随着移动智能设备的普及和生物特征识别技术的发展,利用生物特征进行身份认证开始逐渐替代传统的身份认证方式,广泛地应用于公安、司法、国家安全和金融等领域。生物特征由于其便携性、普遍性和唯一性,相比较静态密码、智能卡和短信验证码等传统身份认证方式,能够更加便捷的实现用户身份认证。因此,基于指纹、虹膜、人脸和掌纹等生物特征的身份认证方式吸引了研究者们极大的兴趣,迅速成为身份认证领域的研究热点。然而,基于生物特征的身份认证方式在为人们生活带来便利的同时,也带来了生物特征数据泄露的安全风险。近年来,各类数据泄露事件层出不穷,而生物特征数据由于其高敏感性,使得人们对于生物特征数据的安全性要求更高。可以说,能否保护生物特征数据的隐私性是基于生物特征的身份认证方式能否持续发展的重要因素。针对在线指纹认证服务过程中外包指纹模板和用户指纹数据的隐私问题,本文利用合数阶双线性群上改进的BGN同态加密技术,构造了隐私保护的在线指纹认证方案,还实现了一套隐私保护的在线指纹认证服务系统。具体来说,本文主要做了以下几方面的工作:(1)对基于生物特征的身份认证方式进行调查和研究,结合人们对于数据隐私保护的需求,阅读研究国内外对生物特征认证构造的隐私保护方案。为了解决在线指纹认证服务中的隐私保护问题,本文通过基于合数阶双线性群上的改进的BGN同态加密技术和基于FingerCode指纹编码的指纹识别方案构造了一个隐私保护的在线指纹认证方案。随后对方案的正确性、安全性、计算复杂度和准确性进行了分析,分析结果表明本文提出的方案在保证指纹数据安全的基础上,能够提供准确高效的在线指纹认证服务。(2)应用构造的隐私保护的在线指纹认证服务方案,设计了一套隐私保护的在线指纹认证服务系统。系统由权威机构、指纹认证服务器和客户端三部分构成,能够实现准确高效的在线身份认证、数据安全存储、消息安全认证和数据安全计算。通过对系统的结构设计、数据表设计和流程设计的描述,全面介绍了安全高效的在线指纹认证服务系统。(3)对设计的隐私保护的在线指纹认证服务系统进行了实现。通过对系统开发环境与运行环境,系统伪代码实现的描述,详细说明了系统的具体实现。之后,完成了系统主要功能的测试和系统部分和整体的性能测试,测试表明系统可以实现设计的各项功能同时能够提供高效的服务。