基于腦電波的生物識(shí)別密碼驗(yàn)證系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信息安全驗(yàn)證技術(shù)領(lǐng)域，特別是生物識(shí)別技術(shù)，具體涉及一種基于腦電波的生物識(shí)別密碼驗(yàn)證系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]密碼驗(yàn)證在現(xiàn)實(shí)生活中無處不在，如網(wǎng)絡(luò)賬號(hào)密碼，銀行卡密碼，門禁密碼等。設(shè)置密碼驗(yàn)證主要為了保障人們的隱私和財(cái)產(chǎn)安全，一旦密碼被破譯將會(huì)造成不同程度的損失。
[0003]目前，傳統(tǒng)的密碼技術(shù)存在一個(gè)根本問題，只有當(dāng)密碼很繁瑣以及經(jīng)常被更換時(shí)，才能最有效地保護(hù)用戶賬戶，但這造成用戶難以記憶密碼并且容易遺忘密碼。此外，現(xiàn)有的密碼組合一般使用數(shù)字、字母、符號(hào)等，具有單調(diào)性往往易于破解。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生物識(shí)別技術(shù)開始進(jìn)入生活的信息安全驗(yàn)證領(lǐng)域。現(xiàn)有的基于生物特征的信息識(shí)別方法主要有指紋識(shí)別，人臉識(shí)別，虹膜識(shí)別，聲紋識(shí)別等。這些方法都存在一定程度上的不足:
(1)部分生物特征不顯著或攜帶生物特征部位損壞的人群會(huì)被排除在外，如指紋磨損可能無法進(jìn)行指紋識(shí)別，盲人無法進(jìn)行虹膜識(shí)別等。(2)安全性無法保證，如人臉特征容易被刻模盜用，聲紋特征及其容易被模仿等。
[0004]因此，為了解決上述問題，提出了基于腦電信號(hào)的思維密碼驗(yàn)證方法。腦電是腦細(xì)胞群的自發(fā)性、節(jié)律性生物電活動(dòng)，作為生物特征識(shí)別信息滿足以下要求:第一，具備普遍性，每個(gè)活體都可以采集到腦電信號(hào)。第二，具有唯一性，每個(gè)人的大腦的構(gòu)造方式與思維方式均不相同。第三，具有穩(wěn)定性，腦電信號(hào)不會(huì)輕易改變。第四，便于采集，目前已有消費(fèi)級(jí)無線頭戴設(shè)備，并且記錄腦電信息對人體沒有任何傷害，容易被人們接受。從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，基于腦電信號(hào)的生物信息驗(yàn)證識(shí)別可以保證高度的準(zhǔn)確性，由于腦電信號(hào)源于個(gè)人的大腦思維活動(dòng)，每個(gè)人均不相同，很難被破譯或被偽造，因此避免了主觀欺詐的可能性。此外，由于腦電信號(hào)僅存于活體內(nèi)部，避免了體外模仿，如“假指紋”、“假聲紋”等。事件相關(guān)電位(ERP)是一種特殊的腦誘發(fā)電位，通過有意地賦予刺激以特殊的心理意義，利用多個(gè)或多樣的刺激所引起的腦的電位。相比于自發(fā)腦電的雜亂無章不斷變化，ERP具有兩個(gè)重要特性:潛伏期恒定和波形恒定。因此它具有腦自動(dòng)加工的指標(biāo)，作為思維密碼的可靠性和穩(wěn)定性更好。不同于腦電的自發(fā)性，ERP —定要通過誘發(fā)才可以得到，誘發(fā)方式一般有三種，視覺誘發(fā)，聽覺誘發(fā)和體感誘發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于腦電波的生物識(shí)別密碼驗(yàn)證系統(tǒng)和方法，解決了當(dāng)前傳統(tǒng)生物特征識(shí)別技術(shù)由于特征部位不明顯或者損壞而將部分人群排除在外的普適性問題，同時(shí)提高了信息驗(yàn)證的安全性和可靠性，是一種操作簡單，成本低廉，普適性高的密碼驗(yàn)證系統(tǒng)和方法。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是: 一種基于腦電波的生物識(shí)別密碼驗(yàn)證系統(tǒng)，包括可調(diào)節(jié)頭箍，視覺誘發(fā)系統(tǒng)，聽覺誘發(fā)系統(tǒng)，體感誘發(fā)系統(tǒng)，前額信號(hào)感應(yīng)器，信號(hào)接收處理器，思維信號(hào)匹配檢驗(yàn)器和耳夾；所述視覺誘發(fā)系統(tǒng)固定在可調(diào)節(jié)頭箍的前側(cè)，所述聽覺誘發(fā)系統(tǒng)固定在可調(diào)節(jié)頭箍的一端，所述體感誘發(fā)系統(tǒng)連接可調(diào)節(jié)頭箍的另一端，所述前額信號(hào)感應(yīng)器固定于可調(diào)節(jié)頭箍上，位于視覺誘發(fā)系統(tǒng)的上部，所述信號(hào)接收處理器和思維信號(hào)匹配檢驗(yàn)器安裝在可調(diào)節(jié)頭箍上，所述耳夾安裝在可調(diào)節(jié)頭箍的一端；所述視覺誘發(fā)系統(tǒng)通過顯示時(shí)長45秒的圖片誘發(fā)ERP信號(hào)，所述聽覺誘發(fā)系統(tǒng)通過發(fā)出45秒音樂誘發(fā)ERP信號(hào)，所述體感誘發(fā)系統(tǒng)通過電脈沖刺激誘發(fā)ERP信號(hào)；所述前額信號(hào)感應(yīng)器在前額采集腦電信號(hào)，所述耳夾作為參考電極，夾在耳朵上；從前額上采集腦電信號(hào)的電位減去參考電極的電位就是前額上實(shí)際的腦電信號(hào)，將實(shí)際的腦電信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)接收處理器中，信號(hào)接收處理器對接收的腦電信號(hào)進(jìn)行ERP成分分析，提取特定信號(hào)成分，傳輸?shù)剿季S信號(hào)匹配檢驗(yàn)器中。
[0007]所述視覺誘發(fā)系統(tǒng)采用刺激對比度為78%，平均亮度為29.98cd/m2，背景亮度為
3.98cd/m2，非革E1刺激為倒置風(fēng)景圖，占75%，革E1刺激為隨機(jī)無規(guī)律出現(xiàn)的正向風(fēng)景圖或風(fēng)景圖片閃爍，占25%，疊加100次。
[0008]所述聽覺誘發(fā)系統(tǒng)采用短音刺激，強(qiáng)度為65dB ;短音升降時(shí)間坡度為2.5ms，平臺(tái)時(shí)間為25ms，靈敏度為150 μ V ;非靶刺激為600Hz，占75%，靶刺激隨機(jī)無規(guī)律出現(xiàn)為
2.5kHz，占 25%，疊加 100 次。
[0009]所述體感誘發(fā)系統(tǒng)采用穩(wěn)態(tài)連續(xù)重復(fù)的電脈沖刺激，大于20Hz連續(xù)脈沖誘發(fā)的是非靶刺激，占75%，靶刺激是中斷刺激或者瞬態(tài)單個(gè)脈沖刺激，強(qiáng)度大，占25%，刺激部位為腕部正中神經(jīng)，疊加100次。
[0010]一種基于腦電波的生物識(shí)別密碼驗(yàn)證方法，評(píng)估步驟如下:
a思維密碼初始化，因?yàn)槊總€(gè)人對不同誘發(fā)方式的適應(yīng)性不同，分別讓被試者嘗試三種不同的誘發(fā)方式，通過測試，決定被試者最合適的誘發(fā)方式，確定被試者最佳誘發(fā)方式所對應(yīng)的N2—P3波形作為初始設(shè)定思維密碼；
b進(jìn)行思維密碼驗(yàn)證，根據(jù)每個(gè)被試者選擇的最佳誘發(fā)方式誘發(fā)其ERP信號(hào)，信號(hào)接收處理器對接收的腦電信號(hào)進(jìn)行ERP成分分析，提取特定N2—P3波形傳輸?shù)剿季S信號(hào)匹配檢驗(yàn)器中，所述思維信號(hào)匹配檢驗(yàn)器驗(yàn)證特定信號(hào)成分信息與初始設(shè)定思維密碼是否匹配。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及效果:
本發(fā)明采用便攜式頭戴腦電采集設(shè)備，成本低廉，適用于各種場合。本發(fā)明僅采集前額一個(gè)點(diǎn)的腦電信號(hào)，操作簡單快捷，避免了采集全腦腦電信號(hào)的繁瑣。使用方便，適應(yīng)性好，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。使用ERP信號(hào)作為思維密碼針對性強(qiáng)，很難被偽造和負(fù)責(zé)，提高了信息安全驗(yàn)證的可靠新和安全性。具有普遍適用性，完全適用于殘疾人群或者部分生物特征不明顯人群。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的基于ERP信號(hào)分析的思維密碼驗(yàn)證系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖詳述如下: 如圖1所示，一種基于腦電波的生物識(shí)別密碼驗(yàn)證系統(tǒng)，包括可調(diào)節(jié)頭箍1，視覺誘發(fā)系統(tǒng)2，聽覺誘發(fā)系統(tǒng)3，體感誘發(fā)系統(tǒng)4，前額信號(hào)感應(yīng)器5，信號(hào)接收處理器