基于鼠标行为的密码容错方法技术

本发明专利技术涉及互联网身份认证技术领域，一种基于鼠标行为的密码容错方法，其特征在于，基于用户登陆时的鼠标行为数据，通过采集并处理用户鼠标的日常行为数据，得到可以判断用户身份的身份认证模式，并在每次用户登陆时，比较本次登陆数据与用户登陆模式的相似度，最终实现用户登陆过程的密码容错。分别对系统UI界面、系统软件模块流程以及系统数据库操作进行相应设计。本发明专利技术改善用户体验，同时为用户提供有效的身份认证保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及互联网身份认证
。
技术介绍
随着计算机与网络技术的飞速发展，人类在问题处理、信息传递等方面都获得了 巨大的便利，但与此同时，我们在计算机与网络的安全性方面也面临着巨大的挑战，针对网 络账户的恶意攻击，利用系统漏洞的非法入侵等种种危害，都给我们的个人隐私和财产带 来危险，因此，针对不同的威胁类型，我们拥有了加密性保护、完整性保护、存取控制保护等 种种安全防卫措施。其中，对于计算机及网络系统来说，存取控制保护是最必要的保护之 〇 存取控制的主要目的是为不同的用户分配不同的权限，使得每个用户都在自己适 当的权限下对系统进行操作。为了实现存取控制，第一步也是最为重要的一步便是用户身 份认证，只有系统确定了用户的身份，才能为用户分配正确的权限，继而进行后续操作。目 前主要的用户身份认证依据包括三种：（1)用户记忆信息，如用户名/密码；（2)辅助设备， 如密保卡、银行卡等；（3)用户生物特征信息，如指纹等。三种方法各有优点，但缺点也很明 显，用户名/密码的方式较为简便，但密码遗忘、密码泄露等问题使得其安全性和用户体验 都不能令人满意；辅助设备的方式安全性较高，但相关辅助设备丢失或被盗时，用户信息同 样存在泄露的风险；由此出现了利用生物信息的认证方法，这种方法安全性和可靠性都较 高，但需要额外的设备支持。 在现有的三种方法中，第一种方法，即用户名/密码的使用是最广泛的，但在广为 使用的同时，其缺点也显而易见，在安全性方面，一旦密码泄露，非法用户也可以通过身份 验证，该模式将不能为用户数据提供任何防护，在用户体验方面，若用户不能正确地输入密 码，即使是合法用户也不能通过验证。其安全性问题需要用户妥善保管自己的密码，并经常 性的更改密码，因此在安全性问题上，需要用户的配合，用户名/密码模式本身已经很难改 进，但用户体验问题却可以从模式的缺点入手，提升用户体验，所以本专利技术将主要针对用户 体验的改善。
技术实现思路
基于上述论述，本专利技术希望找到新的身份认证方法，以期对现有的方法做出有效 地补充和改进，为存取控制提供身份认证保障。 为了对用户体验做出改进，本专利技术提出了密码容错的概念，希望即使在用户无法 提供正确的密码时，也可以通过其他数据来确认用户的身份。为达到这个目标，目前主要有 两种方法。第一种方法是要求用户提供更多的身份认证信息，例如有关用户隐私的问题等， 第二种方法是使用用户的生物特征例如虹膜、指纹等特征进行用户身份认证。这两种方法 在解决问题的同时也各自有着缺点，第一种方法需要用户进行额外的操作，增加了用户的 操作量，而第二种方法需要额外的设备才可以完成身份认证。 为了克服现行的方法中所存在的问题，本专利技术选择了基于用户行为特征进行用户 身份认证和密码容错的方案。用户的行为特征主要是指用户在使用计算机时，对鼠标、键盘 等输入设备的操作特征，根据相关文献和实验证实，这些特征可以在一定程度上确认用户 的身份。而近些年来，随着图形化界面的发展，鼠标已经成为人机交互的主要输入设备。基 于这个原因，本专利技术将设计一个可以实现基于用户行为特征的密码容错方法，利用采集用 户的鼠标特征数据，结合原有的用户名/密码验证方式，分析出用户是否为合法用户，实现 密码的容错功能。 为此，本专利技术给出的技术方案： -种，其特征在于，基于用户登陆时的鼠标行为数 据，通过采集并处理用户鼠标的日常行为数据，得到可以判断用户身份的身份认证模式，并 在每次用户登陆时，比较本次登陆数据与用户登陆模式的相似度，最终实现用户登陆过程 的密码容错。为实现所预想的系统功能，需要对UI界面、软件流程以及数据库操作进行设 计。 所述的Π 界面：系统前端界面用以实现引导用户输入、认证结果的展示，主要包 括登陆界面、注册界面以及虚拟键盘三个界面，以及各类提示窗口。登陆界面及注册界面提 供登陆器的基础功能，虚拟键盘是为了采集到更多的用户鼠标信息。例如利用C++Builder 所提供的图形化设计能力完成前端界面的设计。 所述的软件主体流程：主要由特征选择、数据采集、模式建立以及密码容错四个步 骤组成。特征选择是为了选取可以判断用户身份的鼠标特征，选择到适当的特征后，对所需 要的数据进行采集和处理，得到用户的身份认证模式，并最终使用该模式进行身份认证，实 现密码容错。 所述的数据库：其操作主要是配合软件流程中的4个步骤，记录用户的用户名、密 码、鼠标身份认证模式数据以及登陆数据等，并根据软件要求进行数据处理和更新。 经过一段时间的用户信息数据采集、数据处理之后，系统将成功地为用户建立起 独特的身份认证模式，并在用户无法正确提供密码时，使用该模式进行密码容错。 与现有技术相比，本专利技术的创新点： 1)面对用户忘记密码的问题，现阶段主要解决方法是使用辅助信息来验证用户身 份，包括由用户提供隐私信息，或验证用户的生物特征，这些方法增加了用户操作量，需要 额外的设备支持。而本专利技术所采用的方法不需要额外的操作和设备，直接利用用户在登陆 时的鼠标特征验证用户身份。 2)选择了在登录时更有代表性和区分性的鼠标特征数据。 本专利技术改善用户体验，同时为用户提供有效的身份认证保障。 【附图说明】 图1软件模块流程图 图2用户误识率测试 图3用户误拒率测试 图4数据采集流程 图5密码容错的神经网络模式 图6登陆交互流程 图7注册流程图 【具体实施方式】 (案例） -、软件流程 图1所示为软件运行的流程图，特征选择、数据采集、模式建立以及密码容错过程 将在下面进行详细介绍。 1、特征选择 为了实现用户行为特征的数据采集，建立身份认证模式，首先要确定我们需要采 集的用户鼠标特征信息。鼠标特征信息主要包括两类，一类称作用户生理层特征，指的是用 户在使用鼠标时的独特特征，与应用环境没有关系，包括鼠标的单击频率、双击频率、移动 方向频率、平均速度等特征量；第二类为用户对话层特征，指的是用户在某个特定的应用环 境下的鼠标特征，包括鼠标瞬时移动速度、鼠标移动瞬时移动方向等。在这里有两点需要注 意，首先对于本软件所要实现的用户登陆与密码容错功能来说，双击操作是基本用不到的， 因此双击频率无需采集，其次，鼠标的瞬时移动速度与瞬时移动方向共同组成了鼠标的瞬 时移动向量，在附加时间戳之后，连续时间内的鼠标移动向量可描述出鼠标在一段时间内 的运行轨迹，因此这两个数据将作为一个整体进行操作。面对选取出的5种数据，本系统对 它们的身份认证性能分别作了测试。测试邀请了 4名用户，在对每位用户的5种数据进行 训练之后，计算使用每种数据进行用户身份认证的误识率与误拒率。误识率即对于非法的 用户登陆，系统经过密码容错使其通过验证的概率。误识率如下图2所示。 误拒率指对于合法的用户登陆，系统经过密码容错拒绝其通过验证的概率。误拒 率如下图3所示。 由测试结果可以看出，鼠标轨迹、鼠标平均移动速度以及鼠标移动方向频率对用 户身份的辨识率更高，因此在本系统的软件模块中将选取这三个数据作为用户身份认证与 密码容错的依据。 2、数据采集 经过上述分析后，我们本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于鼠标行为的密码容错方法，其特征在于，基于用户登陆时的鼠标行为数据，通过采集并处理用户鼠标的日常行为数据，得到可以判断用户身份的身份认证模式，并在每次用户登陆时，比较本次登陆数据与用户登陆模式的相似度，最终实现用户登陆过程的密码容错。分别对系统UI界面、系统软件模块流程以及系统数据库操作进行如下设计，所述的UI界面:为系统前端界面，用以实现引导用户输入、认证结果的展示，主要包括登陆界面、注册界面以及虚拟键盘三个界面，以及各类提示窗口；登陆界面及注册界面提供登陆器的基础功能，虚拟键盘是为了采集到更多的用户鼠标信息；所述的软件模块的流程：包括特征选择、数据采集、模式建立以及密码容错四个步骤组成，特征选择是为了选取可以判断用户身份的鼠标特征，选择到适当的特征后，对所需要的数据进行采集和处理，得到用户的身份认证模式，并最终使用该模式进行身份认证，实现密码容错；所述的数据库：其操作主要是配合软件模块流程中的4个步骤，记录用户的用户名、密码、鼠标身份认证模式数据以及登陆数据等，并根据软件模块要求进行数据处理和更新。

【技术特征摘要】
1. 一种基于鼠标行为的密码容错方法，其特征在于，基于用户登陆时的鼠标行为数据， 通过采集并处理用户鼠标的日常行为数据，得到可以判断用户身份的身份认证模式，并在 每次用户登陆时，比较本次登陆数据与用户登陆模式的相似度，最终实现用户登陆过程的 密码容错。分别对系统UI界面、系统软件模块流程以及系统数据库操作进行如下设计， 所述的Π 界面：为系统前端界面，用以实现引导用户输入、认证结果的展示，主要包括 登陆界面、注册界面以及虚拟键盘三个界面，以及各类提示窗口；登陆界面及注册界面...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋昌俊，陈闳中，闫春钢，丁志军，谭正，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31