一種基於手寫籤名的身份認證方法及系統的製作方法

2023-06-03 11:13:41

專利名稱：一種基於手寫籤名的身份認證方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及利用人的生物特徵即手寫籤名進行身份認證的模式識別領域，尤其是一種基於手寫籤名的身份認證方法及系統。
背景技術：
在身份認證領域中，大多數領域採用固定口令身份認證方式，即用戶名/ 口令的認證方式。用戶名/ 口令的認證方式的主要原理為將用戶輸入的用戶名/ 口令等信息與資料庫進行比對，若比對成功，則通過身份認證，否則，未通過身份認證。例如，計算機用戶的身份認證，網絡用戶的身份認證，銀行卡用戶的身份認證，企業員工進入辦公區的身份認證
坐寸ο用戶名/ 口令身份認證方式大多需要用戶記憶認證口令，用戶傾向於使用短口令，會造成系統安全性偏低，容易被攻擊，當用戶使用長口令時，容易遺忘；當用戶長期使用同一口令，保存周期偏長，被破解的可能性與日劇增，但經常改變口令，又容易混淆。一旦用戶遺忘認證口令，則無法進行認證。而且非法用戶一旦獲得合法用戶的認證口令，便可以合法方式通過驗證，安全性較差。基於用戶名/ 口令的身份認證方式的口令很容易遺忘、洩露和被別人非法攻擊。這種方式越來越不能滿足現有的網絡對安全性的要求，從而迫切需要安全性更高的身份認證方案，因此基於手寫籤名的身份認證方案應運而生。

發明內容
針對現有技術即基於用戶名/ 口令的登陸所帶來的易於遺忘和易被攻擊的問題，本發明提出了一種基於手寫籤名的身份認證方法及系統，基於在線手寫籤名驗證的身份認證方案，提高了網絡的安全性。本發明提出的基於手寫籤名的身份認證方式特別適用於觸控螢幕上的用戶登陸，可以很好地取代電腦、手機和USB Key等產品上的基於用戶名/ 口令的身份認證方案。本發明解決其技術問題採用的技術方案這種基於在線手寫籤名驗證的身份認證方法，該方法步驟如下首先在線輸入手寫籤名信息於電腦或手機的觸控螢幕，並對籤名信息進行預處理，包括籤名波形的縮放、旋轉、平移以及濾波運算；接著提取籤名特徵，並在待測籤名和樣本籤名的籤名特徵之間找到一條優化的時間校準匹配路徑，最後計算待測籤名和樣本籤名的距離，若計算出的距離小於閾值，則該籤名為真實籤名；否則該籤名為偽籤名。更進一步的，具體步驟如下(I)、利用觸控螢幕提取出坐標值和壓力值，再利用坐標值求出速度、加速度、角度和角速度特徵，提取籤名時的筆順信息，將每一時刻提取的以上特徵組成特徵矢量，這樣每個籤名都對應一個特徵序列，某一時刻待測籤名的特徵序列用f={f\，f2, f3, -,f }表示；某一時刻樣本籤名的特徵序列用P=Iu1, μ 2, μ 3，…，μΜ}表示；( 2 )、在待測籤名和樣本籤名的籤名特徵之間找到一條優化的時間校準匹配路徑，通過這條匹配路徑計算出待測籤名和樣本籤名間的最短距離；具體實現過程為在匹配之前將兩個籤名信號進行對齊，即將待測籤名信號相對於樣本籤名信號在時間軸上進行不均勻的扭曲和彎曲，使待測籤名特徵點和樣本籤名特徵點對齊，並在兩者之間不斷地進行使兩個矢量距離最小的匹配路徑計算；假設分別從待測籤名和樣本籤名中採集若干個特徵點，最優匹配路徑是將待測籤名的特徵點與樣本籤名的特徵點建立映射關係；假設待測籤名的第m個特徵點與樣本籤名的第η個特徵點為映射關係，通過計算第m個特徵點對應的特徵序列€=機，匕&，···，^}和第η個特徵點對應的特徵序列μ={μι，μ2，μ3，…，μΜ}間的距離，得到兩籤名在某一點的距離；(3)、根據提取出的待測籤名的特徵矢量和樣本資料庫中的特徵矢量，計算待測籤名和樣本籤名的距離；根據上一步的時間校準匹配路徑得到待測籤名和樣本籤名特徵點間的映射關係，根據映射關係先計算任意兩映射點間的距離，然後將這些距離迭加起來就得到了兩籤名間的距離，其中任意兩映射點間的距離度量公式為
權利要求
1.一種基於在線手寫籤名驗證的身份認證方法，其特徵在於該方法步驟如下首先在線輸入手寫籤名信息於電腦或手機的觸控螢幕，並對籤名信息進行預處理，包括籤名波形的縮放、旋轉、平移以及濾波運算；接著提取籤名特徵，並在待測籤名和樣本籤名的籤名特徵之間找到一條優化的時間校準匹配路徑，最後計算待測籤名和樣本籤名的距離，若計算出的距離小於閾值，則該籤名為真實籤名；否則該籤名為偽籤名。
2.根據權利要求1所述的基於在線手寫籤名驗證的身份認證方法，其特徵在於具體步驟如下 (1)、利用觸控螢幕提取出坐標值和壓力值，再利用坐標值求出速度、加速度、角度和角速度特徵，提取籤名時的筆順信息，將每一時刻提取的以上特徵組成特徵矢量，這樣每個籤名都對應一個特徵序列，某一時刻待測籤名的特徵序列用f2, f3, -,f }表示；某一時刻樣本籤名的特徵序列用P=Iu1, μ 2) μ 3，…，μ Μ}表示； (2)、在待測籤名和樣本籤名的籤名特徵之間找到一條優化的時間校準匹配路徑，通過這條匹配路徑計算出待測籤名和樣本籤名間的最短距離；具體實現過程為在匹配之前將兩個籤名信號進行對齊，即將待測籤名信號相對於樣本籤名信號在時間軸上進行不均勻的扭曲和彎曲，使待測籤名特徵點和樣本籤名特徵點對齊，並在兩者之間不斷地進行使兩個矢量距離最小的匹配路徑計算；假設分別從待測籤名和樣本籤名中採集若干個特徵點，最優匹配路徑是將待測籤名的特徵點與樣本籤名的特徵點建立映射關係；假設待測籤名的第m個特徵點與樣本籤名的第η個特徵點為映射關係，通過計算第m個特徵點對應的特徵序列f={f!, f2, f3, ···, fM}和第n個特徵點對應的特徵序列U=W1, μ 2, μ3，···，μ Μ}間的距離，得到兩籤名在某一點的距離； (3)、根據提取出的待測籤名的特徵矢量和樣本資料庫中的特徵矢量，計算待測籤名和樣本籤名的距離；根據上一步的時間校準匹配路徑得到待測籤名和樣本籤名特徵點間的映射關係，根據映射關係先計算任意兩映射點間的距離，然後將這些距離迭加起來就得到了兩籤名間的距離，其中任意兩映射點間的距離度量公式為
3.一種基於在線手寫籤名驗證的身份認證系統，其特徵在於包括預存儲裝置、數字庫和認證裝置；所述的預存儲裝置用於完成手寫籤名的註冊，即通過輸入設備採集手寫籤名信息，並且提取樣本籤名特徵；所述的資料庫是將註冊階段提取出的樣本籤名特徵，保存在樣本資料庫，以便於後續的匹配；所述的認證裝置，主要包括採集單元、預處理單元、特徵提取單元和匹配單元；採集單元通過電腦和手機上的觸控螢幕來實現手寫籤名的輸入；預處理單元將採集單元採集的手寫籤名波形進行一系列預處理，便於後續的特徵提取和匹配；特徵提取單元這裡的籤名特徵一方面來自手寫籤名輸入的在線籤名特徵，另一方面來自樣本資料庫中用戶所聲明的樣本籤名特徵，將二者進行比對即可對籤名進行驗證；匹配單元將在線輸入籤名與樣本資料庫中其聲明的籤名進行比對，計算二者的距離；將計算出的距離與匹配閾值進行比較，如果小於閾值則該籤名為真實籤名，否則為偽籤名。全文摘要
本發明涉及一種基於在線手寫籤名驗證的身份認證方法及系統，該方法步驟如下首先在線輸入手寫籤名信息於電腦或手機的觸控螢幕，並對籤名信息進行預處理，包括籤名波形的縮放、旋轉、平移以及濾波運算；接著提取籤名特徵，並在待測籤名和樣本籤名的籤名特徵之間找到一條優化的時間校準匹配路徑，最後計算待測籤名和樣本籤名的距離，若計算出的距離小於閾值，則該籤名為真實籤名；否則該籤名為偽籤名。本發明有益的效果是採用手寫籤名驗證方法，避免了口令的遺忘、口令洩露和被非法攻擊等問題，提高了登陸的安全性；提高了身份驗證系統的安全性；所述的驗證方式為一對一驗證，而基於用戶名/口令的驗證方式採用的為一對多驗證，大大減少驗證所需的時間。
文檔編號H04L9/32GK103023658SQ20121058660
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者羅美美, 邱柏雲, 賀曉明 申請人:杭州晟元晶片技術有限公司