基于多指觸控行為特征的移動終端用戶身份認證方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用戶身份認證技術，特別涉及一種移動終端用戶身份的認證方法。
【背景技術】
[0002]隨著信息時代的到來和網(wǎng)絡技術的日益普及，人們越來越多地依賴各種電子設備來完成日常的工作、學習和生活中的各種事務，手機、平板電腦等智能移動終端的出現(xiàn)更是大大提高了信息技術使用的便捷性。顯然，在這種情況下，信息安全，特別是移動終端上的信息安全便成為了一個重要而又亟待解決的問題。
[0003]智能移動終端上的身份認證是保護個人信息安全的至關重要的一環(huán)。當前主流的基于密碼、口令的認證方式需要用戶記憶，口令容易遺忘，且無法解決賬號和密碼被盜的問題；基于ID卡、令牌等物理驗證設備的方法，需要隨身攜帶物理介質(zhì)，且也容易被盜或復制；基于指紋、虹膜等生理特征的認證方式雖然安全性較高，但需要專用硬件設備來完成認證，成本高且不適用于無相關設備的大量現(xiàn)有系統(tǒng)。為此，當前亟需安全可靠、操作簡便、且對目前絕大多數(shù)移動終端具有良好通用性的新型認證方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種生物行為特征識別的移動終端用戶身份認證方法，在不影響操作體驗的前提下，提取多指觸控操作中可以反映用戶手部生理特征的行為特征并結合觸控操作中所特有的行為特征來對用戶身份進行認證。
[0005]為達到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術方案予以實現(xiàn)的:
[0006]—種基于多指觸控行為特征的智能移動終端認證方法，其特征在于，包括下述步驟:
[0007](I)通過多指觸屏操作獲取用戶的觸屏操作信息，其中，多指觸屏操作為多指在并攏狀態(tài)下的觸屏滑動；
[0008](2)從用戶觸屏操作信息中提取觸屏的生理特征和行為特征，將以上特征合并為一個特征向量，所述生理特征為每時刻觸點的相對距離；所述行為特征包括描述不同軌跡的模式，描述與時間相關的速度、加速度、壓力及接觸面積的變化模式；
[0009](3)利用所述合并的特征向量對概率神經(jīng)網(wǎng)絡分類器和支持向量機分類器進行訓練，生成合法用戶的訓練模型；
[0010](4)分類識別:采集測試用戶觸屏操作信息，按照步驟⑵處理，得到測試用戶觸屏操作合并的特征向量，將其放入所述兩個分類器中與合法用戶的訓練模型對比，獲得是否為合法用戶的分類結果。
[0011]上述方法中，步驟(I)所述多指觸屏操作包括四指觸控和三指觸控操作模式；四指觸控模式針對大屏手機、平板類移動終端；三指觸控操作模式針對4寸以下小屏手機類移動終端。
[0012]步驟(2)所述生理特征、行為特征的具體算法如下:
[0013]I)觸點相對距離:以每次操作方式中每個觸屏操作手指的第一個觸屏數(shù)據(jù)點為起點，計算后續(xù)觸屏數(shù)據(jù)中各個手指的觸點兩兩距離，利用分段平均的方法得到多個兩兩距離，將此作為觸點相對距離特征向量；
[0014]2)軌跡模式:獲取軌跡觸點位置序列，計算出軌跡曲率，并按照曲率大小識別大曲率的轉(zhuǎn)折點，將軌跡分割成為多個部分，獲取分割的軌跡長度和軌跡轉(zhuǎn)折點作為軌跡模式特征向量；
[0015]3)觸屏速度:按照軌跡的觸點位置與每個觸點的接觸時間計算出接觸時移動的速度序列，將速度序列利用信號分解的方式分解為不同頻段的頻譜系數(shù)，將以上系數(shù)作為速度特征向量；
[0016]4)觸屏加速度:利用觸屏速度序列得到加速度序列，并按照2)中相似步驟將序列分解成為多個系數(shù)，將系數(shù)作為加速度特征向量；
[0017]5)觸屏壓力:獲取觸點壓力信息序列與每個觸點的接觸時間，并按照2)中相似步驟將序列分解成為多個系數(shù)，將其作為觸屏壓力特征向量；
[0018]6)觸屏接觸面積:獲取觸點接觸面積信息序列與每個觸點的接觸時間，按照2)中相似步驟將序列分解成為多個系數(shù)，將系數(shù)作為觸屏接觸面積特征向量。
[0019]本發(fā)明從觸屏行為中直接提取能反映用戶固有生理特征和行為特征，這些特征具有不變性，難仿冒性。與指紋、虹膜識別等觸屏行為認證的方法相比，本發(fā)明由于通過智能移動終端上通配的觸摸屏，不需添加任何其它設備，就可方便實現(xiàn)用戶身份識別；與口令、圖形密碼相比，本發(fā)明由于采用用戶固有生理特征和行為特征進行身份驗證，安全性好，難以仿冒。
[0020]本發(fā)明方法的優(yōu)點在于:其利用絕大多數(shù)智能移動終端普遍采用的多點觸控觸摸屏實現(xiàn)身份認證，專用硬件成本為零；硬件損耗幾乎可以忽略；綜合使用生理特征與行為特征，利用多元信息融合實現(xiàn)身份認證，使得其被模仿的成功率大為降低。
【附圖說明】
[0021]下面結合附圖及【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的詳細描述。
[0022]圖1是本發(fā)明四指觸控模式圖例。其中，(a)圖為五指直線滑動模式；(b)圖為四指“L”形滑動模式。
[0023]圖2是本發(fā)明三指觸控模式圖例。
[0024]圖3是訓練與認證流程圖。
【具體實施方式】
[0025]—種基于多指觸控行為特征的智能移動終端認證方法，包括:
[0026](I)通過多指觸屏操作獲取用戶的觸屏操作信息，其中，多指觸屏操作為多指在并攏狀態(tài)下的觸屏滑動；
[0027](2)從用戶觸屏操作信息中提取觸屏的生理特征和行為特征，將以上特征合并為一個特征向量，所述生理特征為每時刻觸點的相對距離；所述行為特征包括描述不同軌跡的模式，描述與時間相關的速度、加速度、壓力及接觸面積的變化模式；
[0028](3)利用所述合并的特征向量對概率神經(jīng)網(wǎng)絡分類器和支持向量機分類器進行訓練，生成合法用戶的訓練模型；
[0029](4)分類識別:采集測試用戶觸屏操作信息，按照步驟⑵處理，得到測試用戶觸屏操作合并的特征向量，將其放入所述兩個分類器中與合法用戶的訓練模型對比，獲得是否為合法用戶的分類結果。
[0030]步驟(I)所述操作方式實施例如下:
[0031]將移動終端按屏幕的大小粗略地劃分為兩類，即大屏手機、平板類移動終端和4寸以下小屏手機類移動終端，并分別設計了四指觸控和三指觸控操作模式與之對應。
[0032]如圖1示，四指觸控模式針對大屏手機、平板類移動終端，其具體滑動過程如下:用戶四指自然并攏，在屏幕上先豎直后水平地滑過，豎直和水平軌跡的連接點為轉(zhuǎn)折點或是弧度較大的一個轉(zhuǎn)折區(qū)域，如此滑動得到的軌跡近似為多組“L”、“S”或“ I ”型軌跡。
[0033]如圖2所示，三指觸控模式針對手機類小屏移動終端，具體滑動過程如下:首先三指自然并攏，按照用戶習慣豎直手機，觸摸手機多點觸控屏幕，自頂向下滑過一定長度的