基于多幅圖像切換的智能手機(jī)用戶認(rèn)證方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種基于多幅圖像切換的智能手機(jī)用戶認(rèn)證方法，本發(fā)明首先由用戶選定一個圖像序列，該圖像序列存儲在智能手機(jī)的內(nèi)部存儲器中，然后記錄用戶切換這些圖像時手指的運(yùn)動特征序列，包括起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)、速度等。將此特征序列經(jīng)處理后標(biāo)記為用戶的特征碼，用以區(qū)分不同的用戶。與PIN認(rèn)證相比，本發(fā)明大大擴(kuò)大了密鑰空間，而且方便實用，不需增加任何額外設(shè)備，具有很高的識別率和安全性。
【專利說明】基于多幅圖像切換的智能手機(jī)用戶認(rèn)證方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能手機(jī)的用戶認(rèn)證技術(shù)，更具體的說，是在配有觸摸屏的智能手機(jī) 上安全有效的認(rèn)證用戶身份的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]智能手機(jī)在近年來得到日新月異的發(fā)展，它們具備豐富的接口(如觸摸屏、WIF1、 3G、攝像頭等)和強(qiáng)大的處理能力。由于其獨(dú)有的便攜性和多樣的應(yīng)用程序，智能手機(jī)已經(jīng) 越來越重要的影響人們的日常生活。照片、郵件、通信錄，甚至銀行賬戶，幾乎都保存在智能 終端里。因此如何認(rèn)證智能手機(jī)使用者的身份，從而保護(hù)這些隱私數(shù)據(jù)的安全，就成了一個 亟待解決的問題。
[0003]目前最常用的用戶認(rèn)證方法是個人識別碼(Personal Identification Number, PIN)認(rèn)證。與計算機(jī)的輸入口令類似，PIN認(rèn)證需要用戶輸入一個固定長度(一般是5?8 位)的數(shù)字串。這種方法簡單實用，但是它的密鑰空間較小，例如8位的個人識別碼密鑰空 間僅為108，這使得它容易受到暴力攻擊，而且個人識別碼容易被人偷窺或竊取。
[0004]另一種較為常用的智能終端用戶認(rèn)證方法是圖像認(rèn)證，它是在觸摸屏上顯示一些 網(wǎng)格點(diǎn)，通常尺寸為3X3，然后用戶手指畫出一條曲線，連接某些格點(diǎn)。這種方法實際上并 非嚴(yán)格的圖像認(rèn)證，而是格點(diǎn)認(rèn)證，由于格點(diǎn)數(shù)目較少，所以它的密鑰空間也較小，容易受 到暴力破解。
[0005]此外還有多種基于生物特征的用戶認(rèn)證方法，比較成熟的是指紋識別，目前指紋 識別的準(zhǔn)確率較高，但是一般智能終端觸摸屏不具備指紋采集功能，因此還需要額外加裝 專用的指紋采集設(shè)備。也有個別智能手機(jī)推出了人臉識別，但是人臉識別的準(zhǔn)確率較低，而 且算法復(fù)雜、處理數(shù)據(jù)量大，所需的時間較長，從而影響了用戶體驗。此外還有對用戶手寫 簽名進(jìn)行識別的方法，但是它的計算量也比較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對以上常用的用戶認(rèn)證方法的不足，本發(fā)明的目的是提出了一種實用安全有效 的基于多幅圖像切換的智能手機(jī)用戶認(rèn)證技術(shù)。通過采集用戶在圖像切換時的手指運(yùn)動特 征，來有效地識別不同用戶。整個過程可分為注冊階段和認(rèn)證階段，具體內(nèi)容介紹如下:
[0007](I)注冊階段
[0008]首先是初始化，包括建立用戶名，以及將智能手機(jī)內(nèi)部存儲器中圖像列出供用戶 選擇圖像序列。之后進(jìn)入訓(xùn)練過程，該過程包括兩次手指運(yùn)動特征序列S和S'的提取，如 果提取到的兩次手指運(yùn)動特征序列S和S'的距離小于給定閾值，則注冊過程結(jié)束，否則繼 續(xù)提取兩次用戶手指運(yùn)動特征序列并判斷。
[0009]進(jìn)一步的，用戶特征碼T提取時要記錄用戶每次切換圖像時的手指運(yùn)動軌跡，包 括起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)、速度等。起點(diǎn)坐標(biāo)和終點(diǎn)坐標(biāo)可以直接讀取觸摸屏事件屬性得到， 速度取這段運(yùn)動期間的平均速度，通過計算起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的距離除以間隔時間獲得。[0010](2)認(rèn)證階段
[0011]首先提示輸入用戶名，然后顯示該用戶登記的第一幅圖像，并提示用戶進(jìn)行切換，之后記錄用戶手指運(yùn)動特征序列，包括起點(diǎn)、終點(diǎn)和速度等。再顯示下一幅圖像并提示用戶切換，同樣記錄下用戶手指運(yùn)動特征序列，直到切換至最后一幅圖像。將記錄所得的用戶手指運(yùn)動特征序列與之前注冊時記錄的用戶特征碼T進(jìn)行比對，如果之間的距離小于給定閾值，則用戶認(rèn)證成功，否則認(rèn)證失敗。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:通過采集用戶在圖像切換時的手指運(yùn)動特征，將此特征序列經(jīng)處理后標(biāo)記為用戶的特征碼，用以區(qū)分不同的用戶。與以往的認(rèn)證方法相比，本發(fā)明不僅密鑰空間大大擴(kuò)充，具有較高的抗暴力攻擊性能，而且操作方便，計算復(fù)雜度低，容易記憶，不需增加任何額外設(shè)備，具有很高的識別率和安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明實施例中的用戶注冊流程圖；
[0014]圖2是本發(fā)明實施例的用戶認(rèn)證流程圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖闡述本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0016]本發(fā)明的實施分為2個步驟，即:
[0017]第一步，用戶注冊過程；
[0018]第二步，用戶認(rèn)證過程。
[0019]用戶注冊過程如圖1所示，具體步驟詳細(xì)介紹如下:
[0020](I)、建立用戶名；
[0021]該用戶名由6?20個字母數(shù)字組成，例如“zhangsan2013”，“wangguihua”等。
[0022](2)、選擇圖像序列；
[0023]列出一個圖像集合供用戶從中選擇多幅圖像，例如5幅，構(gòu)成一個圖像序列。為安全起見，該圖像序列應(yīng)保存在智能手機(jī)內(nèi)部存儲卡而非外部存儲卡如SD卡中，圖像格式不限，一般選擇JPG文件。
[0024](3)、記錄用戶切換圖像時的手指運(yùn)動特征序列S ；
[0025]用戶在切換時手指的運(yùn)動軌跡時沒有限制，可以是從左向右，也可以是從右向左，甚至是從上向下等等。設(shè)圖像序列長度為5，則切換的動作共進(jìn)行4次，即需要記錄4次用戶切換圖像時的手指運(yùn)動特征序列，記為S。每次的記錄內(nèi)容為一個五元組，包括手指運(yùn)動的起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)和速度。起點(diǎn)坐標(biāo)和終點(diǎn)坐標(biāo)可以直接讀取觸摸屏事件屬性得到，速度取這段運(yùn)動期間的平均速度，通過計算起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的距離除以間隔時間獲得。起點(diǎn)和終點(diǎn)的單位可采用像素值，速度單位為像素/秒。例如某次切換記錄的手指運(yùn)動軌跡為(300,20，100，24，200)。
[0026](4)、再次記錄用戶切換圖像時的手指運(yùn)動特征序列V ；
[0027]步驟同(3)，再次記錄用戶切換圖像時的手指運(yùn)動特征序列，記為S'。
[0028](5)、計算S和S'之間的距離D ;
[0029]采用歐氏距離計算公式。[0030]設(shè)S= (S1, S2，…，SmSLS' =(S/ 1,S/ 2，…，S' n_1,S/ n)，則 S 和 s'之間的距離D為:
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種基于多幅圖像切換的智能手機(jī)用戶認(rèn)證方法，其特征在于:包括用戶注冊過程和用戶認(rèn)證過程； (1)所述用戶注冊過程首先需要建立用戶名并選擇圖像序列，然后用戶依次切換圖像并記錄該用戶手指運(yùn)動特征序列S，通過歐氏距離D來表征兩次手指運(yùn)動特征序列S和S'之間的距離，進(jìn)一步判斷歐氏距離D和給定閾值大小，最后提取該用戶的特征碼T ; (2)所述用戶認(rèn)證過程包括輸入用戶名，然后顯示需要用戶切換的圖像并記錄用戶手指運(yùn)動特征序列S，通過計算S和用戶特征碼T之間的距離D'同給定閾值進(jìn)行比較，來完成識別手機(jī)用戶的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多幅圖像切換的智能手機(jī)用戶認(rèn)證方法，其特征在于:所述選擇圖像序列應(yīng)保存在智能手機(jī)內(nèi)置存儲卡中，且圖像格式不限。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多幅圖像切換的智能手機(jī)用戶認(rèn)證方法，其特征在于:所述用戶依次切換圖像的手指的運(yùn)動軌跡不受限制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多幅圖像切換的智能手機(jī)用戶認(rèn)證方法，其特征在于:所述用戶手指運(yùn)動特征序列S，其每次記錄內(nèi)容為一個五元組；所述五元組包括手指運(yùn)動的起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)以及速度； 所述起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)可以直接讀取觸摸屏事件屬性得到，所述速度取這段運(yùn)動期間的平均速度，通過計算起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的距離除以間隔時間獲得。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多幅圖像切換的智能手機(jī)用戶認(rèn)證方法，其特征在于:所述通過歐氏距離D來表征兩次手指運(yùn)動特征序列S和S'之間的距離，設(shè)S= (S1, S2,…,S1^SnLS' =(S/ 1,S/ 2，…，S' n_1,S/ n)，則S 和 S'之間的距離為:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多幅圖像切換的智能手機(jī)用戶認(rèn)證方法，其特征在于:所述判斷歐氏距離D和給定閾值大小:如果D小于給定閾值，則兩次記錄的手指運(yùn)動特征序列匹配，可以采納為用戶的特征碼T，否則，再次輸入用戶的手指運(yùn)動特征序列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多幅圖像切換的智能手機(jī)用戶認(rèn)證方法，其特征在于:所述用戶特征碼T為S和S'對應(yīng)元素所取的平均值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多幅圖像切換的智能手機(jī)用戶認(rèn)證方法，其特征在于:所述輸入用戶名時將該設(shè)備的用戶名設(shè)為缺省值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多幅圖像切換的智能手機(jī)用戶認(rèn)證方法，其特征在于:所述S和用戶特征碼T之間的距離D'采用歐氏距離公式，設(shè)S=(Si，S2,…，Slri, Sn)，T= (T”T2，…，U)，則:
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多幅圖像切換的智能手機(jī)用戶認(rèn)證方法，其特征在于:所述D'同給定閾值進(jìn)行比較，如果D小于給定的閾值，則用戶輸入的手指運(yùn)動特征序列與事先保存的用戶特征碼匹配，認(rèn)證成功，否則認(rèn)證失敗。
【文檔編號】G06F3/0488GK103530542SQ201310485761
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】秦中元, 胡愛群, 楊中云 申請人:東南大學(xué)