基于虹膜識別的MOOC網絡身份認證

彭弘婧　王鑫

[摘 要] MOOC網絡身份認證系統涉及虹膜采集儀、客戶機和服務器，其中，主要部分是客戶機和服務器，用戶在客戶機上完成注冊、圖像定位和歸一化處理、虹膜特征提取，然后傳到服務器進行匹配認證。

[關 鍵 詞] MOOC網絡；虹膜識別；身份認證

[中圖分類號] G322 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）27-0033-01

傳統的網絡身份認證方式的密碼設定容易破解，并可能遺忘或丟失，因此，人們在不斷探尋更安全的網絡身份認證方式。利用生物特征進行身份認證受到了人們的極大關注，生物特征包括聲紋、指紋、人臉、人眼虹膜等，它們具有唯一性、防偽性并且不會遺忘或丟失，很大程度上克服了傳統網絡身份認證方式的不足。因此，本文想探討以虹膜識別為基礎，構建MOOC網絡身份認證體系。

一、MOOC網絡身份識別的必要性

MOOC（Massive Open Online Courses），是大規模的、開放的在線課程教學。它利用互聯網，不受時空等因素限制，把眾多的學習者與授課者聯系在一起，也可以讓一般的學習者得到世界名校、名教授教誨，MOOC開啟了人們學習的新形式。

在前期，MOOC參與的主體是高校，網絡課程大都是免費的，但這樣的發展模式是不可持續的。近幾年許多公司參與到MOOC的發展，一般認為，在未來MOOC是以公司作為參與主體的商業模式，它要有一定的盈利方式。MOOC的盈利方式將是為學習者提供學分、證書服務和就業推薦等有償服務，因此，必須杜絕網絡遠程學習過程中的“替學”“替考”等作弊現象，保證學分和證書的可信度和含金量。另外，隨著學分的出現，有些課程需要用戶在學習之前付費，這就使得在以后的學習和考試過程中，需要一系列的網絡身份認證，以確保付費者的利益。

二、虹膜識別技術簡介

虹膜是人體眼球中處于瞳孔與鞏膜之間的環狀物。虹膜具有高度的防偽性、唯一性、穩定性和非侵犯性等特點。虹膜識別系統包括虹膜圖像獲取、虹膜圖像預處理（虹膜定位、虹膜歸一化）、虹膜圖像特征提取、匹配與識別四部分。

虹膜圖像一般通過采集儀獲取。技術上一般采取圖像灰度處理的自動調焦方式，因為它具有調焦更加智能化和對運動對象控制方便化兩大優點。另外，諸如線上考試之類的網絡身份認證，也要求采集儀能夠自主、多次、不定時地采集虹膜圖像。

虹膜圖像預處理包括虹膜定位、虹膜歸一化。虹膜定位算法有基于Canny邊緣檢測、微積分方法、Hough變換、最小二乘法等，定位虹膜圖像邊界效果都較好。虹膜特征提取的算法主要有Gabor變換、傅里葉變換和小波變換。虹膜圖像匹配的方法比較多，主要有Hamming距離算法、差平方和測度算法、分層收斂判決算法、函數測度算法、系數測定算法。

三、基于虹膜識別技術的MOOC網絡身份認證系統設計

（一）MOOC網絡身份認證系統總體架構

MOOC網絡身份認證最關鍵的一步是虹膜圖像的采集，因為這不僅要求圖像質量高，而且在學習者學習或考試過程中，能夠不定時自主（不干擾學習者）地獲取虹膜圖像。這也說明，在學習或考試過程中，虹膜采集儀能多次無干擾地進行網絡身份認證。而且，虹膜采集儀必須可以內置于客戶機，也可以獨立存在于客戶機之外，不過要求虹膜采集儀必須能夠自動調焦和自主獲取虹膜圖像。

如果虹膜采集儀獨立存在于客戶機之外，則MOOC網絡身份認證系統就涉及人眼、虹膜采集儀、客戶機和服務器，其中，主要部分是客戶機和服務器，用戶在客戶機上完成注冊、圖像定位和歸一化處理、虹膜特征提取，然后傳到服務器進行匹配認證。身份信息在客戶端和服務器之間的傳輸要經過加密。MOOC網絡身份認證系統結構如下圖。

MOOC網絡身份認證系統結構

（二）身份認證過程

如果是新用戶，用戶首先要進行注冊。用戶錄入ID，采集虹膜圖像，對圖像預處理后，提取虹膜特征信息，與用戶ID信息一起放入服務器的數據庫，待以后身份認證時使用。如果是注冊過的老用戶，則可以直接進入認證階段。

總之，虹膜圖像的采集是MOOC網絡身份認證的第一步，也是最關鍵的一步，它要求虹膜采集儀不干擾學習者和清晰地獲取虹膜圖像。

參考文獻：

[1]袁曉飛，李臨生.MOOC內涵、特征及其對我國終身教育的啟示[J].職業技術教育，2014（28）：60-63.

[2]王雨晴，謝曉堯.基于生物模式識別的網絡身份認證研究[J].微型機與應用，2014（18）：42-44.