信息安全已成为全球信息化发展过程中具有挑战性的重大问题，相关技术水平的高低直接影响到国家政治、经济与军事安全。生物密钥算法的研究旨在利用人体生物信息解决密钥与合法用户的对应性问题，算法由生物密钥生成算法和密码密钥恢复算法两部分组成。将合法用户的生物信息与密码密钥进行无缝绑定，生成生物密钥，当且仅当用户出示匹配的生物信息时才可精确地恢复原始密码密钥。目前，生物密钥算法的研究还处于初级阶段，国外学者虽然提出了一些算法，但基本处于理论研究阶段，没有通过实验验证，国内仍未见其他研究者发表相关论文。因此，生物密钥算法仍然是一个远未成熟的研究课题，还有许多问题需要解决。本文系统地综述了生物密钥算法的研究现状，讨论了在构造生物密钥算法时必须解决的生物识别的模糊性克服问题，分别研究了汉明距测度空间、广义集合距测度空间以及序列距测度空间下的生物密钥算法，并进行了仿真实验。论文的主要创造性研究工作如下： 1.提出了基于下眼睑校准的虹膜旋转模糊性克服算法，以及基于频域同心圆特征提取、编码的指纹旋转模糊性克服算法。指出生物识别的模糊性是以往生物密钥算法研究中被忽略的问题。由于生物密钥算法不直接存储生物模板，必须研究新的模糊性克服算法。仿真实验验证了两种旋转模糊性克服算法的有效性。 2.基于模糊承诺方案，在汉明距测度空间下，针对虹膜识别设计了基于纠错码技术的有效的生物密钥算法。在此基础上，提出基于秘密分享及纠错码技术的生物密钥算法，该算法可解决单点失败问题、提高算法的安全性。算法的有效性均通过仿真实验得到了验证。 3.针对细节点指纹识别算法的实际要求，对集合距和集合距测度空间的概念进行扩展，提出广义集合距和广义集合距测度空间的概念。基于模糊金库方案，在广义集合距测度空间下设计了模糊金库生物密钥算法。对可验证秘密分享进行研究，提出了广义集合距测度空间下基于Shamh可验证秘密分享的生物密钥算法，理论分析表明，该算法可降低合法用户恢复密码密钥的计算复杂度。 4.提出序列距测度空间的概念，并在序列距测度空间下，提出了利用格雷码的生物密钥算法。仿真实验表明，序列距测度空间下的生物密钥算法的性能优于广义集合距测度下的生物密钥算法。