一种用于云环境的基于区块链的认证与授权框架，采用分布式生物识别验证技术

《Scientific Reports》：A secure blockchain-enabled authentication and authorisation framework for cloud environments using distributed biometric verification

　　集中式云认证和授权通常依赖于可信服务器进行身份验证、策略执行和审计日志记录，这可能会增加被攻破后的影响并复杂化防篡改的问责机制。本文提出了一种去中心化的生物特征认证和授权框架，该框架将指纹 minutiae 验证与以太坊智能合约及基于 IPFS 的链下存储相结合。生物特征模板使用基于 NIST NBIS 的链下处理管道（MINDTCT minutiae 提取和 Bozorth3 匹配）进行处理，并通过 SHA-256 哈希、zlib 压缩和认证加密（Fernet）进行保护，而区块链仅存储完整性元数据（哈希和 IPFS 内容标识符）及授权状态。为在不引入额外会话创建交易的情况下缓解重放攻击，该框架使用基于调用者、nonce、时间戳、链 ID 和合约地址的域分离请求绑定哈希（tokenHash），并在链上与一次性 nonce 消耗进行验证。原型使用 Solidity 在本地以太坊兼容测试网络（Ganache）上实现，配合 Python/Web3 工具包及 IPFS 兼容的内容寻址存储接口。使用标准指标（FAR/FRR/EER 及 ROC/DET 曲线）在 SOCOFing 和 FVC2002/FVC2004 基准上报告生物特征性能。在核心区块链实验中，所提出的单次调用考勤工作流消耗 74,773 gas，在 CID/哈希锚定之上添加了基于 nonce 的重放保护和可审计的授权检查（单独的文献基准报告了在共享测试框架下的端到端调用路径 gas 消耗）。压缩使加密模板的存储减少约 76–84%，跨所测试的数据集大小。安全分析和攻击模拟表明，在所述威胁模型下，重放尝试（nonce/token 重用）、未授权访问和链下载荷篡改均被拒绝。