基於指點觸控行為的身份認證與監控方法研究

《基於指點觸控行為的身份認證與監控方法研究》是依託西安交通大學，由蔡忠閩擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於指點觸控行為的身份認證與監控方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：蔡忠閩
• 依託單位：西安交通大學

中文摘要

隨著網際網路和各種網路套用的蓬勃發展，整個社會對信息系統的依賴日益加深，因身份安全問題帶來的信息安全風險急劇上升。身份認證與監控是信息系統安全中的關鍵問題，對於國家政治、社會經濟和公眾利益的安全具有重要意義。本項目以用戶操作滑鼠、觸控螢幕時產生的指點觸控行為為對象，研究基於指點觸控行為的身份認證與監控的理論和方法。研究工作從指點觸控行為的結構化描述入手，著重研究任務模式和非任務模式的結構化表示方法、行為特徵的定義與提取方法以及指點行為模型的線上更新方法；以貝葉斯學習和協同訓練理論為框架，將指點觸控行為不變性特徵的提取及表達與行為模型的線上學習和更新有機結合起來。在理論與方法研究基礎上，本項目將提出一套完善有效的基於指點觸控行為的身份認證與監控新方案，並建立首個公開的指點觸控行為數據集，為各類信息系統和網路套用中用戶身份安全問題的解決提供理論依據和技術支持，從而大大提高信息系統的安全保障水平。

結題摘要

身份驗證（Identity Verification）是信息系統安全的核心問題之一，缺少適合於現有計算環境的有效身份驗證段是造成目前信息系統安全問題日益嚴重的重要原因。本項目以用戶作業系統時擊鍵、滑鼠、觸屏等現有信息系統中可以直接獲取的行為數據作為身份驗證的數據源，研究基於人機互動行為特徵實現身份認證的新方法。 在傳統的個人電腦環境下，本項目研究擊鍵和滑鼠行為特徵的提取與身份認證方法，我們利用基於模式生長的序列模式挖掘方法獲取互動行為的頻繁子序列，實現非結構化行為數據的結構化，並獲取更為穩定的行為特徵；我們從行為特徵空間的變化入手，提出了一種基於特徵流形變換的特徵空間波動和噪聲的去除方法，可以使誤納率FAR和誤拒率FRR分別大幅降低89.6%和77.4%；我們從滑鼠操作的時空軌跡形態分析入手，提出了一種基於游標運動時空軌跡形態特徵的身份認證方法，解決了複雜人機互動過程的行為特徵刻畫問題，在保證相當精度的情況下，可以大為縮短滑鼠行為認證的時間。相關工作受到了國際同行的高度認可，計算機可靠性領域著名會議DSN的審稿人評價我們的工作“可以作為行為特徵識別領域很好的範例”。在新型的智慧型移動終端環境下，本項目針對移動終端上可獲取到的多類用戶行為數據及用戶行為特點，研究了基於觸控行為模式的移動端身份認證方法，從常用模式，多指操作模式，持續監控模式入手，提取用戶的穩定行為特徵刻畫產生身份模板對用戶身份進行認證或身份監控，取得95%以上的認證精度；我們還將用戶終端操作過程中的觸屏數據和加速度計、陀螺儀等感測器數據相結合，挖掘穩定並易於區分的行為特徵，提出一種面向傳統PIN碼和九宮格圖形解鎖的雙因素認證解鎖方法。相關工作獲得2013年中國生物識別大會Chinese Conference on Biometric Recognition(CCBR)唯一最佳論文獎。本項目在執行過程中共發表高水平論文23篇，其中國際期刊論文7篇，包括計算機安全領域頂級國際期刊IEEE Trans. on Information Forensics and Security、計算機人機互動領域權威國際期刊IEEE Trans. on Human-Machine Systems，圓滿的完成了本項目設定的所有目標。