CN110121174B - 一种移动智能终端的隐式身份认证方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动智能终端的隐式身份认证方法，包括：移动智能终端认证服务***设定一定长度的密码和合法的WiFi，并采集设定密码时触摸行为数据，触摸行为数据经过基于权值的动态规整算法处理之后，储存到数据库中；实时监测WiFi环境的合法性，合法WiFi环境用户无需输入密码自动进入移动智能终端查看信息，非法WiFi环境用户需输入密码，同时根据基于权值的动态规整算法比对输入密码时的触摸行为数据与数据库中储存的触摸行为数据，确定认证用户的身份的合法性，合法进入移动智能终端查看信息；本发明在便捷性和安全性增强了现有认证机制，能够避免用户频繁输入口令。

Description

一种移动智能终端的隐式身份认证方法

技术领域

本发明属于移动智能终端身份认证技术，尤其涉及了一种移动智能终端的隐式身份认证方法。

背景技术

当前，以智能手机为代表的移动智能终端已非常普及。随着移动智能终端的高速发展，移动应用下载业务市场也增长迅猛，移动办公、移动支付等应用也被广泛使用，但是，移动智能终端在给大家带来便利的同时，其自身的安全问题也成为一大挑战。

身份认证机制作为信息安全的第一道安全关卡，能够让移动智能终端对使用者的身份进行认证，保证设备及应用程序使用的安全性，目前，常见的身份认证机制包括口令、生物特征识别以及智能卡等。但是，现有身份认证机制普遍存在以下不足：

(1)使用不便，例如口令机制需要用户记忆一个或多个复杂字符串，智能卡携带不便且易丢失；而且认证频繁，每次唤醒设备时都需要进行认证，用户即使在安全环境中(如家中)也需要进行认证；

(2)存在安全缺陷，例如口令机制存在口令重用、社会工程学攻击等问题，生物特征则能够被仿制并且一旦破解难以撤销或更改；还有认证机制使用不便时，导致部分用户不愿设置任何认证机制，使得移动设备处于风险之中。

因此，有必要设计一种兼顾安全与便捷的认证方法，满足移动用户的需求。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种移动智能终端的隐式身份认证方法，很好的解决了现有身份认证机制使用不便、存在安全缺陷的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种移动智能终端的隐式身份认证方法，包括：

通过移动智能终端***实时监测WiFi环境的合法性；

所述WiFi环境合法时，用户无需输入密码自动进入移动智能终端；

所述WiFi环境非法时，用户需要输入密码，同时通过基于权值的动态规整算法验证输入密码时的触摸行为数据信息的合法性，

若输入的密码和输入密码时的触摸行为数据均合法，则验证通过，可以进入移动智能终端，

若输入的密码或输入密码时的触摸行为数据信息不合法时，需重新输入。

进一步的，所述的密码通过移动智能终端进行预先设定，同时通过移动智能终端中内置的各个传感器采集设定密码时的触摸行为数据。

进一步的，所述的触摸行为数据经过基于权值的动态规整算法处理，所述的基于权值的动态规整算法处理方法如下：

定义采集的各个传感器的触摸行为数据的采用值，设定各个采用值的权值分别为q₁,q₂,…,q_n。

用户设定密码时重复输入三次正确密码，

设第一次输入密码时各传感器的触摸行为数据为向量X，X＝<X₁,X₂,…,X_n>，

其中，<X₁,X₂,…,X_n>分别为各个传感器的触摸行为数据的采用值；

设第二次输入密码时各传感器的触摸行为数据为向量Y，Y＝<Y₁,Y₂,…,Y_n>，

其中，<Y₁,Y₂,…,Y_n>分别为各个传感器的触摸行为数据的采用值；

设第三次输入密码时各传感器的触摸行为数据为向量Z，Z＝<Z₁,Z₂,…,Z_n>，

其中，<Z₁,Z₂,…,Z_n>分别为各个传感器的触摸行为数据的采用值；

然后分别计算X、Y、Z三个向量之间的几何距离d_i,j，

其中，i,j∈{X,Y,Z}∧(i≠j)，

定义d＝max(d_i,j)，将向量X、Y、Z以及d存储在数据库中。

进一步的，所述的同时通过基于权值的动态规整算法验证输入密码时的触摸行为数据信息的合法性的方法如下：

输入密码时用户的触摸行为数据被各个传感器采集并记录，

定义各传感器采集的数据设为向量U，U＝<U₁,U₂,…,U_n>，

其中，<U₁,U₂,…,U_n>分别为各个传感器的触摸行为数据的采用值；

计算U与X、Y、Z的距离d_U,j，

其中,j∈{X,Y,Z},

定义d`＝min{d<sub>U,j</sub>}，若d`≤d，认证通过。

进一步的，所述的传感器包括陀螺仪、光强传感器、X方向传感器、Y方向传感器、Z方向传感器、磁场传感器、线性加速度传感器。

进一步的，所述的各个传感器的权值需提前给定，则光强传感器的权值为0.01；X方向传感器的权值为0.35；Y方向传感器的权值为0.3；Z方向传感器的权值为0.15；重力传感器的权值为0.06；磁场传感器的权值为0.03；陀螺仪的权值为0.05；线性加速度的权值为0.05。

进一步的，合法的WiFi，是通过移动智能终端***的WiFi设置模块添加的信任WiFi，移动智能终端***的WiFi列表中包含设置的信任WiFi，表示移动智能终端处于合法WiFi环境，否则处于非法WiFi环境。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、实时监测WiFi环境的合法性，合法WiFi环境无需通过输入密码而直接通过认证进入移动智能终端，具有便捷性；当处于非法WiFi环境时，需要输入密码，并通过基于权值的动态规整算法确定输入密码时的触摸行为数据信息的合法性，判定认证用户的身份的合法性，进入移动智能终端查看信息，保证了用户的信息安全，防止了因密码泄露而造成的信息泄露，安全性比较高。

2、基于权值的动态规整算法，训练数据很小，不需大量的储存空间，而且需要计算待测样本和训练数据集中所有样本的距离的时间非常少，并且，通过设置权值，能够避免样本不均衡的数据样本所带来的影响，处理效率高，适合在移动设备上使用，具有简单、快速且容易实现的优点。

附图说明

图1为本发明基于一种移动智能终端的隐式身份认证方法实现流程图；

图2为本发明基于一种移动智能终端的隐式身份认证方法的一种试验隐式认证机制的模块组成图；

图3为图2***模块中登录模块流程图；

图4为图2***模块中基于权值的动态规整算法的隐式认证功能流程图。

具体实施例

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明所述的一种移动智能终端的隐式身份认证方法，包括：移动智能终端认证服务***设定一定长度的密码(4位或6位)和合法的WiFi，对于合法的WiFi是通过移动智能终端***的WiFi设置模块添加的信任WiFi；在设定密码时，通过移动智能终端中内置的陀螺仪、光强传感器、方向传感器(X方向传感器、Y方向传感器、Z方向传感器)、磁场传感器、线性加速度传感器采集此时的触摸行为数据，同时，数模行为数据经过基于权值的动态规整算法处理，由于各传感器数据在对触摸行为判断的重要性不同，所以对其设置不同的权值，以保证识别的准确性,所述的基于权值的动态规整算法处理方法如下：

定义采集的各个传感器的触摸行为数据的采用值，设定各个采用值的权值分别为q₁,q₂,…,q_n。

用户设定密码时重复输入三次正确密码，

设第一次输入密码时各传感器的触摸行为数据为向量X，X＝<X₁,X₂,…,X_n>，

其中，<X₁,X₂,…,X_n>分别为各个传感器的触摸行为数据的采用值；

设第二次输入密码时各传感器的触摸行为数据为向量Y，Y＝<Y₁,Y₂,…,Y_n>，

其中，<Y₁,Y₂,…,Y_n>分别为各个传感器的触摸行为数据的采用值；

设第三次输入密码时各传感器的触摸行为数据为向量Z，Z＝<Z₁,Z₂,…,Z_n>，

其中，<Z₁,Z₂,…,Z_n>分别为各个传感器的触摸行为数据的采用值；

然后分别计算X、Y、Z三个向量之间的几何距离d_i,j；

其中，i,j∈{X,Y,Z}∧(i≠j)，

定义d＝max(d_i,j)

上述算法为基于权值的动态规整算法，触摸行为数据经过基于权值的动态规整算法处理之后，得到向量X、Y、Z以及d，并储存到数据库中，得到的这些数据为训练数据。

使用移动终端的过程中，实时监测移动终端处于WiFi环境的合法性，即当移动智能终端的WiFi列表中包含设置的信任WiFi，就表示移动智能终端处于合法WiFi环境，合法WiFi环境中，用户无需输入密码自动进入移动智能终端查看信息，具有便捷性，避免繁琐重复输入密码；非法WiFi环境用户需输入合法密码，同时根据基于权值的动态规整算法比对输入密码时的触摸行为数据与数据库中储存的触摸行为数据，判断触摸行为数据的合法性，方法如下：

输入密码验证时，用户的触摸行为数据被各个传感器采集并记录，

定义各传感器采集的参数向量设为U，U＝<U₁,U₂,…,U_n>，

其中，<U₁,U₂,…,U_n>分别为各个传感器的触摸行为数据的采用值；

计算U与X、Y、Z的距离d_U,j，

其中，j∈{X,Y,Z}，

定义d`＝min{d<sub>U,j</sub>}，与训练数据d对比，若d`≤d，则确定认证用户的身份是合法的，验证通过，可以进入移动智能终端查看信息，防止了因密码泄露而造成的信息泄露，安全性比较高。

基于权值的动态规整算法，训练数据很小，不需大量的储存空间，而且需要计算待测样本和训练数据集中所有样本的距离的时间非常少；该算法的权值需要提前给定，光强传感器的权值为0.01；X方向传感器的权值为0.35；Y方向传感器的权值为0.3；Z方向传感器的权值为0.15；重力传感器的权值为0.06；磁场传感器的权值为0.03；陀螺仪的权值为0.05；线性加速度的权值为0.05，设定权值可以避免样本中不均衡的数据所带来的影响,上述的权值可根据环境的不同设置不同的权值比重；可以看出该算法适合在移动设备上使用，具有简单、快速且容易实现的优点。

如图2-图4所示，为了实现上述方法，下面给出了一种实现该方法的试验过程，该试验过程是基于上述方法的隐式身份认证机制，包括登录模块、隐式认证模块和及记事本模块，隐式认证模块具有WiFi设置、获取传感器数据、密码设置和基于权值的动态规整算法的隐式认证功能；记事本模块主要是实现了对用户记录的数据进行增删改查，可以存储用户的重要信息。

WIFI设置的主要功能是添加、删除信任WIFI。所谓信任WIFI就是指用户自己设置的安全WIFI，如果用户手机列表中的WIFI包含用户设置的信任WIFI，就表示用户目前所处的环境很安全；WiFi设置中具有多个具体接口，包括ScanResult、WiFiConfiguration、WiFiInfo及WiFiManager，接口的功能描述如下表：

WiFi设置的接口算法描述如下：

登录模块的功能是当用户首次打开登录界面时，界面上提示让用户输入密码，当用户重复三次输入密码时，***为传感器的注册***，传感器设置的注册算法描述如下：

设置密码的同时向数据库中存入三组触摸行为数据,其对应的算法描述如下:

触摸行为数据再经过基于权值的动态规整算法处理，形成该用户的特有的触摸行为信息；其对上述方法的基于权值的动态规整算法的描述如下:

当用户再次登录时，首先确认是否开启隐式认证模块，若不开启，进行登录时只输入密码，不进行触摸行为数据认证，若开启，隐式认证功能就会实时监测记事本所处WiFi环境的状态，实现的算法描述如下：

所以当用户处于安全的WiFi环境，用户就可以成功进入记事本页面而无需登录；当用户处于非安全的WiFi环境，登录模块会启用隐式认证模块的基于权值的动态规整算法的隐式认证功能进行触摸行为信息的认证，只有密码和输入密码时的触摸行为数据均认证通过用户才算登录成功，可以访问记事本页面储存重要的信息,其对应的开启隐式认证模块时调用对应的基于权值的动态规整算法的描述如下:

当然，隐式身份认证机制由于能够实现设备对用户身份的感知及识别，还可以拓展应用到其他领域，如智慧城市、智能家居、预测移动计算等领域，能够为用户提供个性化服务，具有广泛的应用前景。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种移动智能终端的隐式身份认证方法，其特征在于：包括：

通过移动智能终端***实时监测WiFi环境的合法性；

所述WiFi环境合法时，用户无需输入密码自动进入移动智能终端；

所述WiFi环境非法时，用户需要输入密码，同时通过基于权值的动态规整算法验证输入密码时的触摸行为数据信息的合法性，

若输入的密码和输入密码时的触摸行为数据均合法，则验证通过，可以进入移动智能终端，

若输入的密码或输入密码时的触摸行为数据信息不合法时，需重新输入；

所述的密码通过移动智能终端进行预先设定，同时通过移动智能终端中内置的各个传感器采集设定密码时的触摸行为数据；

所述的触摸行为数据经过基于权值的动态规整算法处理，所述的基于权值的动态规整算法处理方法如下：

定义采集的各个传感器的触摸行为数据的采用值，设定各个采用值的权值分别为q₁,q₂,…,q_n；

用户设定密码时重复输入三次正确密码，

设第一次输入密码时各传感器的触摸行为数据为向量X，X＝<X₁,X₂,…,X_n>，

其中<X₁,X₂,…,X_n>分别为各个传感器的触摸行为数据的采用值；

设第二次输入密码时各传感器的触摸行为数据为向量Y，Y＝<Y₁,Y₂,…,Y_n>，

其中<Y₁,Y₂,…,Y_n>分别为各个传感器的触摸行为数据的采用值；

设第三次输入密码时各传感器的触摸行为数据为向量Z，Z＝<Z₁,Z₂,…,Z_n>，

其中<Z₁,Z₂,…,Z_n>分别为各个传感器的触摸行为数据的采用值；

然后分别计算X、Y、Z三个向量之间的几何距离d_i,j；

其中，i,j∈{X,Y,Z}∧(i≠j)，

定义d＝max(d_i,j)，将向量X、Y、Z以及d存储在数据库中；

所述的同时通过基于权值的动态规整算法验证输入密码时的触摸行为数据信息的合法性的方法如下：

输入密码时用户的触摸行为数据被各个传感器采集并记录，

定义各传感器采集的数据设为向量U，U＝<U₁,U₂,…,U_n>，

其中，<U₁,U₂,…,U_n>分别为各个传感器的触摸行为数据的采用值；

计算U与X、Y、Z的距离d_U,j，

其中，j∈{X,Y,Z}，

定义d`＝min{d<sub>U,j</sub>}，若d`≤d，认证通过。

2.根据权利要求1所述的一种移动智能终端的隐式身份认证方法，其特征在于：所述的传感器包括陀螺仪、光强传感器、X方向传感器、Y方向传感器、Z方向传感器、磁场传感器、线性加速度传感器。

3.根据权利要求2所述的一种移动智能终端的隐式身份认证方法，其特征在于：所述的各个传感器的权值需提前给定，则光强传感器的权值为0.01；X方向传感器的权值为0.35；Y方向传感器的权值为0.3；Z方向传感器的权值为0.15；重力传感器的权值为0.06；磁场传感器的权值为0.03；陀螺仪的权值为0.05；线性加速度的权值为0.05。

4.根据权利要求1所述的一种移动智能终端的隐式身份认证方法，其特征在于：合法的WiFi，是通过移动智能终端***的WiFi设置模块添加的信任WiFi，移动智能终端***的WiFi列表中包含设置的信任WiFi，表示移动智能终端处于合法WiFi环境，否则处于非法WiFi环境。

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