基于声纹识别的USB身份认证系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于声纹识别的USB身份认证系统，属于计算机信息安全技术领域。包括用户终端和基于USB的嵌入式声纹识别硬件系统，用户终端与基于USB的嵌入式声纹识别硬件系统通过USB总线相连，该基于USB的嵌入式声纹识别硬件系统包括用于完成认证的声纹识别运算的中央处理器，该中央处理器分别与语音采集单元、数据存储单元、电源管理模块、状态指示模块和用于连接用户终端的USB接口连接。优点在于，具有较高的安全性。本实用新型专利技术还可以提供第三方应用和服务声纹认证接口，可扩展到网络银行、电子商务、电子政务等领域。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及计算机信息安全
，尤其是涉及基于声纹识别的USB身份认证方法及其系统。通过声纹识别的方式对用户的身份进行认证，提高计算机的安全性。
技术介绍
通过查阅相关资料和有关专利，主要引证下列专利国名公开号公开日期1.中国 CN 101340285A 2009.1.72.中国 CN 101819614A 2010.9.01专利1(CN 101340285A)申请公开了利用指纹US^ey进行身份认证的方法及系统。预先将用户的指纹信息录入指纹USm^ey保存，生成数字证书，每个数字证书与对应的私钥加密存储在指纹USm^ey上，用户与处理平台通信时，用户端的指纹USm^ey先认证指纹，再用对应的私钥对需要发送的数据进行数字签名后，传送至处理平台进行身份认证。专利2(CN101819614A)公开了一种利用语音核验USBKey增强网络交易安全性的系统和方法。 CA和网上交易处理系统通过语音核验USBKey中的数字证书确认用户身份，用户进行网上交易时输入的交易数据被通过用户终端发送给语音核验USBKey进行数据签名，语音核验 USm^ey对接收到的操作指令及操作结果进行语音播报，提高用户使用语音核验USBKey的操作体验，协助用户判定交易数据是否与发送到语音核验USBKey进行数据签名的交易数据一致，提高网上交易的安全性。同时语音核验USm^ey也增加了指纹识别模块，利用用户的指纹信息进行身份认证。目前基于个人计算机和网络的身份认证手段，包括PKI (Public Key Infrastructure,公钥基础设施)/CA(Certificate Authority,认证中心)、智能卡和 USB 证书令牌等，最终摆脱不了对“物”的依赖，都普遍存在“认物、不认人、不能识别主观意识” 的致命缺陷。生物识别技术利用人的生物特征认证用户身份，将用户物理身份和数字身份相对应，成为最可靠的身份认证手段。尽管上述专利将指纹识别技术与USm^ey结合在一起，提高网络交易的安全性，但对于解决本申请的技术要求方面主要存在下面问题上述专利主要应用于提高网络交易的安全性问题，需要与CA中心与网络交易平台相连。
技术实现思路
本技术提供一种基于声纹识别的USB身份认证方法及其系统。目的在于使用用户的声纹信息对用户进行身份认证，避免因密码遗忘或泄露引发的安全问题。本技术采取的技术方案是包括用户终端和基于USB的嵌入式声纹识别硬件系统，用户终端与基于USB的嵌入式声纹识别硬件系统通过USB总线相连，该基于USB的嵌入式声纹识别硬件系统包括用于完成认证的声纹识别运算的中央处理器，该中央处理器分别与语音采集单元、数据存储单元、电源管理模块、状态指示模块和用于连接用户终端的USB接口连接。本技术一种实施方式是，基于USB的嵌入式声纹识别硬件系统的数据存储单元中包括，程序和声纹数据库存储空间模块、安全存储空间模块、公开存储空间模块；其中程序和声纹数据库存储空间模块存储程序代码、用户的声纹信息模板和语音答案，安全数据存储模块和公开存储空间模块采用大容量FLASH存储器实现，其中公开存储空间模块用户可以对其中的数据进行自由操作，而安全数据存储模块的操作则需要认证用户的声纹。本专利是针对用户个人计算机信息安全管理的便携式产品，只需要用户终端和基于USB的嵌入式声纹识别硬件系统。与指纹识别技术相比，声纹识别技术使用方便，更易于接受。蕴含声纹特征的语音获取方便和自然，声纹提取可在不知不觉中完成，使用者的接受程度高。声纹的获取不需要很复杂的硬件，一个麦克风即可，在使用通信设备时更无需额外录音设备。声纹识别技术适合远程身份确认。只需要一个麦克风、电话或手机就可以通过网络(通信网络或互联网络)实现远程登录。除此之外，声纹识别算法的复杂度低，可以配合其他措施，如通过语音识别进行内容鉴别等，二者自然结合可以实现双重安全认证，进一步增强安全强度。本技术的优点在于，使用用户的声纹信息对用户进行身份认证，避免因密码遗忘或泄露引发的安全问题。基于声纹识别的USB身份认证系统可以关联各项身份认证， 结合语音识别的声纹识别算法，每次发音由随机提示问题控制，防止录音、模仿，声纹认证方法在基于USB的嵌入式声纹识别硬件系统中实现，识别准确、声纹对比速度快，完全能满足系统实时性的要求，且用户的声纹信息存储在基于USB的嵌入式声纹识别硬件系统中， 更加安全、可靠。采用闪存介质，具有强大的防摔抗震性质。能作为声纹加密U盘使用，即使基于USB的嵌入式声纹识别硬件系统丢失，存储在其安全数据空间数据也不能被打开， 具有较高的安全性。本技术还可以提供第三方应用和服务声纹认证接口，可扩展到网络银行、电子商务、电子政务等领域。附图说明图1是本技术的原理示意图。图2是本技术的中央处理器DSP与AIC23的接口框图。图3是用户终端为个人电脑时系统的电源管理模块电路图。图4是本技术基于声纹识别的USB身份认证方法的流程图。图5是本技术的用户的声纹信息录入的流程图。图6是本技术的声纹认证过程的流程图。图7是本技术取消用户终端数据声纹加密的流程图。图8是TMS320VC5509作为USB设备时数据传输的过程。图9是AIC23电路原理图。具体实施方式本技术公开了一种基于声纹识别的USB身份认证方法及其系统。基于声纹识别的USB身份认证系统包括用户终端101和基于USB的嵌入式声纹识别硬件系统103，如图 1所示。用户终端101与基于USB的嵌入式声纹识别硬件系统103通过USB总线102相连。 用户终端101可以是个人计算机、手机、掌上电脑PDA (Personal Digital Assistant)等具有处理能力且设置由USB主接口的其他设备；基于USB的嵌入式声纹识别硬件系统103 包括中央处理器201、语音信号采集模块202、系统数据存储模块203、电源管理模块204、 状态指示模块205、USB接口 206。USB接口 206用于连接用户终端。上述系统以中央处理器201为核心，控制语音信号采集模块202、系统数据存储模块203、电源管理模块204、状态指示模块205、USB接口 206。其中，中央处理器201采用TI公司的带有USB接口模块的 TMS320VC5509DSP数字信号处理器，用于认证的声纹识别算法，控制外围芯片的接口操作。语音信号采集模块202由麦克和可编程增益、采样率调节A/D转换器组成，由中央处理器201控制完成语音信号的增益控制和数字化处理。图2给出了 TMS320VC5509DSP与 AIC23的接口框图。系统数据存储模块203包括程序和声纹数据库存储空间模块、安全存储空间模块、公开存储空间模块。其中程序和声纹数据库存储空间模块存储程序代码、用户的声纹信息模板和语音答案。安全数据存储模块和公开存储空间模块采用大容量FLASH存储器实现，其中公开存储空间模块用户可以对其中的数据进行自由操作，而安全数据存储模块的操作则需要认证用户的声纹。系统的电源管理模块204通常由电源转换芯片电路实现，以提供中央处理器、 FLASH存储器等器件的工作电压。系统无需外接电源，可以通过USB接口从用户终端的USB 总线上获得电压。对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于声纹识别的ＵＳＢ身份认证系统，其特征在于，包括用户终端和基于ＵＳＢ的嵌入式声纹识别硬件系统，用户终端与基于ＵＳＢ的嵌入式声纹识别硬件系统通过ＵＳＢ总线相连，该基于ＵＳＢ的嵌入式声纹识别硬件系统包括用于完成认证的声纹识别运算的中央处理器，该中央处理器分别与语音采集单元、数据存储单元、电源管理模块、状态指示模块和用于连接用户终端的ＵＳＢ接口连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林琳，孙晓颖，陈建，燕学智，胡封晔，温泉，王波，魏小丽，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：实用新型
国别省市：82