基于人臉認(rèn)證的信息系統(tǒng)權(quán)限管理技術(shù)研究

姚磊兵

洛陽市地理信息中心,河南省 洛陽市 471000

基于人臉認(rèn)證的信息系統(tǒng)權(quán)限管理技術(shù)研究

姚磊兵

洛陽市地理信息中心,河南省 洛陽市 471000

針對現(xiàn)有管理信息系統(tǒng)存在易丟失或被偽造等缺陷，提出了一個基于人臉認(rèn)證的信息系統(tǒng)權(quán)限管理技術(shù)。在進(jìn)行關(guān)鍵數(shù)據(jù)操作時，借助人臉識別算法驗(yàn)證用戶是否具有該操作權(quán)限，完成權(quán)限控制。最后，結(jié)合實(shí)例說明了該技術(shù)如何應(yīng)用在管理信息系統(tǒng)中。

人臉認(rèn)證; 權(quán)限管理;管理信息系統(tǒng)

face authentication; rights management;management information system

引言

在高度信息化的現(xiàn)代社會，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，身份認(rèn)證已經(jīng)被應(yīng)用于各種管理信息系統(tǒng)中，用戶經(jīng)常需要證明自己的身份，以得到管理信息系統(tǒng)的認(rèn)可，行使自己應(yīng)享有的權(quán)利。傳統(tǒng)的身份認(rèn)證所采用的方法主要分為兩類:基于身份標(biāo)識的物品（如U盾、IC卡等）和基于身份標(biāo)識的知識（如用戶名和密碼等）。但這兩類方法都存在明顯不足，標(biāo)識物品容易丟失或被偽造；標(biāo)識知識容易遺忘或被破解。更為嚴(yán)重的是，無論是標(biāo)識物品還是標(biāo)識知識都是脫離于身份擁有人存在的，冒充者一旦竊取了標(biāo)識，就獲得了與擁有人相同的操作權(quán)限，危害管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全。越來越多的消費(fèi)者、企業(yè)和政府機(jī)構(gòu)承認(rèn):現(xiàn)有的基于智能卡、身份證和密碼的身份識別系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶需求。生物特征識別技術(shù)為身份認(rèn)證提供了更為方便有效和可靠的實(shí)現(xiàn)途徑。生物特征識別技術(shù)是一門利用人生理或行為上的特征來進(jìn)行身份識別的科學(xué)[1-2]。因此，本文提出一種基于人臉認(rèn)證的管理信息系統(tǒng)權(quán)限控制技術(shù)。

1 基于人臉認(rèn)證的操作權(quán)限管理技術(shù)

考慮到傳統(tǒng)管理信息系統(tǒng)的缺陷，本文認(rèn)為在進(jìn)行關(guān)鍵性數(shù)據(jù)操作時，管理信息系統(tǒng)可以采用人臉識別技術(shù)對用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證，判斷用戶是否有該權(quán)限，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)權(quán)限控制。基于人臉認(rèn)證的操作權(quán)限管理技術(shù)可以描述為:

step1.采集并獲取系統(tǒng)用戶臉部特征信息；

step2.借助權(quán)限設(shè)計(jì)系統(tǒng)用戶操作權(quán)限、資源訪問權(quán)限；

step3.在登錄等關(guān)鍵數(shù)據(jù)操作時，獲取用戶臉部信息，借助人臉識別技術(shù)完成人臉識別和認(rèn)證。

step4. 根據(jù)人臉認(rèn)證結(jié)果判斷用戶是否可以完成第三步所進(jìn)行的操作。

圖1是基于人臉認(rèn)證的信息系統(tǒng)權(quán)限管理工作流程。該流程主要包括識別工作參數(shù)訓(xùn)練、用戶注冊和用戶認(rèn)證等三個主要流程。其中:

1）樣本訓(xùn)練，主要用于完成人臉識別分類器的訓(xùn)練，通常采用基于Adaboost統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)方法的訓(xùn)練過程[3,4]。通常認(rèn)為，人臉圖像的集合對應(yīng)于N2維空間（圖像空間）中的點(diǎn)的集合。由于人臉圖像在整體上的相似性，人臉圖像在超高維的圖像空間中不是隨機(jī)或散亂地分布的，而是較為緊密分布在一個維數(shù)相對較低的子空間里。人臉特征訓(xùn)練的過程本質(zhì)上就是從圖像空間找到這個低維的子空間來描述人臉圖像，同時又能保證人臉圖像在這個子空間里仍具有很好的可分性的過程。這是人臉識別的關(guān)鍵和核心。

2）用戶注冊流程，包括人臉檢測及眼睛定位、圖像處理、特征提取等，主要完成人臉特征提取及人臉特征數(shù)據(jù)庫建立。

圖1 基于人臉認(rèn)證的信息系統(tǒng)操作權(quán)限管理工作流程

3）用戶權(quán)限認(rèn)證流程，包括人臉檢測及眼睛定位、圖像處理、特征提取等，主要借助人臉認(rèn)證技術(shù)、結(jié)合用戶權(quán)限數(shù)據(jù)庫完成管理信息系統(tǒng)的基于人臉認(rèn)證的權(quán)限管理。

2 應(yīng)用舉例

在我單位的開發(fā)的物流綜合管理信息系統(tǒng)中采用了本文提出的基于人臉認(rèn)證的操作權(quán)限管理。權(quán)限管理分為訓(xùn)練和認(rèn)證兩大部分，分別獨(dú)立實(shí)現(xiàn)。訓(xùn)練部分又分為人臉檢測和眼睛定位訓(xùn)練部分和人臉識別訓(xùn)練部分，都是使用c語言開發(fā)的Win32控制臺應(yīng)用程序。在進(jìn)行人臉認(rèn)證時采用了基于Fisherface方法的人臉識別技術(shù)[5]。Fisherface方法是一種將PCA和LDA算法相結(jié)合的人臉識別方法，首先將訓(xùn)練圖像通過PCA降維，然后對降維后的圖像應(yīng)用FLD訓(xùn)練一個最佳分類器。圖2是該系統(tǒng)的用戶注冊工作流程，圖中人臉特征在數(shù)據(jù)庫對應(yīng)于系統(tǒng)用戶名，用戶一旦登錄該系統(tǒng)，將通過用戶名加人臉特征的方式操作權(quán)限控制。

圖2 用戶特征注冊工作流程

為了實(shí)現(xiàn)基于人臉認(rèn)證的操作權(quán)限控制，該系統(tǒng)采用了AOP技術(shù)，在關(guān)鍵操作的入口點(diǎn)設(shè)置了捕獲點(diǎn)，在該采集點(diǎn)采集人臉圖像信息，完成人臉認(rèn)證。如果認(rèn)證失敗，則系統(tǒng)業(yè)務(wù)流將無法繼續(xù)。

3 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)了一種基于人臉認(rèn)證的操作權(quán)限管理技術(shù)，要求在進(jìn)行關(guān)鍵性數(shù)據(jù)操作時，管理信息系統(tǒng)采用人臉認(rèn)證技術(shù)對用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證，判斷用戶是否有該權(quán)限，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)權(quán)限控制。

基于人臉認(rèn)證技術(shù)的操作權(quán)限管理技術(shù)，克服了傳統(tǒng)用戶密碼或者令牌容易遺忘、遺失和被盜等缺陷，保證了管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全保護(hù)的可靠性。

[1]田捷,楊鑫.生物特征識別技術(shù)理論與應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005.

[2]王國強(qiáng).嵌入領(lǐng)域判別關(guān)系的子空間人臉識別算法研究[D].大連:大連理工大學(xué)，2008.

[3]趙麗紅,劉紀(jì)紅,徐心和.人臉檢測方法綜述[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2004，25(9):1-4

[4]趙江,徐魯安.基于Adaboost算法的目標(biāo)檢測[J].計(jì)算機(jī)工程,2004,30(4):125-126.

[5]Viola P, Jones M. Robust Real-time Object Detection. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence,2001:781-796.Viola P, Jones M. Robust Real-time Object Detection.IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence,2001:781-796.

Research on Rights Management Technology of MIS Based on Face Authentication

Yao Leibing
Geographic Information Center of Luoyang City, Luoyang471000, China

Rights management technology of management information system based on Face Authentication is proposed to overcome easily lost or forged defects of current MIS. When making critical data operations with face recognition algorithm validation user has the authority to operate, the authority control is realized. The example is provided to illustrate how to apply the technology in the management information system.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.21.031

河南省科技廳科技計(jì)劃項(xiàng)目(No.102102210188)。

姚磊兵(1979－),男,本科,助工,研究領(lǐng)域?yàn)樾畔⒒?河南省洛陽市洛龍區(qū)洛陽理工學(xué)院計(jì)算機(jī)系。