基于虹膜識別的MOOC網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證

彭弘婧　王鑫

[摘 要] MOOC網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證系統(tǒng)涉及虹膜采集儀、客戶機(jī)和服務(wù)器，其中，主要部分是客戶機(jī)和服務(wù)器，用戶在客戶機(jī)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(wù)器進(jìn)行匹配認(rèn)證。

[關(guān) 鍵 詞] MOOC網(wǎng)絡(luò)；虹膜識別；身份認(rèn)證

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

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證方式的密碼設(shè)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(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證方式。利用生物特征進(jìn)行身份認(rèn)證受到了人們的極大關(guān)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(huì)遺忘或丟失，很大程度上克服了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證方式的不足。因此，本文想探討以虹膜識別為基礎(chǔ)，構(gòu)建MOOC網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證體系。

一、MOOC網(wǎng)絡(luò)身份識別的必要性

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

在前期，MOOC參與的主體是高校，網(wǎng)絡(luò)課程大都是免費(fèi)的，但這樣的發(fā)展模式是不可持續(xù)的。近幾年許多公司參與到MOOC的發(fā)展，一般認(rèn)為，在未來MOOC是以公司作為參與主體的商業(yè)模式，它要有一定的盈利方式。MOOC的盈利方式將是為學(xué)習(xí)者提供學(xué)分、證書服務(wù)和就業(yè)推薦等有償服務(wù)，因此，必須杜絕網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)過程中的“替學(xué)”“替考”等作弊現(xiàn)象，保證學(xué)分和證書的可信度和含金量。另外，隨著學(xué)分的出現(xiàn)，有些課程需要用戶在學(xué)習(xí)之前付費(fèi)，這就使得在以后的學(xué)習(xí)和考試過程中，需要一系列的網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證，以確保付費(fèi)者的利益。

二、虹膜識別技術(shù)簡介

虹膜是人體眼球中處于瞳孔與鞏膜之間的環(huán)狀物。虹膜具有高度的防偽性、唯一性、穩(wěn)定性和非侵犯性等特點(diǎn)。虹膜識別系統(tǒng)包括虹膜圖像獲取、虹膜圖像預(yù)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(shù)上一般采取圖像灰度處理的自動(dòng)調(diào)焦方式，因?yàn)樗哂姓{(diào)焦更加智能化和對運(yùn)動(dòng)對象控制方便化兩大優(yōu)點(diǎn)。另外，諸如線上考試之類的網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證，也要求采集儀能夠自主、多次、不定時(shí)地采集虹膜圖像。

虹膜圖像預(yù)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(shù)測度算法、系數(shù)測定算法。

三、基于虹膜識別技術(shù)的MOOC網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）MOOC網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證系統(tǒng)總體架構(gòu)

MOOC網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證最關(guān)鍵的一步是虹膜圖像的采集，因?yàn)檫@不僅要求圖像質(zhì)量高，而且在學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)或考試過程中，能夠不定時(shí)自主（不干擾學(xué)習(xí)者）地獲取虹膜圖像。這也說明，在學(xué)習(xí)或考試過程中，虹膜采集儀能多次無干擾地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證。而且，虹膜采集儀必須可以內(nèi)置于客戶機(jī)，也可以獨(dú)立存在于客戶機(jī)之外，不過要求虹膜采集儀必須能夠自動(dòng)調(diào)焦和自主獲取虹膜圖像。

如果虹膜采集儀獨(dú)立存在于客戶機(jī)之外，則MOOC網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證系統(tǒng)就涉及人眼、虹膜采集儀、客戶機(jī)和服務(wù)器，其中，主要部分是客戶機(jī)和服務(wù)器，用戶在客戶機(jī)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(wù)器進(jìn)行匹配認(rèn)證。身份信息在客戶端和服務(wù)器之間的傳輸要經(jīng)過加密。MOOC網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖。

MOOC網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（二）身份認(rèn)證過程

如果是新用戶，用戶首先要進(jìn)行注冊。用戶錄入ID，采集虹膜圖像，對圖像預(yù)處理后，提取虹膜特征信息，與用戶ID信息一起放入服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫，待以后身份認(rèn)證時(shí)使用。如果是注冊過的老用戶，則可以直接進(jìn)入認(rèn)證階段。

總之，虹膜圖像的采集是MOOC網(wǎng)絡(luò)身份認(rèn)證的第一步，也是最關(guān)鍵的一步，它要求虹膜采集儀不干擾學(xué)習(xí)者和清晰地獲取虹膜圖像。

參考文獻(xiàn)：

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