《手绘图形密码认证系统.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《手绘图形密码认证系统.doc（2页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、图 1 系统结构图信 息 安 全微计算机信息2012 年第 28 卷第 10 期文章编号:1008-0570(2012)10-0378-02手绘图形密码认证系统Hand-drawn graphical password authentication system(广州广电运通金融电子股份有限公司) 肖大海陈 光XIAO Da-hai CHEN Guang摘要: 建 立一种应用在触屏设备上的手绘图形密码验 证 系 统 , 该系统可以在触屏设备上采集手绘图形数据 , 对采集的数据进 行数据的分割和特征提取 。 利用序列距离和坐标距离的和函数作为动态时间规整 (Dynamic Time Wrap)
2、寻找最优路径的距离 函 数 。实现图形的形状匹配 , 并完成密码的验证 。关键词: 图形; 密码验证; 匹配中图分类号: TP391.41 文献标识码: AAbstract: An application in hand -painted graphics on the touch -screen device password system that can capture hand -drawn graph-ics on the touch -screen device data, the collected data for data segmentation and feature e
3、xtraction. Distances and coordinates the use of sequence and function of the distance as dynamic time warping distance function to find the optimal path. The shape matching of graphics, and complete password authentication.KeyWords: graphics; password authentication; matching引言系统结构13目前自助金融系统终端使用的身份验
4、证密码普遍是数字与字母的组合校验,但是这种字符式密码不宜记忆,并且容易被 非法人员破解。同时密码的形势比较单一,不能满足用户更多个 性化需求。在终端系统上增加图形密码验证,可以让用户自己确 定密码的样式。用户自设密码增加了破译密码的难度,也就提高 了密码的安全性。本文主要是开发了一种手绘图形密码验证系 统, 并在该系统上实现采集手绘图形数据和验证手绘图形密码 算法。与地表图形,印鉴图形不同,手绘图形的绘制是存在变形的, 并且图形中采集部分形状特征与人体感受会存在一定的差别。 如手写签名一样当人在不同环境和状态下所绘制的图形在形 状上相似,但是提取的常见曲率等特征信息则有很大差异,所以 匹配的方
5、法与严格的匹配方法存在不同。本文中系统的结构(如图 1 所示)主要是由标准数据采集模块,验证数据采集模块,数据分割模块,数据特征提取模块,识别 匹配运算模块,中央处理数据模块,数据存储模块和执行模块等几个部分组成。a. 标准数据采集模块和验证数据采集模块负责数据的采集。为了保证系统采集到的数据信息充足,采集数据包括图像采 集界面长宽尺寸 SizeofScreenX,SizeofScreenY, 采集点的数据PointData=P0,P1,Pi,PN。每个 Pi=x,y,t,count,其中在时刻 t 时触屏设备输出的原始坐标值x,y。b.数据分割模块:采集的数据可分为有触屏数据和无触屏 数据,
6、有触屏数据就是手接触触屏时系统所采集的数据,无触屏数据为手与触屏不接触时系统采集的数据。无触屏数据内的主要有用信息就是手与触屏不接触的时间。数据的分割首要对有无触屏数据按照时间序列进行分割 标记, 即给连续的有触屏数据的时间段内的触屏数据标记为 A1,给随后出现的连续的无触屏数据标记为 B1,然后再次出现 的触屏数据标记为 A2,无触屏数据标记为 B2,依次类推对所有 的数据进行标号分割(如图 2 所示)。无触屏数据在时刻 t 时坐标 数据x,y为零。这里将所有数据描述成如下状态,其中每组字符 代表该段数据的标号:标准数据中有触屏数据的数据段的标记 TA=TA1,TA2,TAi,TAMax;验
7、证数据中有触屏数据的数据段的标 记 VA=VA1,VA2,VAi,VAMax;标准数据中无触屏系统功能及分析2本文系统主要功能是能够实现标准数据采集, 验证数据采集和标准数据与验证数据的匹配识别。其中着重研究提取手绘 图形中关键的特征及其匹配的方法。提取特征的可靠性和可重 复性是该特征能作为密码验证元素的关键。图形特征中有些特征在人手绘制的过程会存在较大的差异, 为特征提取提出了较 高的要求,例如图形轮廓的弧度大小,轮廓线的长短等判断具有模糊性质的特征。由于人在绘制图形时存在这些模糊性质的特征,如果采用严格的图形轮廓匹配则会产生系统验证通过率低, 系统不具有实用性的问题。在分析图形特征中发现人
8、在绘制图 形轮廓过程中较易控制的特征至少有以下四种:(1) 轮廓的交汇 特征;(2)轮廓在正交坐标轴上凹凸方向变换逻辑顺序特征;(3)轮 廓重复周期特征;(4)轮廓绘制过程中的停滞状态特征。 肖大海: 高级工程师图 2 数据分割模块分割示意图数据串的匹配在对有触屏数据串匹配时利用动态时间规整(Dynamic Time Wrap)算法计算触屏数据串的匹配。设验证 数据数据串,i=1,m,其中 rxi,ryi 为点坐标,标准数据数据串为, j=1,n,其中 sxj,syj 为点坐标。序列距离函数 (1) 坐标距离函数 (2) 其中 该算法是要计算两组数据串间距离 DVA,TA。对这两组数据的距离函
9、数是点与点之间的序列距离函数和坐标距离函数的和函数。(3) 以距离函数迭代搜索计算数据串的最优匹配路径, 计算最优路径上匹配点之间的最小距离 Dmin。设定满足相似 要求的允许最大距离设定阈值 DTHmax, 如果 DminDTHmax 时则认定数据串间的匹配成功,反之则设定匹配不成功。表 2 四种形状多次密码验证结果信 息 安 全数据的数据段的标记 TB=TB1,TB2,TBi,TBMax;验证数据中存在触屏数据的数据段的标记 VB=VB1,VB2, , VBi,VBMax。c.数据特征提取模块:手绘轮廓中可以利用绘制轮廓时的速度和加速度等信息作为匹配识别的特征, 所以该模块主要是 利用原始
10、数据计算得到新的识别数据。计算的速度与加速度信息是手势识别等技术常用的特征信息, 其它如形状等特征信息 的计算可以根据平台实验的需求增加。d.识别匹配运算模块:该模块是本系统的核心模块,处理后 的分段数据就是调用该模块识别匹配获得最终验证的结果。在该模块的匹配过程中, 分别需要对分割后的数据段顺序进行匹 配,也需要对数据段内的数据串进行匹配。数据段的匹配考虑的重点是连续触屏数据与连续无触 屏数据间隔排序是否绝对匹配, 这个特征匹配关系是在人绘制图形时存在的强匹配特征关系。对分割和特征提取处理后的标准数据 T 和验证数据 V,建立数据段排序向量 Tarr 和 Varr。计算这 两个向量互相关两个
11、排序向量的相关度, 对于这种特征需要两 个排序向量的相关系数达到 100%。根据表 2 分析,在对每组图形的重复绘制验证的实验中,验证密码的接受率能够满足要求,该方法也是有效的。总结5本文系统建立一种应用在触屏设备上的手绘图形密码验证系统。该系统采用动态时间规整算法,计算验证图形与标准图 形的距离,能够正确分割出正确验证图形和非正确验证图形,实 现系统密码验证的基本功能。但是从实验数据中可以分析出,系 统方法对不同图形的敏感状态不一致,鲁棒性较差。需要更深入 研究解决的方案。本文无抄袭,作者全权负责版权事宜。参考文献1 宋勇,刘宏.一种基于曲线匹配的印鉴图像自动检测方法.J北京大学学报(自然科
12、学版),第 40 卷,第 1 期,2004 年 1 月;2 张巍,郑建彬.基于遗传算法实现签名曲线的匹配.J武汉理 工大学学报,第 30 卷,第 1 期,2008 年 2 月;3 Ming Cui,Peter Wonka,Anshuman Razdan,Jiuxiang Hu.A new image registration scheme based on curvature scale space curve matching.J Visual Comput (2007) 23: 607618;4 Farzin Mokhtarian,Alan K.Mackworth,A Theory of
13、Multiscale Curvature -Based Shape Re -resentation for Planar Curves. JIEEE TRANSACTIONS ON PATTERN ANALYSIS AND MACHINE INTELLIGENCE,VOL.14.NO.8,AUGUST 1992;5 张钰,林巍,李海瑛.基于 Hausdorff 距离的图形快速匹配J.微 计算机信息.2007,11-1: P290-2916宁立全.一种基于 ARM 的在线手写签名识别系统的研究与设计.D吉林大学,2006.9作者 简 介： 肖大海(1976-),男(汉),广州广电运通金融电子股份
14、 有限公司,高级工程师,研究方向:智能控制与智能检测。 Biography: XIAO Da - hai (1976 - ), GRG Banking EquipmentCo.,Ltd,Senior Engineer, Research directions: Intelligent control and Intelligent detection.系统实验4(510663 广州广电运通金融电子股份有限公司) 肖大海陈 光在本文中系统中连续数据串的匹配是影响系统密码匹配特性的关键问题。所以设定对数据串的距离阈值 DTHmax=50,计算 Dmin 得到匹配结果,如表 1,其中横坐标代表标准数据,纵坐标 代表验证数据。从表 1 中可以 看 出 对应 的 图 形的 匹 配 距离 较 小 , 设定DTHmax=70 则能够正确地分割出匹配与不匹配验证信息。表 1 不同组图形一次验证结果对应表通讯地址: (510663 广东 广州市萝岗区科学城科林路 9 号)肖大海(收稿日期:2011.10.28)(修稿日期:2012.01.28)邮局订阅号：82-946 120 元 / 年 - 379 -PLC 技术应用 200 例您的才能+ 阅读本刊= 您的财富您的论文得到两院院士关注
