随着信息技术的迅速发展,信息安全已成为全球信息化的重大挑战。密码学是信息安全的基础,而密码系统的安全依赖于密钥安全。为解决密钥的随机性同用户的记忆之间的矛盾、密钥与合法用户之间缺乏联系这两大问题,本文采用了基于生物特征的密钥技术来解决密码的隐秘性和抗抵懒性问题,并提出了一种将指纹密钥应用于数字签名的方法。本文首先研究了基于细节点的指纹特征提取算法,对现有的特征提取方法进行分析比较,在此基础上进行了算法改进。在指纹图像分割中利用数学形态学中的开、闭运算来进行处理,从而避免指纹图像局部灰度过大所带来的误判；为提高处理速度,研究了一种化简的Gabor函数模板来实现指纹图像的增强；结合OPTA算法模板化的优点和快速细化算法速度快的优点,对它们的缺陷加以改进,为指纹特征提取奠定了良好的基础。其次,本文研究了一种伪随机指纹特征生成技术,对传统伪随机数发生器进行改进,即运用混合同余法对指纹特征信息进行一系列的平移、旋转和缩放,由此产生一系列新的指纹特征数据,通过哈希运算生成特定长度的密钥。它的优势是同一个指纹特征能重复生成密钥,此方案能保证指纹特征的保密性与使用时的完整性,同时指纹拓扑结构没有发生变化,可验证指纹的来源。最后,本文对数字签名技术进行分析,利用对称加密和非对称加密各自的优势设计了一种基于指纹密钥的数字加密方案：采用对称加密系统加密文件,非对称算法加密传输密钥；其中加密需要的密钥通过伪随机指纹特征生成技术生成和向公钥证书认证中心申请,通过PKI认证后获得。本文使用VC++对指纹特征的提取、伪随机指纹密钥生成、对数据的签名及验证过程进行了仿真试验,分析了系统的安全性。