基于SGX的人脸识别隐私保护方案的设计与实现

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1、分类号：密级：学校代码：11078保密日期：学号：保密期限：广州大学硕士学位论文基于SGX的人脸识别隐私保护方案的设计与实现学科专业（领域）：计算机技术研究方向：数据挖掘隐私安全保护论文答辩日期：______________________指导教师（签名）：______________________答辩委员会主计算机技术______________________算机技术签名）：答辩委员会委员（签名）：_______________________________________________________________________________________

2、_摘要近年来，随着科技发展，人类个体的活动的范围增大，速度加快，整个社会对于安全防范的需求日益增加。人脸识别作为一种生物识别技术，凭借人脸的生物多样性而具有安全性较高的特点，作为交叉学科的研究热点，已取得初步成果，在安全防范领域被广泛应用。与此同时，大部分人脸识别的安全防范应用，涉及到庞大的人脸图像、视频数据的传输，在如今互联网飞速发展的时代，信息化深入到人们社会生活的方方面面，人们比以往更加关注日益严重的隐私安全问题，人脸图像作为人们最基本身份标识之一，隐私安全问题显得尤为重要。IntelSGX（IntelSoftwareGuardExtensions）技术是一组基于Int

3、elCPU的指[1]令集和内存访问机制，它为用户提供由硬件保障安全的可信执行环境。针对人脸识别过程中的图像数据隐私保护问题，本文提出一种利用SGX提供的安全隔离环境与图像加密技术结合的方案。在该方案中，存在用户端与服务器端，客户端负责图像采集与图像数据加密，服务器端创建安全隔离环境进行人脸识别模型训练和人脸匹配。用户首先将人脸数据库加密后和密钥一起传给服务器端，服务器端在安全的隔离执行下对数据解密并进行人脸识别模型的训练，人脸识别算法采用经典的Eigenface,LBP,Fishface三种算法，训练好的模型将密封存在云端。在人脸识别的过程中，同样，客户端将加密后的数据传给服

4、务器端，服务器端在创建的安全的执行环境下读取模型进行解密，同时解密数据，进行人脸匹配，最后将匹配的结果返回给用户。在整个过程中，用户的图像数据在外部环境中始终处于加密状态，明文状态时始终处在由IntelSGX支持的可信安全的隔离环境中，由此一定程度上保证了人脸识别过程中的数据安全性。最后，利用OpenCV、IntelSGX指令集，本文对提出的方案进行实现与功能测试，同时对该方案的执行效率和安全性进行分析。经过测试，该系统功能稳定，性能良好，验证了其可行性。关键词：隐私保护；人脸识别；可信云计算；IntelSGX；IAbstractInrecentyears,withthede

5、velopmentofscienceandtechnology,therangeofhumanindividualactivitieshasincreasedandthespeedofthemhasaccelerated.Theentiresocietyisincreasinglydemandingsafetyprecautions.Facerecognition,asabiometrictechnology,hashighsafetyforhumanfacediversity,andhasachievedinitialresultsasacross-disciplinary

6、researchhotspot.Ithasbeenwidelyusedinthefieldofsecurityprevention.Atthesametime,mostfacerecognitionsecurityapplicationsinvolvethetransmissionofhugefaceimagesandvideodata.IntheeraofthedevelopmentoftheInternet,informationtechnologyhaspenetratedintoeveryaspectofpeople’sdailylife.Peoplepaymorea

7、ttentiontothegrowingprivacyandsecurityissuesthaneverbefore.Faceimage,asoneofthemostbasicbiometricofpeople,facedwithparticularlyseriousprivacysecurityissues.IntelSGX(IntelSoftwareGuardExtensions)technologyisasetofIntelCPU-basedinstructions.Itprovidesusers