筆記本電腦中指紋鎖的設計與實現筆記本電腦中指紋鎖的設計與實現李丹（設備指揮技術學院，北京10 14 16）摘要：為了提高安全性性能，建議使用現有的筆記本計算機。在嵌入式控制器的基礎上設計了指紋鎖定方案，給出了完整的電路設計和指紋采集程序設計，并給出了一套Windows指紋登錄系統。關鍵字：指紋鎖； W in dows指紋登錄系統中文圖書館分類號：TP 39 1文件標識碼：物品編號：1000。8829（2007）S 0-0295-04D數字簽名非專利商標（設備指令和技術研究院，BethanAh，Athan 14）ct：Afinger preint ck tion to promo eth ce r ityo fno te bor com Com com com可以為用戶的urer er er er er er er er提供的功能，并預確了預計的功能。 。關鍵字：指責； WIN DOW SFER RP rinty lo nt sys被廣泛用于筆記本電腦中。其中，筆記本電腦更容易丟失或被盜，因此增加安全措施已成為一項必要要求。

機械鑰匙，“密碼+密碼”和智能卡保護數據等傳統措施具有容易丟失，遺忘，復制或被盜的隱患。因此，許多制造商已經尋求生物識別技術來解決這個問題。生物識別技術（生物三體生物技術）是一種利用人類生物學特征進行身份認證的技術。它包括虹膜識別技術，視網膜識別技術，面部識別技術，語音識別技術和指紋識別技術。其中，指紋識別技術是目前最成熟且使用最廣泛的生物識別技術。本文使用指紋鎖加密來保護數據安全。現有的筆記本計算機中使用了嵌入式控制器（EC，emb d dcon dcon troller）。它在筆記本計算機中起著非常重要的作用，用于控制主I / O。設備；與南橋上的電源管理單元（PM，POW er em em ent）合作，完成AC PI電源管理：電池充電和放電管理，CPU風扇控制和TF T屏幕的切換順序和一些有用的快捷方式密鑰也由EC完成。為了完成上述功能，除了自身的硬件外，還需要固件的配合。收稿日期：2007-06-18作者簡介：李丹（1979一），女，吉林省九臺市，碩士。主要研究方向是計算機網絡。本文使用計算機設計指紋鎖）基于計算機中現有嵌入式控制器的方案。

1指紋采集芯片的電路設計采用了富士通[1]推出的新一代電容式固態指紋傳感器MBF 200。 MB F 200提供SPI接口，USB接口和微控制器接口。這三個接口非常靈活。 M CU接口的圖像傳輸速度最快，但是占用了主控制器的更多I / O端口。 USB和SPI的圖像傳輸速度較慢，但??接口占用的主控制器的I / O口較小。該項目將使用SPI接口與EC連接，EC將從外部配置MBF 200。 EC擴展SD刪除，用于存儲指紋數據。由于EC芯片本身沒有SPI串行總線接口，因此MBF 200的SPI接口連接到EC的常規10接口，然后通過編程模擬SPI的操作。 MBF 200和EC之間的接口如圖1所示。圖1MB F 20 0和E C接口·296·= = = = = = = __ __-__-●= = = = = = = =; ｊ =項目； E = =｝ =■E●＿目= ＝ ｊ ＝ ＝ ＝《自＿ ＿＿目■＿ － ＝ ＝ ＝ ＿■＿＿●＿ ＿■■■＿ ＿ ＿ ＿ ｜自= ｊ =■'= ＿■ ■■＿- ＿■■■■=項目■-●＿ ＿■■＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿●＿ ＿ ＝ ＿ ＿ ＿項目＿＿＿＿＿ ＿ ＿來自●＿＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿■■■＿■■＿＿＿＿＿＿＿＿＿目一II●＿■■■■●＿●目●一《測控技術》 2007年第26卷增刊2程序設計2。1模擬SP I操作模擬SP It 2q]該操作包括串行時鐘，數據輸入和輸出。

因為MB F 20 0是在SCK的上升沿輸入（接收）數據并在下降沿輸出（發送）數據的設備。因此，將串行時鐘輸出端口ZW_CLK的初始狀態設置為1，然后在允許接口芯片后將ZW_CLK設置為0。因此，EC輸出一點SCK時鐘，同時使接口芯片串行向左移動，從而將一點數據輸出到EC的ZW_R（模擬EC的MISO線），然后將ZW ＿ CL K設置為1，因此EC將來自zw ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿＿的數據輸出到串行接口芯片。 0，模擬下一位的輸入和輸出，并重復此循環8次，一次SPI操作可以完成一次。如圖1所示，ZW_W模擬EC（MOSI）的數據輸出端子，ZW_CLK模擬SPI的SCK輸出端子，ＺW_CS模擬SPI從設備選擇端子開始，ZW_R模擬SPI的數據輸入端子（M ISO） 。 EC模擬SPI串行輸入，串行輸出和串行輸入，輸出流程分別如圖２、，圖3和圖4所示。圖2輸入子程序流程：開始：●使Z W _ CK L K！ ■輸出為1●選擇從站●設定周期數●將L8位數據發送到累加器A ccI1，使ZW＿C LK ｜ Out為0●延遲●向累加器ACC左移至最高位C●進位C發送到從機輸入SP ISA線★使ZW ＿ CLK ｜輸出為I＼ :, Luo（結束）圖3輸出子程序流程（開始）●使z wC LK輸出為10選擇從機★設置周期數★將8位數據發送到累加器AC。1使ZW_CLK輸出0并延遲0從輸出SP IS O將進位C向上移動并留給累加器AC C到最高位C'攜帶C發送從機輸入SP ISA I山地使ZW _ C LK輸出1◇否（末）圖4筆記本電腦2指紋輸入和輸出子程序的設計與實現2指紋采集的接口方式MB F通過設置內部功能寄存器，可以完成200種圖像獲取形式。

必須首先初始化傳感器：主要是啟動內部ADC，并設置特殊功能寄存器CTR LB的第二位，以確定ADC之后的地址是否自動增加，同時設置芯片時鐘源和啟用傳感器。該過程如圖5所示。第二個是調整參數。該過程如圖6所示，其中DTR是放電時間寄存器，DCR是用于設置放電電流速率的寄存器，PG C是可編程增益控制寄存器，主要用于設置放大器的增益。最后一步是獲取指紋圖像數據，過程如圖7所示。（初始化開始）●啟用AD c◆IcT RLB。2套◆l等待30 ps●我啟用機艙●（初始化結束？圖5初始化過程，開始調整●，LJ生J'D TR●寫入D RC●寫入PG C●，參數調整結束，.J圖6參數調整過程Belle Li驅動ZW _ CS向低發送寫操作符發送C TR LA地址發送數據0x02驅動器ZW _ CS正在等待行捕獲時間22 22 [2 2驅動器ZW _ CS正在等待2 2 j [2發送讀取操作符以發送C TT RL A地址三三[=讀取數據◇單位轉換\ 8少Il Guangsun Mianli 7圖像的最高順序“土星圖像捕獲是否完成圖7圖像獲取流程圖3指紋登錄系統的設計和指紋鎖加密的實現使用指紋而不是密碼進行身份驗證。如果登錄成功與計算機模板庫中的指紋模板匹配，計算機獲取登錄的身份并進入登錄的個人桌面；如果登錄名的指紋圖像與計算機匹配模板庫中的指紋模板不匹配，并且計算機提醒注冊者重新獲取圖像或發出非法登錄警告。

Win do sNT / 2000登錄系統基本原理WIN DOS 2000 / NT共有3種系統狀態[4 1：無用戶登錄3。我記錄狀態，成功的用戶登錄狀態和工作站鎖定狀態。 Wmlogon是Windows2000 / NT操作系統的標準組件，可提供交互式登錄支持。 Win登錄包括三個主要組件：可執行文件Win登錄。 EX EE（稱為LO G ON），動態庫G玳A（圖形自動，圖形標識和身份驗證），提供圖形界面驗證功能，以及一些其他ID驗證位置和網絡服務提供了一個動態庫（NetworkPro videod erD 1１）。該模型如圖8所示。在Windows 2000中，在NT中，當系統啟動時，首先啟動內核，然后啟動Win。啟動來控制用戶的標識和登錄，然后通過調用當前的G IN A來贏得WinLogon.Ex。dll中的相關函數根據返回值判斷下一步操作。

'圖8. Wma x）GON參考模型W indows200 / NT允許用戶自行開發GINA模塊。本文使用GINA模塊集成指紋識別設備，以達到增強系統安全性的目的。此模式僅適用于Windows 2000 / Nr，XP平臺，當前不支持Windows 98平臺。 3. 2 Windows指紋登錄系統的設計和實現為了將指紋識別技術應用于Windows NT 12000登錄系統，有必要自定義G INA并將自動指紋識別模塊嵌入其中。身份驗證之一。主要任務如下：①自定義S AS并監視指紋收集器上的指紋信息。如果在歡迎界面中收集了指紋，則將其視為SAS：如果在登錄界面中收集了指紋，則將其視為用戶的指紋驗證身份。 ②提供用戶輸入指紋的界面。 ③將收集到的指紋與用戶中的指紋模板進行匹配，找到匹配的用戶，并讀取用戶信息。 ④完成指紋與用戶信息的關聯，修改系統原有的用戶管理程序。 Ⅸ《測量與控制技術》 2007年第26卷增補Windows指紋登錄系統的數據流程圖如圖9所示。

■在dw＃中是一個癡迷于用戶數量\字母ll的用戶的集合，這些用戶拒絕我在指紋指紋登錄系統中映射9W的順序數據流程圖系統包括兩個大模塊：G INA模塊和用戶指紋信息管理模塊。 G INA模塊已實現并通過W'm登錄導出。用于交互的18個標準功能接口，包括W lx N tete te，W k Initia ze，W lx Log ged ed AS AS等。 GIN A中有兩個地方需要驗證其身份：一是啟動系統時登錄的用戶需要驗證；二是驗證用戶身份。另一種是當系統被鎖定和解鎖時，需要進行驗證。對應于這兩個過程的功能是Wlx Logge dOUTS AS和Wk Wk sta Locked S AS。為了獲得指紋圖像，指紋收集器需要一起工作，因此需要對指紋收集器進行一些初始化和關閉。因此，在實現該功能時，必須先激活指紋采集器，然后才能驗證輸入的指紋。如果通過，請登錄用戶并關閉指紋收集器。根據要求實現和Win登錄。例如，與e交互的所有函數都封裝到一個動態鏈接庫中，并且相應的函數被輸出到動態鏈接庫中，然后將注冊表項h HKΕ_LO CAL ＿ Ｍ Ａ Ｃ h Ｎ EW icr so f添加一個字符串在t \ WIN IND OW SS NT中輸入名為G INA D LL鍵的類型，Curren Versiion ＼WIN LOGON ＼，其值為動態鏈接庫的文件名和路徑名。

重新啟動計算機，G INA程序即可運行。如果已注冊指紋，則可以直接使用指紋登錄。下面簡要介紹用戶管理程序的設計。該程序的主要功能是注冊指紋。用戶管理程序是一個普通的可執行程序，需要實現三個主要功能：①來自SAM（SecurityAccountsManan ger）。讀取中的用戶信息。 ②使用樹形控件顯示用戶信息。 ③為所選用戶注冊指紋模板。使用功能Netl_x，calGroup GetMembeers和NetL o calGroupEnum獲取系統中所有用戶的相關信息，并且可以使用Windows顯示用戶信息。 s的樹控制就足夠了，并且它的實現相對簡單，因此在此不再贅述。用戶的指紋注冊采用自動指紋識別系統中的注冊模塊，用戶輸入的指紋由指紋采集器采集。可以為同一帳戶注冊多個指紋，或者可以使用不同的手指代表不同的用戶。 ‘在計算機上安裝系統后（安裝Windows NT 12 00操作系統），您可以使用指紋登錄計算機。這樣，用戶只需將手指放在指紋收集器上并輕輕按一下即可完成身份驗證并登錄到Windows系統。無需重新輸入密碼的乏味內容，也無需記住密碼。 ，系統的安全性也得到了改善。

同時，為了與密碼系統兼容，系統仍保留Windows的原始登錄方法。 4結束語本文提出了一種在筆記本計算機中使用指紋鎖的設計方案，并給出了系統的電路設計。由于使用EC和通過SPI接口連接的MBF 200，因此在EC內部使用該軟件。該軟件模擬SPI操作，介紹EC模擬SPI操作的方法和過程，然后描述指紋采集的固件設計：最后，詳細介紹了基于Windows 2000的指紋。身份登錄系統的設計與實現。參考文獻：[11 Fujitsu。 MBF 20天一tash等[Z]。 2003. [2]步云觀SPI串行總線在單片機8031應用系統中的設計與實現[J]。工業控制計算機，2000，13（１）：59-60。[3]易志明，等。SPI總線在51系列單片機系統中的實現。國外電子元器件，2003，（９）：21 -23。[4] Microsoft.Microsoft PlatformSDK [EB / OL] http://www.mcroso20d0n.com。口（續第294頁）5結束語介紹了在V xW org操作系統中建立ID E文件系統的方法。本文已在實際工作中進行了調試和驗證，可以很好地存儲數據文件并從CF卡加載應用程序以執行。

由于系統的低功耗，高性能和更高的可靠性，以及能夠插入不同容量的CF卡以滿足不同需求的能力，因此在嵌入式系統中具有廣闊的應用前景。參考文獻：[1] CF ACF + ctFla spe c如果出現這種情況，請參見第4版。 0 [EB / OL]。 http：// w w w Com pac ctf la sh。組織，2006-05。 [2] MPC 8245集成Apro oc e sso ru ser的管理員，版本。 1 [EB / OL] http：llw ww。弗雷茨卡湖com，2001-10。 [3]用于PC 8 245的CompactFlash接口。 2 tEB / OL]。 http：// w w w弗雷斯卡湖Co in，20 06-09。 [4] MPC 8245集成警告軟件，L'eV。 9 [EB / OL]。 http：H w w w。弗雷斯卡島com，2007-01。 [5]李方敏。 V x W rk的高級編程f M]。北京：清華大學出版社，2004。口

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