筆記本電腦中指紋鎖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)筆記本電腦中指紋鎖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)李丹（設(shè)備指揮技術(shù)學(xué)院，北京10 14 16）摘要：為了提高安全性性能，建議使用現(xiàn)有的筆記本計(jì)算機(jī)。在嵌入式控制器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了指紋鎖定方案，給出了完整的電路設(shè)計(jì)和指紋采集程序設(shè)計(jì)，并給出了一套Windows指紋登錄系統(tǒng)。關(guān)鍵字：指紋鎖； W in dows指紋登錄系統(tǒng)中文圖書館分類號(hào)：TP 39 1文件標(biāo)識(shí)碼：物品編號(hào)：1000。8829（2007）S 0-0295-04D數(shù)字簽名非專利商標(biāo)（設(shè)備指令和技術(shù)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(yù)確了預(yù)計(jì)的功能。 。關(guān)鍵字：指責(zé)； 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(xiàng)必要要求。

機(jī)械鑰匙，“密碼+密碼”和智能卡保護(hù)數(shù)據(jù)等傳統(tǒng)措施具有容易丟失，遺忘，復(fù)制或被盜的隱患。因此，許多制造商已經(jīng)尋求生物識(shí)別技術(shù)來解決這個(gè)問題。生物識(shí)別技術(shù)（生物三體生物技術(shù)）是一種利用人類生物學(xué)特征進(jìn)行身份認(rèn)證的技術(shù)。它包括虹膜識(shí)別技術(shù)，視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)，面部識(shí)別技術(shù)，語音識(shí)別技術(shù)和指紋識(shí)別技術(shù)。其中，指紋識(shí)別技術(shù)是目前最成熟且使用最廣泛的生物識(shí)別技術(shù)。本文使用指紋鎖加密來保護(hù)數(shù)據(jù)安全。現(xiàn)有的筆記本計(jì)算機(jī)中使用了嵌入式控制器（EC，emb d dcon dcon troller）。它在筆記本計(jì)算機(jī)中起著非常重要的作用，用于控制主I / O。設(shè)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(fēng)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(tái)市，碩士。主要研究方向是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。本文使用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)指紋鎖）基于計(jì)算機(jī)中現(xiàn)有嵌入式控制器的方案。

1指紋采集芯片的電路設(shè)計(jì)采用了富士通[1]推出的新一代電容式固態(tài)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(gè)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(xiàng)目將使用SPI接口與EC連接，EC將從外部配置MBF 200。 EC擴(kuò)展SD刪除，用于存儲(chǔ)指紋數(shù)據(jù)。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(guī)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(xiàng)目； E = =｝ =■E●＿目= ＝ ｊ ＝ ＝ ＝《自＿ ＿＿目■＿ － ＝ ＝ ＝ ＿■＿＿●＿ ＿■■■＿ ＿ ＿ ＿ ｜自= ｊ =■'= ＿■ ■■＿- ＿■■■■=項(xiàng)目■-●＿ ＿■■＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿●＿ ＿ ＝ ＿ ＿ ＿項(xiàng)目＿＿＿＿＿ ＿ ＿來自●＿＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿■■■＿■■＿＿＿＿＿＿＿＿＿目一II●＿■■■■●＿●目●一《測控技術(shù)》 2007年第26卷增刊2程序設(shè)計(jì)2。1模擬SP I操作模擬SP It 2q]該操作包括串行時(shí)鐘，數(shù)據(jù)輸入和輸出。

因?yàn)镸B F 20 0是在SCK的上升沿輸入（接收）數(shù)據(jù)并在下降沿輸出（發(fā)送）數(shù)據(jù)的設(shè)備。因此，將串行時(shí)鐘輸出端口ZW_CLK的初始狀態(tài)設(shè)置為1，然后在允許接口芯片后將ZW_CLK設(shè)置為0。因此，EC輸出一點(diǎn)SCK時(shí)鐘，同時(shí)使接口芯片串行向左移動(dòng)，從而將一點(diǎn)數(shù)據(jù)輸出到EC的ZW_R（模擬EC的MISO線），然后將ZW ＿ CL K設(shè)置為1，因此EC將來自zw ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿＿的數(shù)據(jù)輸出到串行接口芯片。 0，模擬下一位的輸入和輸出，并重復(fù)此循環(huán)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(shù)據(jù)輸出端子，ZW_CLK模擬SPI的SCK輸出端子，ＺW_CS模擬SPI從設(shè)備選擇端子開始，ZW_R模擬SPI的數(shù)據(jù)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(shè)定周期數(shù)●將L8位數(shù)據(jù)發(fā)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(jìn)位C發(fā)送到從機(jī)輸入SP ISA線★使ZW ＿ CLK ｜輸出為I＼ :, Luo（結(jié)束）圖3輸出子程序流程（開始）●使z wC LK輸出為10選擇從機(jī)★設(shè)置周期數(shù)★將8位數(shù)據(jù)發(fā)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(jìn)位C向上移動(dòng)并留給累加器AC C到最高位C'攜帶C發(fā)送從機(jī)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(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2指紋采集的接口方式MB F通過設(shè)置內(nèi)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(dòng)內(nèi)部ADC，并設(shè)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(dòng)增加，同時(shí)設(shè)置芯片時(shí)鐘源和啟用傳感器。該過程如圖5所示。第二個(gè)是調(diào)整參數(shù)。該過程如圖6所示，其中DTR是放電時(shí)間寄存器，DCR是用于設(shè)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(shè)置放大器的增益。最后一步是獲取指紋圖像數(shù)據(jù)，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(jī)艙●（初始化結(jié)束？圖5初始化過程，開始調(diào)整●，LJ生J'D TR●寫入D RC●寫入PG C●，參數(shù)調(diào)整結(jié)束，.J圖6參數(shù)調(diào)整過程Belle Li驅(qū)動(dòng)ZW _ CS向低發(fā)送寫操作符發(fā)送C TR LA地址發(fā)送數(shù)據(jù)0x02驅(qū)動(dòng)器ZW _ CS正在等待行捕獲時(shí)間22 22 [2 2驅(qū)動(dòng)器ZW _ CS正在等待2 2 j [2發(fā)送讀取操作符以發(fā)送C TT RL A地址三三[=讀取數(shù)據(jù)◇單位轉(zhuǎn)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(tǒng)的設(shè)計(jì)和指紋鎖加密的實(shí)現(xiàn)使用指紋而不是密碼進(jìn)行身份驗(yàn)證。如果登錄成功與計(jì)算機(jī)模板庫中的指紋模板匹配，計(jì)算機(jī)獲取登錄的身份并進(jìn)入登錄的個(gè)人桌面；如果登錄名的指紋圖像與計(jì)算機(jī)匹配模板庫中的指紋模板不匹配，并且計(jì)算機(jī)提醒注冊(cè)者重新獲取圖像或發(fā)出非法登錄警告。

Win do sNT / 2000登錄系統(tǒng)基本原理WIN DOS 2000 / NT共有3種系統(tǒng)狀態(tài)[4 1：無用戶登錄3。我記錄狀態(tài)，成功的用戶登錄狀態(tài)和工作站鎖定狀態(tài)。 Wmlogon是Windows2000 / NT操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)組件，可提供交互式登錄支持。 Win登錄包括三個(gè)主要組件：可執(zhí)行文件Win登錄。 EX EE（稱為LO G ON），動(dòng)態(tài)庫G玳A（圖形自動(dòng)，圖形標(biāo)識(shí)和身份驗(yàn)證），提供圖形界面驗(yàn)證功能，以及一些其他ID驗(yàn)證位置和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供了一個(gè)動(dòng)態(tài)庫（NetworkPro videod erD 1１）。該模型如圖8所示。在Windows 2000中，在NT中，當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，首先啟動(dòng)內(nèi)核，然后啟動(dòng)Win。啟動(dòng)來控制用戶的標(biāo)識(shí)和登錄，然后通過調(diào)用當(dāng)前的G IN A來贏得WinLogon.Ex。dll中的相關(guān)函數(shù)根據(jù)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(fā)GINA模塊。本文使用GINA模塊集成指紋識(shí)別設(shè)備，以達(dá)到增強(qiáng)系統(tǒng)安全性的目的。此模式僅適用于Windows 2000 / Nr，XP平臺(tái)，當(dāng)前不支持Windows 98平臺(tái)。 3. 2 Windows指紋登錄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)為了將指紋識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于Windows NT 12000登錄系統(tǒng)，有必要自定義G INA并將自動(dòng)指紋識(shí)別模塊嵌入其中。身份驗(yàn)證之一。主要任務(wù)如下：①自定義S AS并監(jiān)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(yàn)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(jìn)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(guān)聯(lián)，修改系統(tǒng)原有的用戶管理程序。 Ⅸ《測量與控制技術(shù)》 2007年第26卷增補(bǔ)Windows指紋登錄系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖如圖9所示。

■在dw＃中是一個(gè)癡迷于用戶數(shù)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(tǒng)中映射9W的順序數(shù)據(jù)流程圖系統(tǒng)包括兩個(gè)大模塊：G INA模塊和用戶指紋信息管理模塊。 G INA模塊已實(shí)現(xiàn)并通過W'm登錄導(dǎo)出。用于交互的18個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(gè)地方需要驗(yàn)證其身份：一是啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)登錄的用戶需要驗(yàn)證；二是驗(yàn)證用戶身份。另一種是當(dāng)系統(tǒng)被鎖定和解鎖時(shí)，需要進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)應(yīng)于這兩個(gè)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(duì)指紋收集器進(jìn)行一些初始化和關(guān)閉。因此，在實(shí)現(xiàn)該功能時(shí)，必須先激活指紋采集器，然后才能驗(yàn)證輸入的指紋。如果通過，請(qǐng)登錄用戶并關(guān)閉指紋收集器。根據(jù)要求實(shí)現(xiàn)和Win登錄。例如，與e交互的所有函數(shù)都封裝到一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫中，并且相應(yīng)的函數(shù)被輸出到動(dòng)態(tài)鏈接庫中，然后將注冊(cè)表項(xiàng)h HKΕ_LO CAL ＿ Ｍ Ａ Ｃ h Ｎ EW icr so f添加一個(gè)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(dòng)態(tài)鏈接庫的文件名和路徑名。

重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，G INA程序即可運(yùn)行。如果已注冊(cè)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(shè)計(jì)。該程序的主要功能是注冊(cè)指紋。用戶管理程序是一個(gè)普通的可執(zhí)行程序，需要實(shí)現(xiàn)三個(gè)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(cè)指紋模板。使用功能Netl_x，calGroup GetMembeers和NetL o calGroupEnum獲取系統(tǒng)中所有用戶的相關(guān)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(shí)現(xiàn)相對(duì)簡單，因此在此不再贅述。用戶的指紋注冊(cè)采用自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)中的注冊(cè)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(cè)多個(gè)指紋，或者可以使用不同的手指代表不同的用戶。 ‘在計(jì)算機(jī)上安裝系統(tǒng)后（安裝Windows NT 12 00操作系統(tǒng)），您可以使用指紋登錄計(jì)算機(jī)。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(yàn)證并登錄到Windows系統(tǒng)。無需重新輸入密碼的乏味內(nèi)容，也無需記住密碼。 ，系統(tǒng)的安全性也得到了改善。

同時(shí)，為了與密碼系統(tǒng)兼容，系統(tǒng)仍保留Windows的原始登錄方法。 4結(jié)束語本文提出了一種在筆記本計(jì)算機(jī)中使用指紋鎖的設(shè)計(jì)方案，并給出了系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)。由于使用EC和通過SPI接口連接的MBF 200，因此在EC內(nèi)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(shè)計(jì)：最后，詳細(xì)介紹了基于Windows 2000的指紋。身份登錄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。參考文獻(xiàn)：[11 Fujitsu。 MBF 20天一tash等[Z]。 2003. [2]步云觀SPI串行總線在單片機(jī)8031應(yīng)用系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2000，13（１）：59-60。[3]易志明，等。SPI總線在51系列單片機(jī)系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)。國外電子元器件，2003，（９）：21 -23。[4] Microsoft.Microsoft PlatformSDK [EB / OL] http://www.mcroso20d0n.com。口（續(xù)第294頁）5結(jié)束語介紹了在V xW org操作系統(tǒng)中建立ID E文件系統(tǒng)的方法。本文已在實(shí)際工作中進(jìn)行了調(diào)試和驗(yàn)證，可以很好地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件并從CF卡加載應(yīng)用程序以執(zhí)行。

由于系統(tǒng)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(tǒng)中具有廣闊的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)：[1] CF ACF + ctFla spe c如果出現(xiàn)這種情況，請(qǐng)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(jí)編程f M]。北京：清華大學(xué)出版社，2004。口

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