在隐私安全备受关注和重视的现代,数字密钥存在易遗失、易被盗、不易记忆等缺陷,而生物特征虽具有唯一与稳定的特性,在身份识别技术中展现出极大优势,但又存在精确性不足、泄露即永久失效等弊端。因此,结合了生物特征与密码学的生物密钥生成与保护技术应运而生,它在保障原始生物数据安全的同时,发挥着生物特征与数字密钥各自的优势。为了生成实际可操作的生物密钥,同时确保原始生物数据的安全性,本论文对指纹密钥生成与保护的相关技术与算法进行理论研究和实验仿真,分别提出基于特征距离与生成区间的指纹密钥生成算法和基于时间戳与指纹密钥的数据加解密传输方案。具体的研究内容包括以下三个方面:1.详细研读指纹密钥生成的理论知识,对指纹图像预处理、特征点提取及特征点校准三个方面进行整理归纳与实验仿真。最后,给出了指纹密钥生成的一般模型。2.针对生物数据安全性的问题,提出了基于特征距离与生成区间的指纹密钥生成算法。该算法基于指纹特征距离,利用生成区间机制以及可变区间编码生成用户指纹密钥,实现了指纹数据的容错性与指纹密钥的可撤销性。此外,算法还采用了双层纠错技术、Hash函数以提高密钥再生的准确性。通过实验仿真、性能分析与安全性评估,证明了该算法在具备良好指纹密钥再生率的前提下,极大程度上保障着原始指纹数据的安全性。3.针对生物密钥难以共享的问题,提出了基于时间戳与指纹密钥的数据加解密方案。该方案利用指纹特征点相对信息与秘密随机矩阵生成指纹密钥,并实现密钥的可撤销。通过结合指纹密钥、时间戳以及预先设定数等信息,实现了数据加密传输。最后,基于实验数据与分析,阐明了可行性与安全性。该方案实现了指纹密钥共享,发挥其数字身份作用,同时还利用时间戳实现了密钥恢复时的“一次一密”,确定了通信事件的唯一性与不可否认性。