基于區塊鏈的走失者身份認證模型的研究

呂建國 王偉 黃笑冉

摘要：隨著社會的進步，尋找丟失人口問題在一定程度上得到了解決，但是仍存在走失人口無法進行身份確認等問題。區塊鏈最核心的特點就是非實名化和去中心化，因此區塊鏈技術對比其他技術而言，其更適合應用于走失人口身份認證的場景。該文首先闡述了走失人口尋回后身份認證困難的問題。其次，針對該問題提出了一種基于區塊鏈與生物特征檢測相結合的走失者身份認證模型，對模型的各個部分進行了定義及描述。最后，分析了此模型的研究做出了總結。

關鍵詞：區塊鏈;身份認證;虹膜識別

中圖分類號：TP302.1? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）25-0149-02

Abstract： With the progress of society， the problem of finding the lost population has been solved to a certain extent， but there are still problems such as the inability to identify the lost population. The core feature of the blockchain is non-real-name and decentralization， so the blockchain technology is very suitable for the scene of identity authentication of the lost population.First， it explains the problem of authentication after the lost population is recovered.Secondly， in response to the problem， a lost identity authentication model based on blockchain and biometric detection is proposed，and each part of the model is defined and described. Finally， the security and usability of this model are analyzed.

Keywords：blockchain; authentication; iris recognition

當下的尋人平臺因為系統功能限制，尋找丟失人口需要在前期收集一定的可靠線索且后期尋人需花費較長時間。根據“走失人口數據報告”顯示，成年人走失問題也不可否認是較為嚴重的。三年來，成人走失32121人，占43.39%，老人走失3052人，占40.58%。因精神疾病走失的超過53.5%，其中阿爾茨海默病是老年人走失的主要原因，占40.3%[1]。由此可見，有疾病的成年人及老人，同時包括無防范意識的嬰幼兒，他們作為弱小的社會群體，無論是出于自身原因還是外界因素的考慮，都是社會丟失人口的主要占比。

因此，為了解決這種“尋人難”的社會關注問題，設計一個快速高效的走失者身份認證系統是迫在眉睫的。本文利用去中心化、不易篡改、全程保留痕跡的區塊鏈技術，以及生物特征檢測技術實現了對走失人員信息的入鏈、查詢，為尋人后的身份認證問題，提供了一個可行的解決方案。

1相關技術介紹

1.1區塊鏈與身份認證

區塊鏈是一個集共識機制、點對點傳輸、分布式存儲、加密算法等為一體的計算機應用技術。其本質是一個共享的可靠分布式數據庫，存儲于其中的數據或信息，具有去中心化、透明化、信任、防篡改、防偽、高可靠性等特點。這些特點為身份認證信息提供了一個可靠、透明的分布式數據和存儲管理，解決了身份認證和信息管理中存在的密鑰安全和隱私保護等難題[2]。

目前的區塊鏈主要可以分為三種：公有鏈、私有鏈和聯盟鏈，從技術架構的角度可以將區塊鏈這一技術的構成劃分為數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層和應用層6部分，如圖1所示。

1.2生物特征識別技術

生物特征識別技術[3]主要是指通過人類的生物特征進行身份認證的技術，在這種技術中，生物特征通常是唯一的，可以被測量或被自動識別和驗證。生理特征是與生俱來的，如臉、虹膜、指紋、掌紋、聲音等;行為特征則是后天形成，如步態、筆跡等。常見的生物特征識別技術主要有人臉識別技術，虹膜識別技術，指紋識別技術，聲音識別技術等。生物特征識別技術較傳統的身份認證方式，其優越性主要表現在以下幾個方面：（1）固有的，不容易改變的;（2）不易偽造或被盜;（3）隨身攜帶，隨時隨地可用。其中利用虹膜進行身份識別具有唯一性、穩定性、可采集性等優點。通過研究和測試表明，虹膜識別相較于人臉識別和指紋識別更為可靠，在所有生物特征中，虹膜識別的誤識率最低[4]。

2系統模型架構

2.1系統功能

本文利用區塊鏈技術去中心化的特性，將每個孩子的出生證明錄入區塊鏈系統。同時，由于孩子年齡過小無法敘述個人信息以及區塊鏈數字密碼的難題，我們利用其生物特征——虹膜，作為保密箱的密鑰。區塊鏈和虹膜識別的雙因子身份認證使個人信息得到深一層的保障。當人發生意外走失時，在得到授權后，可通過虹膜識別，從區塊鏈上得到其父母，家庭地址相關信息，最終解決“尋人難”問題。

結合區塊鏈和虹膜識別雙因子身份認證系統流程如下：

（1）虹膜采集：每個易失人員需要上傳一張虹膜照片來完成注冊。注冊成功后，系統返回公鑰，系統獲取上傳的圖像后，需經過預處理、提取虹膜特征值、對虹膜進行特征降維后，形成虹膜特征數據集，再進行虹膜特征分類訓練后將訓練好的虹膜信息數據和個人信息寫入數據庫，再將數據操作、數據地址寫入區塊鏈并驗證。