[发明专利]一种基于击键动力学与鼠标动力学的多场景主体识别方法

说明书

一种基于击键动力学与鼠标动力学的多场景主体识别方法属于生物识别领域。本发明通过日常电脑的几个特殊场景建模出可以在自由场景中对用户进行识别的模型，建模阶段可以让用户进行基于几个特定场景的数据收集后进行自有场景建模，这样即克服了单场景建模带来的局限性，又克服了自由场景建模所需的长时间数据收集过程。

技术领域

本发明属于生物识别领域，尤其涉及一种基于击键动力学与鼠标动力学的主体识别方法。

背景技术

生物识别技术是一种通过计算机与光学、声学和生物统计学等高新技术相结合，同时利用人体固有的生理特征(如指纹、虹膜等)和行为特征(如声音、击键习惯、鼠标使用习惯等)来进行身份鉴定的技术。与传统主体识别方法(如钥匙、用户名密码等)相比，生物识别技术具有不易遗忘、防伪性好、不易伪造等优点。此外，基于诸如指纹、虹膜、声音等生理以及行为特征的生物识别技术的成功商用证明了该领域具有更长远的发展前景。生物识别系统为一种访问控制系统，其中的用户分为合法用户与非法用户，合法用户即认证可以使用该系统的人，非法用户即不能使用该系统的人。生物识别系统的作用便是让所有合法用户都能正常访问系统，非法用户不能访问系统(即使非法用户想要伪装成合法用户)。

击键动力学是对一个人的打字习惯的分析，击键动力学要研究的不是用户键入的内容，而是用户的键入方式，例如按一个键的时间或两次击键间隔的时间。深入观察这些习惯可以产生每个人特有的模式或特征。击键动力学是一种生物特征识别技术的实现形式，与密码不同，该方法通过用户的打字方式来验证其身份。打字习惯不易被截获或窃取，所以击键动力学是一种极好的用户认证方案，可以添加到常规的ID/密码验证方案中。

鼠标动力学的提出比击键动力学稍晚，其是对一个人鼠标使用习惯的分析，其研究的是鼠标各方向平均移动速度、单双击时间间隔等特征。

通过运用诸如指纹、人脸、面部等生理特征进行识别已广泛应用于日常使用的电子产品中，虽然与传统的身份认证方式相比，其具有不易忘记等优点。但归根结底，生理特征识别同传统身份认证一样属于单次认证技术，系统验证通过后若不关闭系统则任何人(包括非法用户)可使用该系统，即生理特征识别不具备连续认证的能力。相反的，基于击键动力学与鼠标动力学的身份认证系统可以在用户登录系统后持续对用户进行认证，若系统识别到非法用户则主动关闭并要求用户再次进行认证。现实场景，比如用户登录并离开后忘记锁定系统，这时若只使用单次认证，用户的数据安全无法得到保障，故使用击键动力学与鼠标动力学进行用户身份持续认证是保证数据安全的重要一环。此外，得益于两项技术都是基于计算机已有的外置设备，基于击键动力学与鼠标动力学的认证方式成本比其他的认证方式更低，从而具有更强的普适性。

目前击键动力学用户认证方式有两种，一种是与密码相结合的固定文本认证方法，另一种是用户使用过程中的随机文本认证方法。固定文本认证方法保证了用户密码被盗情况下非法用户无法通过键入密码进入系统，随机文本认证方法实现登陆系统后对用户进行持续认证，两种方法各有利弊，将两种认证方式结合可以更全面地保护数据的安全性。鼠标动力学用户认证方式也有两种，分别是静态检测方法与持续检测方法。静态检测方法是在特定时间内对用户进行检测(比如用户使用密码登录时)，持续检测方法实现登录系统后对用户进行持续认证，同击键动力学一样，同时使用静态检测与持续检测方法可以更好地保护数据安全。

大多数的击键与鼠标动力学认证方法都局限于二者中的一个，并且局限于单一场景(如打字)与真实场景(日常生活中正常使用电脑)。2011年之后，击键与鼠标动力学相融合的方法开始流行，同时使用击键与鼠标特征可以在保证他们各自性能的基础上进行互补，从而获得更好的性能。通过特征选择可以降低鼠标行为可变性，有研究将多维标度(Multidimensional Scaling)、拉普拉斯特征映射(Laplacian Eigenmaps)应用于鼠标特征选择中，成功降低了鼠标行为可变性。