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基于指纹加密的EFI BIOS关键技术研究及设计

作　者: 史杰
导　师: 刘正光
学　校: 天津大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: EFI 驱动协议模型 串行设备驱动 硬盘管理驱动 指纹加密算法 算法移植
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 61次
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内容摘要


近年来,随着信息技术的不断发展,计算机技术日新月异,计算机安全越来越受到社会的关注。指纹加密技术作为如今最流行的身份认证技术目前已在银行系统、公安系统、电子商务等领域得到了广泛的应用。EFI(Extensible Firmware Interface,可扩展固件接口)技术作为新一代BIOS从服务器体平台逐渐进入个人PC平台,这使得EFI技术将会在未来几年将会有突飞猛进的发展。目前,世界各国PC领域相关公司都在积极地对EFI平台进行研究和开发,在2006年初,我国从国外引进技术,进行大规模研发具有自主知识产权的新一代安全BIOS以及基于BIOS的各种应用产品。本次项目将在EFI BIOS平台下搭建指纹加密系统,从最底层安全的角度,实现基于EFI构架的计算机底层身份认证系统。首先,本文通过对EFI平台进行分析,提出了其指纹加密系统硬件驱动的具体解决方案。其次,本文分析了EFI规范和EFI驱动协议模型,设计并实现了针对EFI下指纹加密系统的串行设备驱动、硬盘管理驱动和USB设备驱动。最后,根据指纹加密算法理论,针对EFI平台指纹加密算法,对速度、精度等问题进行了深入研究,提出了解决由于算法移植引起的算法精度和运算速度问题的新方法,在EFI的论文中尚属首次。通过设计EFI指纹加密系统,在很大程度上解决了基于EFI构架的计算机的用户安全问题,确保了EFI启动组件的完整性以及用户的合法性。本文将广泛应用的指纹识别技术与计算机底层EFI平台有机结合,将有助于我国在新一代BIOS领域的技术创新和产品研发。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-13
  1.1 引言  9-10
    1.1.1 EFI 简介  9-10
    1.1.2 指纹加密认证技术的发展现状  10
  1.2 本文的主要工作及创新点  10-12
  1.3 论文组织结构  12-13
第二章 EFI BIOS 体系结构概述  13-22
  2.1 BIOS 与EFI 之比较  13-16
    2.1.1 传统BIOS 方案的局限性  13-14
    2.1.2 PC 新中枢——EFI 的优点及易用性  14-16
  2.2 EFI 的启动运行机制  16-17
  2.3 EFI 基本构架及驱动模型  17-21
    2.3.1 EFI 驱动基本构架  17-19
    2.3.2 EFI 驱动模型及设备驱动  19-20
    2.3.3 EFI 总线驱动  20-21
  2.4 本章小结  21-22
第三章 基于指纹加密的EFI BIOS 系统整体构架  22-36
  3.1 硬件和软件平台的选择  22
  3.2 系统总体模型设计  22-25
    3.2.1 EFI BIOS 中指纹认证模块功能说明  24
    3.2.2 Windows 下指纹管理程序功能说明  24-25
  3.3 系统设计方案  25-34
    3.3.1 EFI 协议的选择及使用  25-26
    3.3.2 EFI 服务的使用及实现方法  26-28
    3.3.3 EFI_FINGER_PRINT_SERIAL_PROTOCOL 协议的实现  28-30
    3.3.4 EFI_HARDDISC_MANAGER_PROTOCOL 协议的实现  30-32
    3.3.5 EFI USB 设备驱动的实现  32-33
    3.3.6 EFI 下通用驱动的编写具体步骤  33-34
  3.4 系统组织结构图  34-35
  3.5 本章小结  35-36
第四章 EFI BIOS 指纹加密系统驱动程序设计及实现  36-53
  4.1 EFI 应用程序工具包综述  36-37
  4.2 EFI 开发环境的建立及EDK 配置  37-38
  4.3 EFI 串口驱动部分程序设计分析  38-41
    4.3.1 串口及串口通讯协议简介  38-39
    4.3.2 设计原则  39-40
    4.3.3 串口驱动程序设计方案  40
    4.3.4 串口代码实现  40-41
  4.4 EFI 文件管理部分程序设计分析  41-44
    4.4.1 文件管理系统程序设计方案  41-42
    4.4.2 文件管理系统代码实现  42-44
  4.5 EFI 指纹算法软件驱动部分代码实现  44-46
  4.6 EFI 指纹算法部分程序设计实现  46-52
    4.6.1 EFI 下编程难点  46
    4.6.2 EFI 下算法中几个关键技术  46-48
    4.6.3 EFI 下INT64 类型数据乘法函数的实现  48-50
    4.6.4 EFI 下基本数学函数的编程  50-52
  4.7 本章小结  52-53
第五章 EFI BIOS 指纹识别的原理及实现  53-62
  5.1 指纹识别算法的基本原理  53
  5.2 EFI 平台指纹识别系统算法流程  53-61
    5.2.1 指纹图像采集及质量评估  55
    5.2.2 指纹图像方向图生成及奇异点提取  55-56
    5.2.3 指纹奇异点匹配  56
    5.2.4 指纹图像增强及细化处理  56-60
    5.2.5 指纹图像的细节点匹配  60-61
  5.3 本章小结  61-62
第六章 工作总结及展望  62-65
  6.1 工作总结  62-63
  6.2 论文今后改进方向  63
  6.3 工作展望  63-65
参考文献  65-68
发表论文和科研情况说明  68-69
致 谢  69

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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