二主密钥(例如，如果所识别的第二主密钥不是主密钥，则该系统可以一开始就拒绝自然人身份)(“认证主密钥”)，(d)在步骤46组合认证数据与认证个人密钥(“组合认证数据”)，(e)在步骤48，在加盐到组合认证数据之后通过第二不可逆加密算法(即，在注册过程的步骤34中使用的相同第二不可逆加密算法)处理认证数据，从而使得结果数据(“处理认证数据”)是不可解密且不可逆的，(f)在步骤50，将认证主密钥与处理认证数据相关联(“关联认证数据”)，消除认证数据、认证个人密钥和组合认证数据的所有存储或痕迹，以及(g)在步骤52将关联认证数据传输到存储库38以便比较。
例如，返回到可信旅行者程序，认证过程22包括这样的情形，其中旅客或者认证者(例如，处于登记站的自然人或者没有任何人接口的计算机系统)想要在可信旅行者程序中认证旅客的注册。旅客(如果旅客授权认证)向认证者提供第二生物测量数据(如果第一生物测量数据是恒定的，则其可以是与第一生物测量数据相同的值)、第一个人密钥(即，通过加密算法的任何处理之前的认证个人密钥)和使得系统能够识别第一主密钥的某数据(即认证主密钥)。然后，通过认证过程处理第二生物测量数据和第一个人密钥，将其与第一个人密钥相关联，并且与存储在存储库中的数据进行比较。
此外，在可信旅行者程序中可用来识别主密钥的数据可以是频繁飞行者号码、确认代码或者让系统识别旅客的某其它数据。然后，加盐到组合认证数据(例如，以与注册过程相同的方式)，并且将加盐认证数据与认证主密钥相关联。
一旦关联认证数据到达存储库38，则在步骤54存储库38内的系统将比较关联认证数据与加密格式的其它注册数据的数据库。基于该比较，存储库38内的系统将在步骤56确定是否存在匹配(例如，独立地并且/或者通过模拟模糊逻辑，其中例如当变量的使用产生占优势的匹配时，该系统识别出匹配)，并且在步骤58提供确认认证的响应或者在步骤60指示未认证。
返回到可信旅行者程序的例子，根据由系统和通过模拟模糊逻辑识别的参数，如果基于一个或多个变量与一个或多个次级变量之间的特定匹配，则即使第一生物测量数据的值不匹配第二生物测量数据的值，存储库38中的系统也可以确认匹配。
当在可信旅行者程序例子中存在匹配时，该系统指示确认信号，并且该旅客被确认为该程序的被认证注册者。当不存在匹配时，该系统指示拒绝信号，并且该旅客可被拒绝可信旅行者程序的优惠，并且根据程序规则将采取附加的步骤。在此期间，假定存储库38中的数据的不可逆性，则存储库38中的数据对于任何入侵者或者希望扫描或查阅数据的人而言将是无意义的，从而解决了与内部威胁或者外部入侵者相关联的难题。
根据相关保密性和安全性要求，认证过程22中的过程的全部或部分可以在各种应用和设备内实施。例如，该过程最少可以被如下实施：(a)安装在源系统上的软件应用，或者(b)当发生任何篡改时自销毁的盒单元，例如IBM4758加密协处理器。
根据上文，应当看出，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以实现各种变更和修改。应当理解，并不意图或者暗示关于这里所述的特定设备的限制。当然，意图由所附权利要求涵盖落在权利要求的范围内的所有这些修改。

Claims (58)

1.一种用于处理数据的方法，包括：
接收第一生物测量数据和第一个人密钥；
通过不可逆加密算法处理第一生物测量数据和第一个人密钥，以形成第一处理数据；
接收第二生物测量数据和第二个人密钥；
通过不可逆加密算法处理第二生物测量数据和第二个人密钥，以形成第二处理数据；
比较第二处理数据与第一处理数据；以及
生成关于第二处理数据与第一处理数据的比较的信号。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：在通过不可逆加密算法处理第一生物测量数据和第一个人密钥之前，从第一生物测量数据生成第一变量。
3.如权利要求1所述的方法，还包括：在通过不可逆加密算法处理第二生物测量数据和第二个人密钥之前，从第二生物测量数据生成第二变量。
4.如权利要求1所述的方法，还包括：在通过不可逆加密算法处理第一生物测量数据和第二生物测量数据之前，通过第二不可逆加密算法处理第一生物测量数据。
5.如权利要求1所述的方法，还包括：加盐(salt)到第一生物测量数据和第一个人密钥。
6.如权利要求1所述的方法，还包括：在通过不可逆加密算法处理第一生物测量数据和第一个人密钥之前，通过加密算法处理第一个人密钥。
7.如权利要求1所述的方法，还包括将第一主密钥与第一处理数据相关联。
8.如权利要求1所述的方法，还包括将第二主密钥与第二处理数据相关联。
9.如权利要求1所述的方法，其中接收第一生物测量数据和第一个人密钥发生于注册过程期间。
10.如权利要求1所述的方法，其中接收第二生物测量数据和第二个人密钥发生于认证过程期间。
11.如权利要求1所述的方法，其中生成信号包括当第二处理数据匹配第一处理数据时发出确认信号。
12.如权利要求11所述的方法，其中发出确认信号允许对设施的访问。
13.如权利要求11所述的方法，其中发出确认信号允许对系统的访问。
14.如权利要求1所述的方法，其中生成信号包括当第二处理数据不匹配第一处理数据时发出拒绝信号。
15.如权利要求1所述的方法，还包括将第一处理数据存储在数据库中。
16.如权利要求15所述的方法，其中数据库包括多个第一处理数据。
17.一种用于处理数据的方法，包括：
接收生物测量数据和个人密钥；
通过不可逆加密算法处理生物测量数据和个人密钥，以形成处理数据；以及
比较处理数据与第二数据。
18.如权利要求17所述的方法，还包括：在通过不可逆加密算法处理生物测量数据和个人密钥之前，从生物测量数据生成变量。
19.如权利要求17所述的方法，还包括：在通过不可逆加密算法处理生物测量数据和个人密钥之前，通过第二不可逆加密算法处理生物测量数据。
20.如权利要求17所述的方法，还包括：在通过不可逆加密算法处理生物测量数据和个人密钥之前，加盐到生物测量数据和个人密钥。
21.如权利要求17所述的方法，其中接收生物测量数据和个人密钥发生于认证过程期间。
22.如权利要求17所述的方法，还包括将主密钥与生物测量数据和个人密钥相关联。
23.如权利要求17所述的方法，其中第二数据包括第二生物测量数据和第二个人密钥。
24.如权利要求23所述的方法，其中在注册过程期间接收第二生物测量数据和第二个人密钥。
25.如权利要求17所述的方法，还包括生成对应于处理数据与第二数据的比较的信号。
26.如权利要求25所述的方法，其中生成信号包括当处理数据匹配第二数据的至少一部分时，发出确认消息。
27.如权利要求25所述的方法，其中生成信号包括当处理数据不匹配第二数据的至少一部分时，发出拒绝消息。
28.如权利要求25所述的方法，其中当处理数据匹配第二数据时，生成信号允许对设施的进入。
29.如权利要求25所述的方法，其中当处理数据匹配第二数据时，生成信号允许对系统的进入。
30.一种用于处理数据的系统和包含程序指令的计算机可读介质，其中该程序指令由计算机执行以便执行用于处理数据的方法，该方法包括：
接收第一生物测量数据和第一个人密钥；
通过不可逆加密算法处理第一生物测量数据和第一个人密钥，以形成第一处理数据；
接收第二生物测量数据和第二个人密钥；
通过不可逆加密算法处理第二生物测量数据和第二个人密钥，以形成第二处理数据；
比较第二处理数据与第一处理数据；以及
生成关于第二处理数据与第一处理数据的比较的信号。
31.如权利要求30所述的用于执行方法的计算机可读介质，还包括：在通过不可逆加密算法处理第一生物测量数据和第一个人密钥之前，从第一生物测量数据生成第一变量。
32.如权利要求30所述的用于执行方法的计算机可读介质，还包括：在通过不可逆加密算法处理第二生物测量数据和第二个人密钥之前，从第二生物测量数据生成第二变量。
33.如权利要求30所述的用于执行方法的计算机可读介质，还包括：在通过不可逆加密算法处理第一生物测量数据和第二生物测量数据之前，通过第二不可逆加密算法处理第一生物测量数据。
34.如权利要求30所述的用于执行方法的计算机可读介质，还包括：在通过不可逆加密算法处理第一生物测量数据和第二生物测量数据之前，加盐到第一生物测量数据和第一个人密钥。
35.如权利要求30所述的用于执行方法的计算机可读介质，还包括，在通过不可逆加密算法处理第一生物测量数据和第一个人密钥之前，通过加密算法处理第一个人密钥。
36.如权利要求30所述的用于执行方法的计算机可读介质，还包括将第一主密钥与第一处理数据相关联。
37.如权利要求30所述的用于执行方法的计算机可读介质，还包括将第二主密钥与第二处理数据相关联。
38.如权利要求30所述的用于执行方法的计算机可读介质，其中接收第一生物测量数据和第一个人密钥发生于注册过程期间。
39.如权利要求30所述的用于执行方法的计算机可读介质，其中接收第二生物测量数据和第二个人密钥发生于认证过程期间。
40.如权利要求30所述的用于执行方法的计算机可读介质，其中生成信号包括当第二处理数据匹配第一处理数据时发出确认信号。
41.如权利要求40所述的用于执行方法的计算机可读介质，其中发出确认信号允许对设施的访问。
42.如权利要求40所述的用于执行方法的计算机可读介质，其中发出确认信号允许对系统的访问。
43.如权利要求30所述的用于执行方法的计算机可读介质，其中生成信号包括当第二处理数据不匹配第一处理数据时发出拒绝信号。
44.如权利要求30所述的用于执行方法的计算机可读介质，还包括将第一处理数据存储在数据库中。
45.如权利要求44所述的用于执行方法的计算机可读介质，其中数据库包括多个第一处理数据。
46.一种用于处理数据的系统和包含程序指令的计算机可读介质，其中该程序指令由计算机执行以便执行用于处理数据的方法，该方法包括：
接收生物测量数据和个人密钥；
通过不可逆加密算法处理生物测量数据和个人密钥，以形成处理数据；以及
比较处理数据与第二数据。
47.如权利要求46所述的用于执行方法的计算机可读介质，还包括：在通过不可逆加密算法处理生物测量数据和个人密钥之前，从生物测量数据生成变量。
48.如权利要求46所述的用于执行方法的计算机可读介质，还包括：在通过不可逆加密算法处理生物测量数据和个人密钥之前，通过第二不可逆加密算法处理生物测量数据。
49.如权利要求46所述的用于执行方法的计算机可读介质，还包括：在通过不可逆加密算法处理生物测量数据和个人密钥之前，加盐到生物测量数据和个人密钥。
50.如权利要求46所述的用于执行方法的计算机可读介质，其中接收生物测量数据和个人密钥发生于认证过程期间。
51.如权利要求46所述的用于执行方法的计算机可读介质，还包括将主密钥与生物测量数据和个人密钥相关联。
52.如权利要求46所述的用于执行方法的计算机可读介质，其中第二数据包括第二生物测量数据和第二个人密钥。
53.如权利要求52所述的用于执行方法的计算机可读介质，其中在注册过程期间接收第二生物测量数据和第二个人密钥。
54.如权利要求46所述的用于执行方法的计算机可读介质，还包括生成对应于处理数据与第二数据的比较的信号。
55.如权利要求54所述的用于执行方法的计算机可读介质，其中生成信号包括当处理数据匹配第二数据的至少一部分时，发出确认消息。
56.如权利要求54所述的用于执行方法的计算机可读介质，其中生成信号包括当处理数据不匹配第二数据的至少一部分时，发出拒绝消息。
57.如权利要求54所述的用于执行方法的计算机可读介质，其中当处理数据匹配第二数据时，生成信号允许对设施的进入。
58.如权利要求54所述的用于执行方法的计算机可读介质，其中当处理数据匹配第二数据时，生成信号允许对系统的进入。
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