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随着便携式电子设备和嵌入式技术的发展,指纹识别技术在移动智能终端设备上的应用已经普及,指纹加密技术在移动智能终端设备上的应用也显得尤为迫切。作为应用最广泛的生物特征,指纹与加密技术相结合克服了传统信息加密技术记忆困难、使用不便等缺点,为解决密钥保护和生物特征模板安全提供了新的思路和解决方案。指纹模糊保险箱算法是目前应用最广的指纹加密算法之一,它利用指纹特征达到了个人身份信息与密钥信息绑定的目的,调和了指纹识别技术的模糊性与加密技术的精确性之间的矛盾。然而,移动智能终端设备搭载的指纹采集仪较小,相比于常规采集仪,这些设备采集到的指纹图像面积大幅度减小,直接导致可提取使用的指纹特征信息不足,难以直接将指纹模糊保险箱算法应用于小面积指纹图像。论文针对小面积指纹加密问题,从指纹拼接和特征描述子两个方面进行深入研究,提高了模糊保险箱算法在小面积指纹上的性能,主要内容包括:(1)论文实现了一种基于指纹拼接的小面积指纹模糊保险箱设计方案。针对指纹特征信息提取个数较少的问题,分别从指纹特征拼接技术和指纹图像拼接技术有效的增加指纹特征信息,满足了使用模糊保险箱算法对于指纹特征信息数量的基本要求。(2)论文针对指纹加密域匹配的问题,实现了一种基于融合特征描述子的模糊保险箱算法,该算法对指纹特征描述子进行重新构造,以辅助数据(Helper Data)为突破口,构造了指纹融合特征描述子,提高了匹配细节点对之间的相似度,提升了指纹模糊保险箱算法的加密域匹配精度。论文在FVC2002 DB1常规指纹数据库和课题组自建的XDFinger小面积指纹数据库进行对比实验。实验结果表明,相比于常规指纹,指纹模糊保险箱算法在小面积指纹上难以适用。在XDFinger小面积指纹数据库上的实验结果表明,基于指纹拼接的小面积指纹模糊保险箱方案将获取失败率(FTCR)由38%降低到6%,将正确接受率(GAR)由46%提高到了68%;相比于传统模糊保险箱算法,基于融合特征描述子模糊保险箱算法在保证同等安全性的前提下,FTCR不变,将GAR由60%提高到了75%,同时FAR由0.12%降低到0.02%。综上所述,论文实现的指纹加密算法的性能在小面积指纹上得到了显著提升,在一定程度上提升了基于指纹识别技术的移动支付技术的安全性能,推进了小面积指纹加密技术在智能移动终端的应用。