CN113378134A - 身份认证方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本公开提出一种身份认证方法和装置，涉及信息安全领域。该方法包括：响应于身份认证的触发操作，产生随机数；获取待认证用户基于所述随机数进行朗读的待认证语音；对所述待认证语音进行声纹识别，以识别所述待认证用户的身份；对所述待认证语音进行语音识别，以识别所述待认证用户朗读的内容；根据所述待认证用户的身份识别结果和朗读内容识别结果，判定所述待认证用户是否通过认证。通过随机数、声纹识别、语音识别的多重关联认证方法，提高身份认证的安全性，即使部分信息泄露，也难以通过认证。例如，用户的声纹信息被泄露，但只要用户泄露的不是随机数的朗读语音，则非法用户在朗读随机数时会由于声纹认证失败而导致整个认证失败。
Description
技术领域
本公开涉及信息安全领域，特别涉及一种身份认证方法和装置。
背景技术
身份认证技术是在计算机网络中确认操作者身份的过程而产生的有效解决方法。计算机网络世界中一切信息包括用户的身份信息都是用一组特定的数据来表示的，计算机只能识别用户的数字身份，所有对用户的授权也是针对用户数字身份的授权。如何保证以数字身份进行操作的操作者就是这个数字身份的合法拥有者，也就是说保证操作者的物理身份与数字身份相对应，身份认证技术可以解决这个问题。
一些相关的身份认证技术，例如，密码认证、指纹认证等，实践证明都存在安全漏洞，例如，密码泄露、指纹被盗用等。
发明内容
本公开实施例的一个目的是：提高身份认证的安全性。
本公开一些实施例提出一种身份认证方法，包括：
响应于身份认证的触发操作，产生随机数；
获取待认证用户基于所述随机数进行朗读的待认证语音；
对所述待认证语音进行声纹识别，以识别所述待认证用户的身份；
对所述待认证语音进行语音识别，以识别所述待认证用户朗读的内容；
根据所述待认证用户的身份识别结果和朗读内容识别结果，判定所述待认证用户是否通过认证。
在一些实施例中，获取待认证用户基于所述随机数进行朗读的待认证语音包括：获取待认证用户对所述随机数进行朗读的待认证语音；判定所述待认证用户是否通过认证包括：如果识别的所述待认证用户的身份是合法用户、且所述待认证用户朗读的内容与所述随机数匹配，所述待认证用户认证通过；如果识别的所述待认证用户的身份是非法用户、或所述待认证用户朗读的内容与所述随机数不匹配，所述待认证用户认证失败。
在一些实施例中，获取待认证用户基于所述随机数进行朗读的待认证语音包括：获取待认证用户对变换后的随机数进行朗读的待认证语音，所述变换后的随机数是利用预设安全码对所述随机数进行混淆处理得到的；判定所述待认证用户是否通过认证包括：如果识别的所述待认证用户的身份是合法用户、且所述待认证用户朗读的内容与所述变换后的随机数匹配，所述待认证用户认证通过；如果识别的所述待认证用户的身份是非法用户、或所述待认证用户朗读的内容与所述变换后的随机数不匹配，所述待认证用户认证失败。
在一些实施例中，所述混淆处理包括：
将所述预设安全码***所述随机数的预设位置，得到所述变换后的随机数；
或者，将所述随机数与所述预设安全码进行预设运算，得到所述变换后的随机数。
在一些实施例中，该方法还包括：
响应于身份认证的注册操作，产生第二随机数；
获取待注册用户朗读所述第二随机数的待注册语音；
对所述待注册语音进行声纹识别，将识别的待注册语音的声纹特征与所述待注册用户的身份信息进行绑定，并存储到声纹库中。
在一些实施例中，对所述待认证语音进行声纹识别，以识别所述待认证用户的身份包括：对所述待认证语音进行声纹识别，将识别的待认证语音的声纹特征与声纹库中的声纹特征进行匹配，将声纹库中匹配的声纹特征相应的身份信息作为所述待认证用户的身份。
在一些实施例中，对所述待认证语音进行语音识别，以识别所述待认证用户朗读的内容包括：对所述待认证语音进行语音识别，将识别的待认证语音中每个字符的声音特征与模板库中每个字符的声音特征进行相似度比较，将相似度最高的模板库中的各个字符识别为待认证语音中的各个字符。
在一些实施例中，所述随机数包括文字或图片中的至少一种。
本公开一些实施例提出一种身份认证装置，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行任一些实施例所述的身份认证方法。
本公开一些实施例提出一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现任一些实施例所述的身份认证方法的步骤。
本公开实施例通过随机数、声纹识别、语音识别的多重关联认证方法，提高身份认证的安全性，即使部分信息泄露，也难以通过认证。例如，用户的声纹信息被泄露，但只要用户泄露的不是随机数的朗读语音，则非法用户在朗读随机数时会由于声纹认证失败而导致整个认证失败。
附图说明
下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。根据下面参照附图的详细描述，可以更加清楚地理解本公开。
显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出本公开一些实施例的身份认证方法的流程示意图。
图2示出本公开一些实施例的随机数示意图。
图3示出本公开一些实施例的声纹注册和声纹识别的过程示意图。
图4示出本公开另一些实施例的身份认证方法的流程示意图。
图5示出本公开另一些实施例的身份认证方法的流程示意图。
图6示出本公开一些实施例的身份认证装置的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
除非特别说明，否则，本公开中的“第一”“第二”等描述用来区分不同的对象，并不用来表示大小或时序等含义。
图1示出本公开一些实施例的身份认证方法的流程示意图。该方法例如可以由身份认证装置执行。
如图1所示，该实施例的方法包括：步骤110-150。
在步骤110，响应于身份认证的触发操作，产生随机数。
在一些实施例中，所述随机数包括文字或图片中的至少一种。文字包括但不限于数字、字母、汉字、单词(如英文单词等)。图片例如包括花、草、车、房子等各种内容。朗读图片即用语音说出图片的内容。该过程需要人类大脑智力活动的加工，可以很好地应对各种机器安全攻击。
身份认证的触发操作包括但不限于距离传感器感应到的距离信息，重量传感器感应到的重量信息，以及对鼠标、按键、屏幕等输入装置的点击等触发操作。
身份认证装置产生随机数，并提示用户朗读，如图2所示。
在步骤120，获取待认证用户基于随机数进行朗读的待认证语音。
在一些实施例中，待认证用户可以对随机数本身进行朗读，或者，对变换后的随机数进行朗读，分别对应两种具体的身份认证方法，后续在图4和图5所示的实施例中分别说明。
其中，对随机数的变换处理，对于用户来说，用户按照变换逻辑在头脑中经过逻辑思维变换处理，对于身份认证装置来说，身份认证装置的处理器按照变换逻辑进行变换处理。
在步骤130，对待认证语音进行声纹识别，以识别待认证用户的身份。
声纹是指通过专用的电声转换仪器(声谱仪、语谱仪等)将声波特征绘制成波谱图形，是一种声学特征图谱的集合。声纹是一种生物特征，通过声纹识别技术可以区分不同的生物个体。人的发声是通过人体语言中枢和发音器官之间复杂的作用过程产生的，人的发声器官(舌、牙齿、喉头、肺、鼻腔等)在尺寸和形态方面彼此的差异很大，严格来说，任何两个人的声纹图谱都存在差异，利用该差异可以区分不同的生物个体。
在一些实施例中，对待认证语音进行声纹识别，将识别的待认证语音的声纹特征与声纹库中注册的声纹特征进行匹配，将声纹库中匹配的声纹特征相应的身份信息作为待认证用户的身份。
用户将自己的声纹特征注册到声纹库的过程包括：身份认证装置响应于用户发起的身份认证的注册操作，产生第二随机数；获取待注册用户朗读第二随机数的待注册语音；对待注册语音进行声纹识别，将识别的待注册语音的声纹特征与待注册用户的身份信息进行绑定，并存储到声纹库中。
上述声纹注册和声纹识别的过程示意图如图3所示。
其中，语音的声纹特征可以参考相关技术获取。例如，利用混合高斯模型(Gaussian Mixture Model，GMM)-通用背景模型(Universal Background Model，UBM)，一种基于通用背景模型的混合高斯模型，获取输入语音的声纹特征；还可以利用GMM-ivector模型获取输入语音的声纹特征；还可以利用DNN(Deep Neural Networks，深度神经网络)-ivector模型获取输入语音的声纹特征；还可以利用其他的声纹特征提取模型获取输入语音的声纹特征，这里不再一一列举。
在步骤140，对待认证语音进行语音识别，以识别待认证用户朗读的内容。
在一些实施例中，对待认证语音进行语音识别，以识别待认证用户朗读的内容包括：对待认证语音进行语音识别，将识别的待认证语音中每个字符的声音特征与模板库中每个字符的声音特征进行相似度比较，将相似度最高的模板库中的各个字符识别为待认证语音中的各个字符。
模板库的形成方法包括：用户将字符表中的每一个字符依次说一遍，将通过语音识别得到的每一个字的声音特征作为模板存入模板库。语音识别技术已经比较成熟，可以参考相关技术，这里不再赘述。
需要说明的是，声纹库中的声纹特征需要身份认证装置的每个合法用户分别利用自己独特的语音进行注册，而模板库中的字符的声音特征与不同用户的个体声音差异无关，可由任意一个用户(甚至可以不是身份认证装置的任何一个合法用户，例如厂家的工作人员等)来形成。
在步骤150，根据待认证用户的身份识别结果和朗读内容识别结果，判定待认证用户是否通过认证。
被识别为合法用户、且朗读内容正确，才能判定待认证用户通过认证，否则，被识别为非法用户或朗读内容不正确，就会判定待认证用户认证失败。
上述实施例，通过随机数、声纹识别、语音识别的多重关联认证方法，提高身份认证的安全性，即使部分信息泄露，也难以通过认证。例如，用户的声纹信息被泄露，但只要用户泄露的不是随机数的朗读语音，则非法用户在朗读随机数时会由于声纹认证失败而导致整个认证失败。
图4示出本公开另一些实施例的身份认证方法的流程示意图。该方法例如可以由身份认证装置执行，且用户朗读的内容是随机数本身。
如图4所示，该实施例的方法包括：步骤410-450。
在步骤410，响应于身份认证的触发操作，产生随机数。
在步骤420，获取待认证用户对随机数进行朗读的待认证语音。
在步骤430，对待认证语音进行声纹识别，以识别待认证用户的身份。
在步骤440，对待认证语音进行语音识别，以识别待认证用户朗读的内容。
在步骤450，根据待认证用户的身份识别结果和朗读内容识别结果，判定待认证用户是否通过认证。
在步骤450a，如果识别的待认证用户的身份是合法用户、且待认证用户朗读的内容与随机数匹配，待认证用户认证通过；
在步骤450b，如果识别的待认证用户的身份是非法用户、或待认证用户朗读的内容与随机数不匹配，待认证用户认证失败。
需要说明的是，本实施例侧重描述与前述实施例不同的部分，相同部分(如步骤或术语的解释)可以参考前述实施例，这里不再赘述。
上述实施例，通过随机数、声纹识别、语音识别的多重关联认证方法，提高身份认证的安全性，即使部分信息泄露，也难以通过认证。例如，用户的声纹信息被泄露，但只要用户泄露的不是随机数的朗读语音，则非法用户在朗读随机数时会由于声纹认证失败而导致整个认证失败。
图5示出本公开另一些实施例的身份认证方法的流程示意图。该方法例如可以由身份认证装置执行，且用户朗读的内容是变换后的随机数，进一步提高身份认证的安全性。
如图5所示，该实施例的方法包括：步骤510-550。
在步骤510，响应于身份认证的触发操作，产生随机数。
在步骤520，获取待认证用户对变换后的随机数进行朗读的待认证语音。
变换后的随机数是利用预设安全码对随机数进行混淆处理得到的。
在一些实施例中，混淆处理例如包括：将预设安全码***随机数的预设位置，得到变换后的随机数；或者，将随机数与预设安全码进行预设运算，得到变换后的随机数；或者，其他能够达到混淆目的的混淆处理。
对随机数的变换处理，对于用户来说，用户按照变换逻辑在头脑中经过逻辑思维变换处理。
在步骤530，对待认证语音进行声纹识别，以识别待认证用户的身份。
在步骤540，对待认证语音进行语音识别，以识别待认证用户朗读的内容。
在步骤550，根据待认证用户的身份识别结果和朗读内容识别结果，判定待认证用户是否通过认证。
对随机数的变换处理，对于身份认证装置来说，身份认证装置的处理器按照变换逻辑进行变换处理。
在步骤550a，如果识别的待认证用户的身份是合法用户、且待认证用户朗读的内容与变换后的随机数匹配，待认证用户认证通过；
在步骤550b，如果识别的待认证用户的身份是非法用户、或待认证用户朗读的内容与变换后的随机数不匹配，待认证用户认证失败。
需要说明的是，本实施例侧重描述与前述实施例不同的部分，相同部分(如步骤或术语的解释)可以参考前述实施例，这里不再赘述。
上述实施例，通过随机数、声纹识别、语音识别的多重关联认证方法，提高身份认证的安全性，即使部分信息泄露，也难以通过认证。例如，用户的声纹信息被泄露，但只要用户泄露的不是随机数的朗读语音，则非法用户在朗读随机数时会由于声纹认证失败而导致整个认证失败。并且，用户朗读的是进行混淆变换处理后的随机数，非法用户难以获得参与混淆变换处理的安全码，因此，进一步提高身份认证的安全性。从而，将由用户眼睛看到的、大脑思考组织的、指令朗读发声内容一体化的人机结合，形成既安全又便捷的身份认证。
图6示出本公开一些实施例的身份认证装置的流程示意图。
如图6所示，该实施例的装置600包括：存储器610以及耦接至该存储器610的处理器620，处理器620被配置为基于存储在存储器610中的指令，执行前述任意一些实施例中的身份认证方法。
例如，响应于身份认证的触发操作，产生随机数；获取待认证用户基于所述随机数进行朗读的待认证语音，包括：随机数本身被朗读的待认证语音，或者，变换后的随机数被朗读的待认证语音；对所述待认证语音进行声纹识别，以识别所述待认证用户的身份；对所述待认证语音进行语音识别，以识别所述待认证用户朗读的内容；根据所述待认证用户的身份识别结果和朗读内容识别结果，判定所述待认证用户是否通过认证。
其中，存储器610例如可以包括***存储器、固定非易失性存储介质等。***存储器例如存储有操作***、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)以及其他程序等。
装置600还可以包括输入输出接口630、网络接口640、存储接口650等。这些接口630，640，650以及存储器610和处理器620之间例如可以通过总线660连接。其中，输入输出接口630为显示器、鼠标、键盘、触摸屏等输入输出设备提供连接接口。网络接口640为各种联网设备提供连接接口。存储接口650为SD卡、U盘等外置存储设备提供连接接口。
本公开一些实施例提出一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现任一些实施例的身份认证方法的步骤。
本公开实施例的身份认证方法、以及相应的身份认证装置和存储介质等例如可以应用于以下场景，但并不限于以下场景。
(1)登陆应用
登陆应用时，朗读随机产生的随机码，并进行上述多重关联认证。认证通过后登陆应用。
(2)考勤机
用户靠近考勤机一定距离，红外感应触发产生随机数，朗读随机产生的随机码，并进行上述多重关联认证。认证通过后记录考勤。
(3)家庭智能门锁
用户靠近智能门锁一定距离，红外感应触发产生随机数，朗读随机产生的随机码，并进行上述多重关联认证。认证通过后开锁。
(4)汽车开门或启动
用户靠近汽车一定距离，红外感应触发产生随机数，朗读随机产生的随机码，并进行上述多重关联认证。认证通过后开门。
用户坐到驾驶位，重量传感器感应触发产生随机数，朗读随机产生的随机码，并进行上述多重关联认证。认证通过后发动机启动。
(5)手机
传感器感应到用户抬起手机，触发产生随机数，朗读随机产生的随机码，并进行上述多重关联认证。认证通过后手机***打开。
(6)支付
声纹pos机，输入收款金额后，pos机产生随机数，用户朗读自己的银行卡后四位(可作为安全码)及随机数，并进行上述多重关联认证。认证通过后进行支付。
本领域内的技术人员应当明白，本公开的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机程序代码的非瞬时性计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解为可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种身份认证方法，其特征在于，包括：
响应于身份认证的触发操作，产生随机数；
获取待认证用户基于所述随机数进行朗读的待认证语音；
对所述待认证语音进行声纹识别，以识别所述待认证用户的身份；
对所述待认证语音进行语音识别，以识别所述待认证用户朗读的内容；
根据所述待认证用户的身份识别结果和朗读内容识别结果，判定所述待认证用户是否通过认证。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
获取待认证用户基于所述随机数进行朗读的待认证语音包括：获取待认证用户对所述随机数进行朗读的待认证语音；
判定所述待认证用户是否通过认证包括：如果识别的所述待认证用户的身份是合法用户、且所述待认证用户朗读的内容与所述随机数匹配，所述待认证用户认证通过；如果识别的所述待认证用户的身份是非法用户、或所述待认证用户朗读的内容与所述随机数不匹配，所述待认证用户认证失败。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
获取待认证用户基于所述随机数进行朗读的待认证语音包括：获取待认证用户对变换后的随机数进行朗读的待认证语音，所述变换后的随机数是利用预设安全码对所述随机数进行混淆处理得到的；
判定所述待认证用户是否通过认证包括：如果识别的所述待认证用户的身份是合法用户、且所述待认证用户朗读的内容与所述变换后的随机数匹配，所述待认证用户认证通过；如果识别的所述待认证用户的身份是非法用户、或所述待认证用户朗读的内容与所述变换后的随机数不匹配，所述待认证用户认证失败。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述混淆处理包括：
将所述预设安全码***所述随机数的预设位置，得到所述变换后的随机数；
或者，将所述随机数与所述预设安全码进行预设运算，得到所述变换后的随机数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于身份认证的注册操作，产生第二随机数；
获取待注册用户朗读所述第二随机数的待注册语音；
对所述待注册语音进行声纹识别，将识别的待注册语音的声纹特征与所述待注册用户的身份信息进行绑定，并存储到声纹库中。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对所述待认证语音进行声纹识别，以识别所述待认证用户的身份包括：
对所述待认证语音进行声纹识别，将识别的待认证语音的声纹特征与声纹库中的声纹特征进行匹配，将声纹库中匹配的声纹特征相应的身份信息作为所述待认证用户的身份。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述待认证语音进行语音识别，以识别所述待认证用户朗读的内容包括：
对所述待认证语音进行语音识别，将识别的待认证语音中每个字符的声音特征与模板库中每个字符的声音特征进行相似度比较，将相似度最高的模板库中的各个字符识别为待认证语音中的各个字符。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，
所述随机数包括文字或图片中的至少一种。
9.一种身份认证装置，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行权利要求1-8中任一项所述的身份认证方法。
10.一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述的身份认证方法的步骤。
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- 2021-06-08 CN CN202110637506.3A patent/CN113378134A/zh active Pending
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