CN102122402B - 基于手掌静脉认证的门禁系统及其认证方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于手掌静脉认证的门禁系统及其认证方法，所述系统包括：多个手掌静脉终端，采集待认证用户的手掌静脉图像，处理后传送给中央处理装置；中央处理装置，存储有权限信息、安全规则信息以及合法用户的手掌静脉信息；读取待认证用户的手掌静脉图像，基于预置的匹配规则和安全规则判断安保门的开启是否符合安全要求；若是，则向相应的门控制装置发送开门指令；以及，多个门控制装置，响应开门指令控制相应的安保门开启。本系统及其认证方法克服了现有基于ID卡和指纹识别的安保门禁认证中存在的认证参照物易被盗用、复制或污染所导致的认证效率及准确度受限的缺陷，能够满足较高安全要求。
Description
技术领域
本发明涉及安全认证技术领域，特别涉及一种基于手掌静脉认证的门禁系统及其认证方法。
背景技术
随着金融行业的不断发展以及金融市场竞争的日益加剧，银行管理日趋规范化。众所周知，银行作为金融行业，安全更是重中之重，而安全保障依靠规范的管理和先进的技术保障。
目前，大部分银行都在各营业网点以及重要的办公空间之间安装电锁。例如，可在营业柜台和大厅间设置多道安保门，每道安保门均安装有电锁。当营业柜台外的人试图进入营业柜台内时，需手动按下门铃，由营业柜台内的工作人员通过肉眼识别访问者后选择是否开门。这种安保方式存在多个弊端：首先，频繁的识别和开门操作会影响营业柜台内工作人员的工作效率；其次，肉眼识别效率低且准确率不高，容易出现错开和漏开的失误，也会对工作人员造成一定的压力；此外，无法统计和追踪进出过柜台的人员，使得在发生安全事件或遭遇其他安全问题时，无法还原事发前后的进出记录。因此，这种方式存在严重的安全隐患。
为了避免上述安全隐患，部分银行在部分营业网点设置了IC卡门禁系统，即：每个员工分配一张IC卡，凭IC卡自动出入安保门。IC卡的使用规范了管理制度，提高了银行内部的安全等级，但IC卡易丢失或被盗用，这些无法克服的客观问题给用户带来了更大的不便。因此，已有部分银行采用了指纹门禁系统。然而，指纹处于人体表面，较容易被伪造，且指纹识别对手指的湿度、清洁度、脱皮和手指伤痕等很敏感，很容易造成合法用户无法被识别的情况，导致认证准确度受限。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题在于，如何克服现有的银行安保系统中基于ID卡和指纹识别的安保门禁认证中存在的认证参照物易被盗用、复制或污染所导致的认证效率及准确度受限的缺陷。
(二)技术方案
未解决上述技术问题，本发明的技术方案提供了一种基于手掌静脉认证的门禁系统，包括：
多个手掌静脉终端，每一所述手掌静脉终端设置于一安保门处；用于采集待认证用户的手掌静脉图像，处理后传送给中央处理装置；
中央处理装置，存储有合法用户的手掌静脉信息、手掌静脉终端信息、门控制装置信息、权限信息、安全规则信息；所述中央处理装置读取所述待认证用户的手掌静脉图像，并在所述合法用户的手掌静脉信息中进行搜索比对，若存在匹配图像，则根据所述权限信息和安全规则信息进一步判断所述待认证用户的进入和/或当前开门操作是否符合安全要求，若是，则向相应的门控制装置发送开门指令；
多个门控制装置，用于响应所述开门指令控制相应的安保门开启。
优选地，所述多个手掌静脉终端、所述多个门控制装置与所述中央处理装置通过局域网连接。
优选地，每一所述手掌静脉终端还包括：
存储装置，存储合法用户的手掌静脉信息、门控制装置信息、权限信息和安全规则信息；
认证识别装置，当所述手掌静脉终端与所述中央处理装置无法连接时，读取所述待认证用户的手掌静脉图像，并在所述合法用户的手掌静脉信息中进行搜索比对，若存在匹配图像，则根据所述权限信息和安全规则信息进一步判断所述待认证用户的进入和/或当前开门操作是否符合安全要求，若是，则向相应的门控制装置发送开门指令。
优选地，所述系统还包括数据同步装置，所述数据同步装置与所述中央处理装置连接，根据所述手掌静脉终端信息定时依次连接每一所述手掌静脉终端执行数据同步，将所述中央处理装置中存储的与每一手掌静脉终端相关的合法用户的个人信息和手掌静脉信息传送给相应的手掌静脉终端。
本发明还提供了使用上述基于手掌静脉认证的门禁系统进行认证的方法，所述方法包括：
S101：手掌静脉终端采集待认证用户的手掌静脉图像，处理后发送给中央处理装置；
S102：中央处理装置读取所述认验证用户的手掌静脉图像，在已存储的合法用户手掌静脉信息中进行搜索比对，若存在匹配图像，则进入下一步；否则向相应的手掌静脉终端发送文字、图像、声音或光形式的提示信息；
S103：中央处理装置基于预置的安全规则信息和权限信息，进一步判断所述待认证用户的进入和/或当前开门操作是否符合安全要求；若是，则向相应的门控制装置发送开门指令；若否，则向相应的手掌静脉终端发送文字、图像、声音或光形式的提示信息；
S104：门控制装置响应所述开门指令控制相应的安保门开启。
优选地，步骤S101中，所述处理过程包括对所述待认证用户的手掌静脉图像的压缩和加密；所述加密过程通过高级数据加密标准AES实现。
优选地，步骤S102中，所述搜索比对过程包括：将所述待认证用户的手掌静脉图像与所述存储的合法用户的手掌静脉图像进行重合判断，若静脉形状一致，则匹配。
优选地，所述方法还包括：获取所述中央处理装置中存储的手掌静脉终端信息，根据所述手掌静脉终端信息定时依次连接所述多个手掌静脉终端执行数据同步；所述数据同步过程包括：获取所述中央处理装置中存储的与所述手掌静脉终端相关的合法用户的个人信息和手掌静脉数据，并通过自定义通信协议传送给将所述手掌静脉终端。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供的基于手掌静脉认证的门禁系统及其认证方法具有以下优势：人体手掌静脉数据极难伪造或复制，且克服了皮肤干燥、灰尘等异常因素对认证准确度的影响，使得基于手掌静脉识别的认证方式能够满足银行高级别安全性要求；此外，手掌的静脉较粗，数量多，可以实现高精度的识别；认证时的数据传输使用AES方式加密，杜绝了数据外泄的风险；中央处理装置与各个手掌静脉终端组成局域网并通信，由各个手掌静脉终端负责手掌静脉数据的采集，然后发送到手掌静脉处理服务器进行集中处理，大大提高了系统可拥有的最大用户数，提高了认证的速度，减轻了管理的复杂度；系统可在网络模式和单机模式之间自行切换，在网络不通的情况下，手掌静脉终端可自行进行认证识别处理；此外，本系统可通过局域网接入广域网，由此实现银行内部静脉数据的整体共享，更有利于其他相关业务系统的扩展。
附图说明
图1为本发明的基于手掌静脉认证的门禁系统在网络模式下的结构示意图；
图2为本发明的基于手掌静脉认证的门禁系统在单机模式下的工作原理图；
图3为本发明的基于手掌静脉认证的门禁系统的认证方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明的目的，但不用来限定本发明的范围。
人体静脉中红血球的血红素已失去氧气，这种还原血红素会吸收特定的近红外光线。因此，当使用近红外光线照射人体时，只有静脉部分会有微弱的反射，从而形成暗淡的图像。手掌静脉隐藏于皮肤以下3毫米深处，属于人体内部信息，极难复制；且静脉图像具备活体检知功能，无法盗用，即：截肢后的手掌无血液回流，血管变形，无法获得正确的图像；此外，手掌中的静脉数量多、线条复杂，容易形成个体差异，可读取到更稳定的信息，由此实现高精度的识别。经实验验证，手掌静脉识别的本人拒绝率为0.001％(十万分之一)，他人接受率为0.00008％(千万分之八)，能够满足较高的安保要求。
基于上述手掌静脉识别原理，本发明的技术方案提供了一种基于手掌静脉认证的门禁系统，该系统包括多个手掌静脉终端1、中央处理装置2以及多个门控制装置3，其中，每一手掌静脉终端1设置于一安保门4处；每一手掌静脉终端、门控制装置都具备自己的设备信息，即：手掌静脉终端信息和门控制装置信息。本发明的系统可工作于网络模式和单机模式，在网络模式下，多个手掌静脉终端1与中央处理装置2连接；在单机模式下，多个手掌静脉终端1不与中央处理装置2连接。
在图1示出的实施例中，所述多个手掌静脉终端1及门控制装置3均与中央处理装置2通过交换机5组成局域网，即：本实施例的基于手掌静脉认证的门禁系统处于网络工作模式。
本实施例中，手掌静脉终端1的主要功能包括：采集待认证用户的手掌静脉数据，对数据进行压缩、加密等处理后，通过局域网传送给中央处理装置2。优选地，手掌静脉终端1可以包括：近红外线发生器，用于生成近红外线并照射待验证用户手掌；传感器，接收由待认证用户手掌反射的近红外线，并获取静脉图像；以及，数据处理装置，用于实现静脉图像的压缩和加密处理。其中，近红外线发生器和传感器可集成为一手掌静脉识别装置传感器，例如，富士通PalmSecure传感器，待认证用户将手掌置于触摸屏上即可接受照射和图像采集。加密过程可以通过AES(Advanced Encryption Standard，高级数据加密标准)实现。
该手掌静脉终端1还可以包括提示单元，用于为用户显示来自中央处理装置2的提示信息，该提示信息可以以文字、光、声音的形式提供。该提示装置可以为显示屏、指示灯、蜂鸣器中的一种或其他。
如上所述，网络模式下，手掌静脉终端1仅用于采集待认证用户的手掌静脉数据。
对于网络模式下的手掌静脉终端1，其静脉数据的处理及识别工作由中央处理装置2执行。中央处理装置2可以通过服务器实现。具体来说，所有允许通过安保门的用户可以通过该服务器进行注册，提交自己的ID、手掌静脉数据以及权限信息，由管理员进行编辑并录入数据库；管理员还可以在数据库中录入每一手掌静脉终端的信息，包括手掌静脉终端的识别标记和相应的允许进入人员ID；此外，该数据库内还可以包括由管理员预置的安全规则信息，包括：防尾随策略、互锁策略、多人验证策略、紧急常开门常闭门策略、消防开门、指定时间常开门常闭门策略、超时未关报警设置、远程开门、胁迫密码设置等，这些安全策略将在预置的特定条件下被触发。
当接收到用户的认证请求信息时，中央处理装置2读取接收到的手掌静脉图像中的静脉信息，例如，静脉的形状，在数据库中对该安保门标识下对应的静脉图像进行基于重合判断的搜索比对，寻找与其形状一致的手掌静脉图像；若寻找到匹配图像，则进一步核实与该匹配图像对应的合法用户的个人信息：用户ID及权限，并将其与预置的安全策略结合进行逻辑分析，以判断该用户此时是否能够被允许进入该安保门；即：即使该待认证用户为该安保门的合法用户，还需要根据安全策略进一步判断此时该安保门的开启是否符合安全要求。例如，以前述安全规则信息中的互锁策略为例说明，本实施例中的互锁策略规定A和B门在同一时间内只能有一方开启。则有，用户在A门已被开启的前提下试图打开B门时，根据互锁安全策略的逻辑定义，其已经触发了互锁安全策略，此时即使手掌静脉认证显示其为合法用户，中央处理装置仍根据逻辑分析判断B门当前的开启不符合安全要求，将不向门控制器发送开门指令，而与B门对应的手掌静脉手掌静脉终端将向用户提示相关的信息；当A门正常关闭时，根据互锁安全策略的逻辑定义不被触发，此时若用户的手掌静脉认证通过，中央处理装置将直接向门控制器发送开门指令，B门即可开启。
具体实施过程中，中央处理装置2还可以记录并保存认证信息，例如认证的时间、认证所在安保门的标识、认证人员ID以及认证结果，以便于发生安全故障问题后及时查找。记录并保存有认证时间的中央处理装置2也可以用于普通的考勤机，且杜绝了他人代刷卡或指模替代现象。换句话说，该中央处理装置2可以作为管理平台，管理员可以通过其执行部门管理、用户管理、设备管理、安全策略管理、考勤输出等。
其中，中央处理装置2的上述工作过程可以基于线程池及完成端口的相关机制实现：中央处理装置2创建并绑定端口，建立IO处理线程池；开始监听，获取到手掌静脉终端的连接请求后，将其与完成端口相关联并投递请求；调用线程池中的空线程进行认证和逻辑处理，关闭线程；当关闭认证服务时，设置退出标识为退出服务状态，向完成端口发出关闭口令；完成端口接到口令关闭连接；关闭监听socket，退出服务。
中央处理装置2输出的开门指令由门控制装置3接收并执行。每一手掌静脉终端1对应于一门控制装置3(一个门控制装置可同时对应多个手掌静脉终端)，并与中央处理装置2通过局域网连接；响应中央处理装置2的开门指令，控制相应的安保门上的电子锁开启。
优选地，本实施例的系统还可以包括数据同步装置(未示出)，用于定时将中央处理装置2内存储的数据同步至相关的手掌静脉终端内，以利于单机模式下手掌静脉终端的认证识别。具体来说，数据同步装置运行于系统后台，通过获取中央处理装置2的数据库中的预留数据实现手掌静脉终端1的数据同步更新。为了便于管理和控制，数据同步装置采用单线程处理，同时做成一个伪终端，将手掌静脉终端1作为服务器，在数据同步时主动连接手掌静脉终端1，由中央处理装置2处获得与该终端相关的所有用户的数据(手掌静脉数据和个人信息)后，通过自定义的通信格式将数据发送给终端；手掌静脉终端在接收到所有用户数据之后，进行本地文件刷新，最终完成数据同步的机能。其中，依据手掌静脉终端存储于数据库中的数据，根据门禁组和用户组的映射关系，如果有相应用户组，那么该用户组设为该终端用户，如果用户组为空，默认系统所有用户为该终端用户。
在图2示出的实施例中，本发明的系统处于单机模式下。此时，由于手掌静脉终端1不连接中央处理装置2，手掌静脉终端1可以存储有本地用户数据，包括允许通过本地安保门4的合法用户的ID、权限信息、预先采集/获取并保存的用户手掌静脉图像。这些用户数据可以由用户自行注册提交，并由管理员进行编辑和管理。此外，单机模式下的手掌静脉终端1应包含一高性能处理器，用于在实时采集待认证用户的手掌静脉图像后，将其与存储的本地用户数据进行搜索比对，根据比对结果选择发送开门指令或者显示提示信息。认证过程中的认证信息，例如认证的时间、认证人员ID以及认证结果也将被记录并保存，以便于发生安全故障问题后及时查找。
相应地，本发明技术方案提供了利用上述基于手掌静脉认证的门禁系统进行认证的方法。如图3所示，该方法包括以下步骤：
S101：手掌静脉终端采集待认证用户的手掌静脉图像，处理后发送给中央处理装置；
S102：中央处理装置读取所述待认证用户的手掌静脉图像，在已存储的合法用户手掌静脉数据库中进行搜索比对，若存在匹配图像，则进入下一步；否则向相应的手掌静脉终端发送文字、声音、图像或光形式的提示信息；
S103：中央处理装置基于预置的安全要求信息和所述匹配图像对应的合法用户的个人信息，进一步判断所述合法用户的进入是否符合安全要求，若是，则向相应的门控制装置发送开门指令；若否，则向相应的手掌静脉终端发送文字、声音或光形式的提示信息；
S104：门控制装置响应所述开门指令控制相应的安保门开启。
其中，所述方法在步骤S101之前还包括：手掌静脉终端采集/获取并存储本地用户数据，包括用户ID、权限、手掌静脉数据；获取方式可以为由用户注册提交；并且，所述方法的步骤S102应该包括：将所述待认证用户的手掌静脉图像与已保存的同一ID下的静脉图像进行重合判断，若两幅图像中的静脉形状一致，则匹配；此时，继续执行上述步骤S103。
进一步地，本发明的方法还应包括定时数据同步的步骤，数据同步流程如下：获取手掌静脉终端数据(手掌静脉终端的设备信息)，并依据此数据依次对每一个手掌静脉终端执行数据同步；获取指定手掌静脉终端的用户数据后即连接该手掌静脉终端，使用自定义通信格式进行数据传送；接收数据的手掌静脉终端在将全部的用户数据接收完毕后开始刷新数据文件；数据同步装置将所有的手掌静脉终端处理完毕，依据休眠时间，停止同步服务至下次同步开始。优选地，根据数据库中配置的同步时间间隔，同步线程将休眠指定时间，然后再次进行数据同步。
需要说明的是，上述认证方法应与前述基于手掌静脉认证的门禁系统各组成部分的功能一一对应，未详细说明的步骤可参照前述系统中相应内容。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (8)
1.一种基于手掌静脉认证的门禁系统，其特征在于，包括：
多个手掌静脉终端，每一所述手掌静脉终端设置于一安保门处；用于采集待认证用户的手掌静脉图像，处理后传送给中央处理装置，每一所述手掌静脉终端包括：数据处理装置，用于实现静脉图像的压缩和加密处理；
中央处理装置，存储有合法用户的手掌静脉信息、手掌静脉终端信息、门控制装置信息、权限信息、安全规则信息；所述中央处理装置读取所述待认证用户的手掌静脉图像，并在所述合法用户的手掌静脉信息中进行搜索比对，若存在匹配图像，则根据所述权限信息和安全规则信息进一步判断所述待认证用户的进入和/或当前开门操作是否符合安全要求，若是，则向相应的门控制装置发送开门指令；
多个门控制装置，用于响应所述开门指令控制相应的安保门开启。
2.如权利要求1所述的基于手掌静脉认证的门禁系统，其特征在于，所述多个手掌静脉终端、所述多个门控制装置与所述中央处理装置通过局域网连接。
3.如权利要求1所述的基于手掌静脉认证的门禁系统，其特征在于，每一所述手掌静脉终端还包括：
存储装置，存储合法用户的手掌静脉信息、门控制装置信息、权限信息和安全规则信息；
认证识别装置，当所述手掌静脉终端与所述中央处理装置无法连接时，读取所述待认证用户的手掌静脉图像，并在所述合法用户的手掌静脉信息中进行搜索比对，若存在匹配图像，则根据所述权限信息和安全规则信息进一步判断所述待认证用户的进入和/或当前开门操作是否符合安全要求，若是，则向相应的门控制装置发送开门指令。
4.如权利要求1所述的基于手掌静脉认证的门禁系统，其特征 在于，所述系统还包括数据同步装置，所述数据同步装置与所述中央处理装置连接，根据所述手掌静脉终端信息定时依次连接每一所述手掌静脉终端执行数据同步，将所述中央处理装置中存储的与每一手掌静脉终端相关的合法用户的个人信息和手掌静脉信息传送给相应的手掌静脉终端。
5.一种如权利要求1-4中任一项所述的基于手掌静脉认证的门禁系统的认证方法，其特征在于，所述方法包括：
S101：手掌静脉终端采集待认证用户的手掌静脉图像，处理后发送给中央处理装置，所述处理过程包括对所述待认证用户的手掌静脉图像的压缩和加密；所述加密过程通过高级数据加密标准AES实现；
S102：中央处理装置读取所述待认证用户的手掌静脉图像，在已存储的合法用户手掌静脉信息中进行搜索比对，若存在匹配图像，则进入下一步；否则向相应的手掌静脉终端发送文字、图像、声音或光形式的提示信息；
S103：中央处理装置基于预置的安全规则信息和权限信息，进一步判断所述待认证用户的进入和/或当前开门操作是否符合安全要求；若是，则向相应的门控制装置发送开门指令；若否，则向相应的手掌静脉终端发送文字、图像、声音或光形式的提示信息；
S104:门控制装置响应所述开门指令控制相应的安保门开启。
6.一种如权利要求5所述的基于手掌静脉认证的门禁系统的认证方法，其特征在于，所述安全规则信息包括：互锁规则。
7.一种如权利要求5所述的基于手掌静脉认证的门禁系统的认证方法，其特征在于，步骤S102中，所述搜索比对过程包括：将所述待认证用户的手掌静脉图像与所述存储的合法用户的手掌静脉图像进行重合判断，若静脉形状一致，则匹配。
8.一种如权利要求5所述的基于手掌静脉认证的门禁系统的认证方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述中央处理装置中存 储的手掌静脉终端信息，根据所述手掌静脉终端信息定时依次连接所述多个手掌静脉终端执行数据同步；所述数据同步过程包括：获取所述中央处理装置中存储的与所述手掌静脉终端相关的合法用户的个人信息和手掌静脉数据，并通过自定义通信协议传送给将所述手掌静脉终端。
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