随着科学技术的发展,生物特征在人们的生活中扮演着越来越重要的角色,由于其唯一性、独特性、随机性等优势,因此被广泛用于数字证书、信息加密和密钥保护等领域。生物特征的密码技术,即将用户的生物特征信息与需要安全保存的秘密信息进行数学和密码学的融合,既安全保护秘密信息又避免用户的生物特征信息被泄露。心电(Electrocardiogram,ECG)信号的产生机理复杂多变,难以仿制和伪造,其安全性较高,故本文提出了将心电信号的特征信息与密码学和数学相结合的方法,以此达到密钥生成和密钥绑定的目的。将心电信号作为密钥最主要的问题是寻找到心电信号的稳定特征。针对此问题,本文提出了将个体的单心动周期叠加构成叠加矩阵的方法,即通过识别个体每个单心动周期的R点,然后通过R点把个体的心电信号的波形分割成各个的单心动周期,最后将多个单心动周期叠加并构成叠加矩阵,此方法可以增加矩阵中聚集点的权重,从而提高了心电信号稳定区域的划分。通过叠加矩阵可以提取到矩阵映射的三维图形中高度较高的位置区域信息,记录其位置信息构成稳定特征的集合。通过实验表明,随着叠加条数的增多,稳定区域会稳定在一个固定位置,在此固定位置上的个体稳定特征就会越明显。为了解决密钥生成后如何使用密钥的问题,本文提出了基于心电信号的模糊金库方案,此方案是将生物特征与密码学技术相结合,并利用重构多项式进行运算,即将上述所讲心电信号稳定特征的寻找方法和需要加密的秘密信息利用密码学的知识进行融合杂凑构成模糊金库。在解锁(即解密)过程中只需比对所有特征信息中相同的点即可。实验结果表明,当个体选取稳定点序列的维度为30时,在模糊金库中所选用重构多项式次数在4、5、6、7时,解锁率分别为82.86%、77.14%、75%、70%,而当个体选取稳定点序列的维度为50时,在模糊金库中所选用重构多项式次数在4、14、18、24时,解锁率分别为95.71%、90%、82.14%、61.43%。由此可见,解锁率与选取稳定序列的维度成正比,而与重构多项式的次数成反比。在实际运用中,要根据生成密钥的位数需求去选择稳定点序列的维度以及多项式的次数,才能保证解锁率与安全性的平衡。