專利名稱：通過指紋識(shí)別生成密碼的電腦鍵盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種通過指紋識(shí)別生成密碼的電腦鍵盤，屬于生物特征識(shí) 別技術(shù)應(yīng)用與電腦鍵盤領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會(huì)，每個(gè)人都要用到各種賬號(hào)和密碼，比如電子郵箱、特殊文檔、
QQ、網(wǎng)絡(luò)游戲及多種其他軟件等等。密碼的安全性和易記性之間又是一對(duì)矛盾。 為了容易記憶，設(shè)置的密碼往往具有某種意義或規(guī)律，比較短，但是安全性差； 反之，為了提高密碼的安全性，設(shè)置的密碼要求沒有任何意義，比較長，又經(jīng) 常更新，但是難以記憶。于是出現(xiàn)了各種密碼管理工具，輔助密碼生成、密碼 填寫、文件加密解密以及密碼的刪除、更新等管理功能。但是這種密碼管理工 具仍然需要通過賬號(hào)和密碼登錄進(jìn)入，擺脫不了常規(guī)密碼的不足，即安全性和 易記性矛盾，使用不便。
為了克服常規(guī)密碼的不足，增加安全性，出現(xiàn)了各種方法和技術(shù)，如密 碼保護(hù)卡方法、數(shù)字證書技術(shù)以及屬于生物特征識(shí)別技術(shù)的指紋、虹膜和面部 識(shí)別等。密碼保護(hù)卡與應(yīng)用程序是一一對(duì)應(yīng)的，難以通用，數(shù)字證書存在丟失 的可能，而生物特征識(shí)別技術(shù)則沒有這些問題。生物特征識(shí)別中的指紋識(shí)別給 用戶帶來了很大便利，發(fā)展較成熟，已經(jīng)出現(xiàn)了多種實(shí)用的產(chǎn)品。指紋識(shí)別技 術(shù)推廣的障礙一方面在于需要采集裝置，增加投資，另外重要的是存在大量的 遺留系統(tǒng)采用賬號(hào)和密碼驗(yàn)證身份方式。
為了適應(yīng)計(jì)算機(jī)外設(shè)的簡約化發(fā)展趨勢，作為電腦主要輸入設(shè)備的鍵盤逐 漸集成了多種功能，如鼠標(biāo)、手寫板、IC卡讀卡機(jī)和指紋識(shí)別等。這些產(chǎn)品已 經(jīng)廣泛應(yīng)用，十分成熟。
本實(shí)用新型的電腦鍵盤，首先集成了密碼和指紋識(shí)別身份驗(yàn)證的優(yōu)點(diǎn)，通 過指紋識(shí)別生成密碼，然后把這一功能集成到電腦鍵盤中。
三、 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種通過指紋識(shí)別生成密碼的電腦鍵盤，電腦 用戶可通過本實(shí)用新型的電腦鍵盤錄入指紋，生成密碼，自動(dòng)填入基本輸入輸 出系統(tǒng)(BI0S)、操作系統(tǒng)登錄界面以及其他軟件，并提供密碼方案的注冊(cè)、刪 除、排序等管理功能。所述密碼方案是指根據(jù)指紋的特征數(shù)據(jù)生成密碼的方案， 包括密碼設(shè)置參數(shù)和密碼生成算法參數(shù)。所述密碼設(shè)置參數(shù)是表示密碼長度、 包含字符(數(shù)字、字母和其他ASCII碼字符)和是否允許密碼相同的三個(gè)參數(shù)。 所述密碼生成算法參數(shù)是指根據(jù)指紋特征數(shù)據(jù)生成密碼時(shí)算法的設(shè)置參數(shù)。采用本實(shí)用新型的電腦鍵盤，電腦用戶不必記憶密碼、能保證密碼的安全性，而 且可由多個(gè)用戶應(yīng)用。本實(shí)用新型的電腦鍵盤可用于多個(gè)采用賬號(hào)和密碼驗(yàn)證 身份的應(yīng)用程序，也可用于采用指紋識(shí)別方式登錄的應(yīng)用程序。
本實(shí)用新型的電腦鍵盤，包括通用串行總線(USB)接口 1、USB集線器(HUB) 2、 USB接口3、密碼生成模塊4、指紋識(shí)別模塊5、 USB接口6、鍵盤電路7和 鍵盤外設(shè)8。其中USB HUB2用來將USB接口 1擴(kuò)展為USB接口 3和USB接口 6, 密碼生成模塊4主要用來接收和轉(zhuǎn)發(fā)指紋識(shí)別模塊5獲得的數(shù)據(jù)，生成密碼上 傳到電腦，也可以直接把指紋特征數(shù)據(jù)或指紋特征匹配結(jié)果上傳到電腦；鍵盤 電路7主要用來掃描接收鍵盤外設(shè)事件，生成鍵盤按鍵信息上傳到電腦。
所述指紋識(shí)別模塊5和密碼生成模塊4具備的功能有指紋識(shí)別和密碼生成 參數(shù)設(shè)置、指紋圖像數(shù)據(jù)采集和處理、指紋特征識(shí)別、指紋特征模板注冊(cè)和管 理、指紋特征匹配、應(yīng)用程序標(biāo)識(shí)碼和用戶標(biāo)識(shí)碼生成、應(yīng)用程序名稱管理、 密碼生成和管理以及用戶密碼序號(hào)生成等功能。所述指紋識(shí)別參數(shù)設(shè)置用于設(shè) 置指紋圖像采集的參數(shù)，如對(duì)比度、亮度、銳度和標(biāo)準(zhǔn)差閾值等參數(shù)。所述密 碼生成參數(shù)設(shè)置用于設(shè)置密碼方案和用戶密碼序號(hào)生成算法的參數(shù)。所述指紋 圖像數(shù)據(jù)采集和處理是指通過指紋傳感器獲得指紋圖像，并進(jìn)行濾波、背景分 離、二值化和平滑銳化等處理。所述指紋特征識(shí)別是指從處理的指紋圖像數(shù)據(jù) 中獲得標(biāo)識(shí)指紋的特征數(shù)據(jù)，包括紋形、三角點(diǎn)、特征點(diǎn)及其方向、分類、脊 線和位置等。所述指紋特征模板注冊(cè)和管理是指保存標(biāo)識(shí)用戶身份的指紋特征 數(shù)據(jù)，并進(jìn)行排序、刪除和更新等。所述指紋特征匹配是指把獲取的指紋特征 數(shù)據(jù)與指紋特征模板進(jìn)行匹配，以確定用戶身份，返回一個(gè)布爾值。所述用戶 標(biāo)識(shí)碼用于標(biāo)識(shí)用戶身份，與指紋特征模板是一一對(duì)應(yīng)的。所述應(yīng)用程序標(biāo)識(shí) 碼用于標(biāo)識(shí)應(yīng)用程序，與應(yīng)用程序名稱是一一對(duì)應(yīng)的。所述應(yīng)用程序名稱管理 包括應(yīng)用程序名稱的注冊(cè)和修改功能，應(yīng)用程序名稱一般采用應(yīng)用程序的進(jìn)程 名稱或網(wǎng)址表示。所述密碼生成和管理是指根據(jù)密碼方案從指紋特征模板計(jì)算 出此用戶的用于某應(yīng)用程序的密碼，并可進(jìn)行重生成、查詢和存儲(chǔ)，密碼方案 修改則密碼自動(dòng)重新生成。所述用戶密碼序號(hào)生成是指根據(jù)用戶最近使用密碼 的頻率生成并更新其密碼的順序編號(hào)，用戶密碼序號(hào)用于確定用戶選擇和管理 密碼時(shí)的密碼顯示(以字符"*"顯示)順序。
鍵盤電路7和鍵盤外設(shè)8都采用公知的元件和技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型的電腦鍵盤，在驅(qū)動(dòng)程序中增加參數(shù)設(shè)置、密碼管理和指紋特 征模板管理功能。所述參數(shù)設(shè)置是指設(shè)置指紋識(shí)別參數(shù)和密碼生成參數(shù)。所述 密碼管理包括密碼生成、選擇、填寫、重新生成、查詢和方案修改。所述指紋
特征模板管理包括注冊(cè)、排序、刪除、更新和存儲(chǔ)狀態(tài)査詢。
密碼驗(yàn)證流程如圖2所示。(l)用戶通過指紋傳感器錄入指紋，驗(yàn)證指紋圖像的面積和清晰程度，如果不合格，則提示用戶重新輸入或修改指紋傳感器的
參數(shù)設(shè)置，直到錄入的圖像合格。(2)進(jìn)行圖像的處理和特征數(shù)據(jù)的提取，并與 已經(jīng)注冊(cè)的指紋特征模板進(jìn)行匹配；如果不匹配，則提示注冊(cè)新的指紋特征模 板，若用戶選擇不注冊(cè)則退出；若用戶選擇注冊(cè)，則注冊(cè)為新的指紋特征模板， 并自動(dòng)生成用戶標(biāo)識(shí)碼。(3)通過電腦操作系統(tǒng)的進(jìn)程信息或網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的網(wǎng)址 獲取當(dāng)前應(yīng)用程序的名稱，如果不能得到，則提示用戶從己注冊(cè)的應(yīng)用程序中 選擇一個(gè)，也可以錄入一個(gè)新應(yīng)用程序。(4)如果應(yīng)用程序不存在，則注冊(cè)應(yīng)用 程序(系統(tǒng)自動(dòng)生成應(yīng)用程序標(biāo)識(shí)碼)，并根據(jù)指紋特征模板和設(shè)置的密碼方案 生成密碼；如果應(yīng)用程序已經(jīng)存在，則讀取其密碼。(5)將獲得的密碼，輸出到 電腦，填入應(yīng)用程序。(6)記錄當(dāng)前應(yīng)用程序的密碼使用序號(hào)，如果符合條件則 修正應(yīng)用程序的用戶密碼序號(hào)。
本實(shí)用新型的有益效果是使得電腦用戶不必記憶密碼，又能保證密碼的 安全有效；可用于生成和自動(dòng)填入多個(gè)應(yīng)用程序的密碼，也可以生成、查詢和 保存用戶個(gè)人的多個(gè)其他密碼，如存折、銀行卡、電話卡和密碼箱等密碼；可 以由多個(gè)用戶應(yīng)用，互相沒有任何影響。本實(shí)用新型利用了指紋識(shí)別技術(shù)，但 不用改變己有采用賬號(hào)和密碼驗(yàn)證身份的應(yīng)用程序，提高了安全性和使用的便 利性，當(dāng)然也可以用于直接采用指紋特征數(shù)據(jù)驗(yàn)證身份的應(yīng)用程序。
四

圖1為本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為密碼驗(yàn)證流程圖。
五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地說明。 圖1為本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖，包括USB接口1、 USBHUB2、 USB接
口 3、密碼生成模塊4、指紋識(shí)別模塊5、 USB接口 6、鍵盤電路7和鍵盤外設(shè)8。 所述USB HUB2選擇GL650作為主控芯片，將USB接口 1擴(kuò)展為USB接口 3和USB 接口 6。所述密碼生成模塊4主要用來接收和轉(zhuǎn)發(fā)指紋識(shí)別模塊5獲得的數(shù)據(jù)， 生成密碼上傳到電腦，也可以直接把指紋特征數(shù)據(jù)或指紋特征匹配結(jié)果上傳到 電腦。所述指紋識(shí)別模塊5包含公知的指紋傳感器，可以是各種類型的，如可 以是光學(xué)式、硅片式(熱敏式、電容式或電感式)或超聲波式，可以是單觸型 或劃擦型。鍵盤電路7主要用來掃描接收鍵盤外設(shè)事件，生成鍵盤按鍵信息上 傳到電腦。鍵盤電路和外設(shè)部分采用公知的元件和技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
實(shí)施例1:所述指紋識(shí)別模塊5采用公知的指紋傳感器。所述密碼生成模塊 4采用數(shù)字信號(hào)處理(DSP)微處理器和Flash芯片(可選)，其中Flash芯片擴(kuò) 充DSP微處理器的存儲(chǔ)空間，可以根據(jù)具體情況選擇或不選，用于存儲(chǔ)程序、 指紋模板、設(shè)置數(shù)據(jù)、用戶和應(yīng)用程序標(biāo)識(shí)碼以及密碼數(shù)據(jù)等信息。例如所述指紋傳感器選擇MBF200，所述DSP微處理器選擇TMS320VC5402，所述Flash 芯片選擇4M的N82802AB。 MBF200通過SPI接口與TMS320VC5402連接。
實(shí)施例2:所述指紋識(shí)別模塊5采用公知的指紋傳感器和指紋識(shí)別芯片。所 述指紋識(shí)別芯片用來存儲(chǔ)和運(yùn)行指紋圖像采集和處理程序，存儲(chǔ)和運(yùn)行指紋特 征數(shù)據(jù)提取和匹配程序，注冊(cè)、管理和存儲(chǔ)指紋特征模板，生成和存儲(chǔ)用戶標(biāo) 識(shí)碼。所述密碼生成模塊4采用數(shù)字信號(hào)處理(DSP)微處理器和Flash芯片(可 選)，其中Flash芯片擴(kuò)充DSP微處理器的存儲(chǔ)空間，可以根據(jù)具體情況選擇或 不選，用于存儲(chǔ)密碼生成程序、應(yīng)用程序標(biāo)識(shí)碼、應(yīng)用程序名稱、設(shè)置數(shù)據(jù)和 密碼數(shù)據(jù)等信息。例如所述指紋傳感器選擇MBF200，指紋識(shí)別芯片選擇 WFM1102-FC， DSP微處理器選擇TMS320VC5402， Flash芯片選擇2M的SST49LF002 。 MBF200通過串行口與WFM1102-FC連接，WFM1102-FC通過串行口與TMS320VC5402 連接。
所述實(shí)施例2對(duì)實(shí)施例1的改進(jìn)是在所述指紋識(shí)別模塊5中增加了指紋識(shí) 別芯片，充分利用己有產(chǎn)品和技術(shù)，簡化了開發(fā)工作。上述兩個(gè)實(shí)施例中Flash 芯片可以根據(jù)需要進(jìn)行增減或者不選，另外所有芯片可根據(jù)具體情況重新選擇， 都在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。
所述密碼生成是指根據(jù)密碼方案從指紋特征模板計(jì)算出此用戶的用于某應(yīng) 用程序的密碼，其算法可以有多種。 一種算法是在散列算法的基礎(chǔ)上限制其輸 出結(jié)果符合密碼的某些要求。例如要求密碼為16位，每一位都互相不重復(fù)，可 以是10個(gè)數(shù)字或大小寫的英文字母。較簡單的一種算法，其流程是(l)將指紋 特征模板的指紋特征數(shù)據(jù)分為字節(jié)數(shù)相同的16組。(2)對(duì)每組的各個(gè)字節(jié)采用加 權(quán)取余法，求得余數(shù)。所述加權(quán)取余法是指對(duì)各個(gè)字節(jié)求加權(quán)和，除以模數(shù)， 取其余數(shù)；其中模數(shù)取62，權(quán)值系列可以是全選1、算術(shù)級(jí)數(shù)、幾何級(jí)數(shù)或質(zhì) 數(shù)序列等。(3)測試每個(gè)余數(shù)是否相同，如果有相同者，對(duì)后者再利用加權(quán)取余 法運(yùn)算，直到?jīng)]有相同的余數(shù)為止。(4)對(duì)各個(gè)余數(shù)，依次根據(jù)某種對(duì)應(yīng)關(guān)系求 得對(duì)應(yīng)的ASCII編碼，從而得到符合要求的密碼。所述對(duì)應(yīng)關(guān)系可以是0 9 分別對(duì)應(yīng)數(shù)字0 9的ASCII編碼，10 35分別對(duì)應(yīng)小寫字母a z的ASCII編 碼；36 61分別對(duì)應(yīng)大寫字母A Z的ASCII編碼。
所述修正用戶密碼序號(hào)，其算法在驅(qū)動(dòng)程序中實(shí)現(xiàn)，主要原理是在驅(qū)動(dòng)程 序記錄當(dāng)前應(yīng)用程序的密碼使用序號(hào)的基礎(chǔ)上，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)近期應(yīng)用程 序的密碼使用頻率來修正用戶密碼序號(hào)。
密碼和指紋特征數(shù)據(jù)加密都采用公知的對(duì)稱加密算法和技術(shù)。
權(quán)利要求1、通過指紋識(shí)別生成密碼的電腦鍵盤，包括USB接口(1)、USB HUB(2)、USB接口(3)、密碼生成模塊(4)、指紋識(shí)別模塊(5)、USB接口(6)、鍵盤電路(7)和鍵盤外設(shè)(8)，其特征在于通過USB接口(1)連接電腦，將數(shù)據(jù)上傳到電腦。
2、 按照權(quán)利要求1所述通過指紋識(shí)別生成密碼的電腦鍵盤，其特征在 于所述密碼生成模塊(4)連接指紋識(shí)別模塊(5)，接收和轉(zhuǎn)發(fā)指紋識(shí)別模塊 (5)獲得的數(shù)據(jù)，生成密碼上傳到電腦。
3、 按照權(quán)利要求1或2所述通過指紋識(shí)別生成密碼的電腦鍵盤，其特 征在于所述密碼生成模塊(4)采用DSP微處理器和Flash芯片，所述Flash 芯片用于擴(kuò)充DSP微處理器的存儲(chǔ)空間。
4、 按照權(quán)利要求1所述通過指紋識(shí)別生成密碼的電腦鍵盤，其特征在 于所述指紋識(shí)別模塊(5)采用公知的指紋傳感器和指紋識(shí)別芯片，或者只采 用指紋傳感器。
5、 按照權(quán)利要求1所述通過指紋識(shí)別生成密碼的電腦鍵盤，其特征在 于所述USB HUB (2)連接USB接口 (1) 、 USB接口 (3)和USB接口 (6)，將USB 接口 (1)擴(kuò)展為USB接口 (3)和USB接口 (6)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種通過指紋識(shí)別生成密碼的電腦鍵盤，屬于生物特征識(shí)別技術(shù)應(yīng)用與電腦鍵盤領(lǐng)域。本實(shí)用新型的電腦鍵盤包括USB接口(1)、USB HUB(2)、USB接口(3)、密碼生成模塊(4)、指紋識(shí)別模塊(5)、USB接口(6)、鍵盤電路(7)和鍵盤外設(shè)(8)。所述指紋識(shí)別模塊(5)，采用公知的指紋傳感器和指紋識(shí)別芯片，或者只采用指紋傳感器。所述密碼生成模塊(4)采用DSP微處理器和Flash芯片。本實(shí)用新型的電腦鍵盤使得電腦用戶輸入指紋，自動(dòng)生成并填入多個(gè)應(yīng)用程序的密碼；可由多個(gè)用戶應(yīng)用；可直接用于采用賬號(hào)和密碼驗(yàn)證身份的應(yīng)用程序，也可用于采用指紋特征數(shù)據(jù)驗(yàn)證身份的應(yīng)用程序。
文檔編號(hào)G06K9/00GK201233599SQ20082011213
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月23日
發(fā)明者蘇子林 申請(qǐng)人:魯東大學(xué)