基于指纹身份认证的电子案证警务系统设计与实现

论文摘要

公安电子案证是公安警务信息化建设历经十多年发展的标志性产物,也是公安实践积累和现实斗争的宝贵资源,在现今公安工作的情报信息、侦察破案、司法程序等诸多方面发挥着重要的法律效力和结论作用。新形势下,伴随我国信息安全保密体系的日趋完善,社会法制进程的不断加速,公安机关正全力打造电子案证的正规化、程序化和法制化,同时,也积极拓展电子案证的使用方式和利用领域,使之成为能面向整个政法系统对敌斗争的证据武器。因此,在实践中公安机关势必以更强力度、更大范围、更多技能去应对和解决电子案证所带来的合法运用、数据共享与安全保全等方面的问题。本课题以指纹身份认证和密码学技术为依托,有机融合两项技术于现实需求,提出构建经济实用、安全性强、能与当前公安警务信息化无缝相接的基于指纹身份认证的公安电子案证警务系统。系统设计与实现中的主要工作内容包括:1、运用指纹识别技术,针对预处理后的活体指纹图像采用定位指纹中心点来进行特征值提取与匹配,进而增强了特征提取的紧凑性,提高了指纹匹配的速率,实现了整个地市公安机关拥有合法身份与权限警员的统一身份认证,为电子案证警务系统以及公安其它业务应用系统搭建了一个信息安全共享平台。2、应用密码学领域的基本原理和诸多算法,通过对称与非对称加解密技术对电子案证进行加密固定与安全保全;使用SHA-256哈希算法计算和验证电子案证数据包的数字摘要,并实现基于公钥基础设施（PKI）的电子案证安全签名与递交。3、从刑法、刑事诉讼法等法律层面归纳定义公安案证的组成形式,通过技术手段实现案证的电子化后,结合公安工作对电子案证的业务需求、运作机制和使用方式,规划和拟定电子案证警务系统的全局框架。4、合理采用软件工程化的开发方法对系统进行整体设计,通过集成安全保障及通信接口组件、电子案证固定子系统、电子案证递交子系统完成系统的整体实现。在系统集成与测试的基础上,获取并分析运行参数和结果,提出改进和展望,为现实需求提供了良好的解决方案。5、系统始终以信息安全主导设计实现,实现的具体过程着重突出体现电子案证固定与递交的安全策略,授权管理、内容保护和访问控制,确保了电子案证在应用中的保密性、真实性、完整性和可用性。系统投入实践运行后,为公安电子案证业务工作建立了一道可靠的安全屏障,也为电子案证数据保全提供了一个安全的存储空间,切切实实保障了公安电子案证的信息安全与规范化利用。同时,系统彰显了公安机关将电子案证法制化和信息化的融为一体,提升了电子案证在政法系统领域内效益的最大化。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容和主要工作
• 1.4 组织结构和章节安排
• 2 系统技术原理与应用
• 2.1 基于指纹中心点的特征提取与匹配
• 2.1.1 指纹识别基本框架
• 2.1.2 指纹特征提取与匹配原理
• 2.1.3 指纹坐标系的确立
• 2.1.4 指纹中心点的定位
• 2.1.5 特征点提取与去伪应用
• 2.1.6 指纹特征点表征
• 2.1.7 基于结构匹配的中心法应用
• 2.2 基于对称密码的电子案证加解密
• 2.3 基于SHA-256 的电子案证数字摘要
• 2.4 基于PKI 的电子案证安全数字签名
• 2.5 小结
• 3 系统总体设计
• 3.1 系统总体架构
• 3.2 系统安全体系结构
• 3.2.1 系统的功能结构
• 3.2.2 系统的分层结构
• 3.3 安全保障及通信接口组件
• 3.4 软硬件平台与开发工具
• 3.5 小结
• 4 安全保障及通信接口组件设计与实现
• 4.1 硬件驱动与接口实现
• 4.1.1 硬件设备
• 4.1.2 硬件驱动接口
• 4.2 警员身份注册与管理服务
• 4.3 警员身份认证
• 4.3.1 身份认证主要结构
• 4.3.2 主要认证过程实现
• 4.4 认证组件的主要接口
• 4.5 案证加解密及签名接口的实现
• 4.6 案证数据通信的集成
• 4.7 警员用户集成公安认证中心CA
• 4.8 指纹数据库
• 4.9 小结
• 5 案证固定子系统设计与实现
• 5.1 案证固定子系统整体结构
• 5.2 案证组成与基本定义
• 5.2.1 案证分类与表现形式
• 5.2.2 电子案证的结构分析
• 5.2.3 案证内容的XML 描述
• 5.3 案证录入
• 5.3.1 案证内容电子化
• 5.3.2 案证录入流程
• 5.4 案证管理
• 5.5 案证数据库存储结构
• 5.6 案证授权管理与内容保护
• 5.6.1 案证授权控制
• 5.6.2 案证内容保护
• 5.7 安全审计与数据统计
• 5.8 小结
• 6 案证递交子系统设计与实现
• 6.1 案证递交子系统整体结构
• 6.2 案证使用方式分析
• 6.3 案证使用申请与审核
• 6.3.1 案证使用申请
• 6.3.2 案证使用审核
• 6.3.3 申请与审核的实现
• 6.4 公安网内案证递交
• 6.4.1 案证的在线使用
• 6.4.2 案证的手工导出
• 6.4.3 公安网内案证的自动发送
• 6.4.4 公安网内案证递交的实现
• 6.5 非网内案证导出递交
• 6.5.1 导出案证的数据组成
• 6.5.2 离线浏览案证查看工具
• 6.5.3 案证打包递交与查看
• 6.6 案证查看工具现场办案功能实现
• 6.7 案证递交子系统应用接口
• 6.8 小结
• 7 系统集成与测试
• 7.1 系统集成
• 7.2 系统测试及结果分析
• 7.2.1 系统测试环境
• 7.2.2 身份认证测试
• 7.2.3 系统接口测试
• 7.2.4 系统安全性能测试
• 7.3 小结
• 8 总结与展望
• 8.1 总结
• 8.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 上海交通大学学位论文答辩决议书