基于生理特征的密钥产生机制及评价标准研究

Body Sensor Network is one kind of the Internet of Things and it is a special network of medical area, how to solve the information security of body sensor network is the most important problem before widely utilized. As the resource limitation of entities of body sensor network, biometric based key generation method is becoming a research hot. The elementary research shows that the method is work well but lack of theory support as well as the standard of key performances. This project will build the model of biometric generation and analyze the biometric traits, and then explore the mechanism of biometric based key generation and key evaluation standard. It includes two spects:1)The generation mechanism of biometric traits;2)The key evaluation standard; This project will disclose the essence of biometric based key generation in theory and propose key generation algorithm as well as building key evaluation standard.

躯感网被认为是物联网在医疗领域的专用网络，解决躯感网内信息的安全问题是其广泛应用的前提和基础。由于躯感网内通信实体资源极为有限，因此基于生理特征的躯感网密钥产生成为研究热点。初步研究表明，这一方法产生的密钥性能很好，但目前尚缺乏理论依据，并且缺乏一个可以综合评价密钥性能的标准。本项目从建立生理特征产生密钥机理模型入手，通过对生理特征进行分析，探索生理特征产生密钥的产生机理并建立密钥的评价标准。研究内容主要包括两大方面：1）生理特征产生密钥机理；2）密钥的综合性能评价标准。本项目的研究成果将从理论上揭示基于生理特征的躯感网密钥产生的理论依据，并据此研究基于生理特征的密钥产生算法，同时建立密钥的评价标准。

对生理特征的密钥产生机制进行研究，可以为使用生理特征作为信息安全中的加密和解密时的密钥提供理论依据，也可以为使用生理特征产生随机数用于认证提供安全保证。课题组从躯感网中采集的多种生理特征（心电信号，肌电信号和指纹）产生的密钥入手，深入地研究这些生理特征产生密钥的机制和机理，具体工作总结如下：（1）建立了生理特征产生密钥的机理分析模型。通过分析心血管信号产生密钥的过程，建立了心血管信号产生密钥的机理模型，在这一模型中引入肌电信号进行验证，并对这一模型进行修改和完善，进而提出生理特征产生密钥机理分析模型。（2）基于上述分析模型并利用生理特征产生密钥。利用肌电信号中的特征产生随机数作为密钥，利用指纹中的特征产生序列用于认证。（3）建立了密钥性能评价标准，对上述密钥或序列进行评价。.上述研究成果为生理特征用于躯感网的安全提供了理论依据，目前已经发表论文4篇，均为SCI/EI检索，其中国际期刊2篇，国际会议报告2次；共申请专利4项（3项发明专利和1项实用新型），其中1项发明专利和1项实用新型专利已经获得授权，2项发明专利在实审中；培养硕士研究生多名。