[發明專利]用戶鍵盤按鍵行為模式建模與分析系統及其身份識別方法

在審

• 申請號: 201410513121.6
• 申請日: 2014-09-29
• 公開（公告）號: CN104318136A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 蔣昌俊;陳閎中;閆春鋼;丁志軍;張曉萌;葛雍龍
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F21/31
• 分類號: G06F21/31
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 葉鳳

1.一種用戶鍵盤按鍵行為模式建模與分析的身份識別方法，其特征在于，根據用戶一段時間內賬戶登錄時輸入密碼的歷史按鍵信息進行數據分析并建立相應的隱馬爾可夫概率模型，并對于新的待測數據進行模型計算，以識別用戶身份；方法步驟為：

步驟1，用戶數據采集

負責采集用戶輸入其用戶名和密碼的時間間隔序列，在HTML網頁中利用JS采集用戶鍵入用戶名和密碼的時間數據，采集的數據為用戶鍵入其用戶名和密碼的每個字符的按下時間戳和彈起的系統時間戳，原始數據存入數據庫；

步驟2，數據清洗

對于一個用戶，其固定密碼，每條記錄的數據項數目為已定，對于數據項與既定長度不匹配的數據條目進行剔除；

步驟3，模型訓練

負責對每個用戶的鍵入模式進行分析和建模，所選建模特征為按鍵延時即按下彈起時間，或者采用每個按鍵之間的間隔時間來建模；

步驟4，用戶身份認證

負責對于新的待測數據進行模型計算；采集用戶鍵入的數據，根據訓練模塊構建的模型，判定該用戶是否為合法用戶；當不同鍵盤的阻尼系數不同，導致用戶按下的時間特性在不同的鍵盤上可能具有差異，消除鍵盤阻尼算法：

(41)根據每個按鍵的按下和彈起時間，計算兩者差值，得到每個按鍵的延時；

(42)根據隱馬爾科夫模型中，每個按鍵延時的期望，計算當前序列按鍵延時與模型值的差值，得到一組關于每個按鍵延時的差值序列；

(43)計算差值序列的方差和期望；

(44)當方差小于閾值，則對當前序列按鍵延時的觀測值分別減去差值序列的期望，得到校準后的鍵盤按鍵延時。

2.如權利要求1所述的用戶鍵盤按鍵行為模式建模與分析的身份識別方法，其特征在于，對于未知用戶的鍵入，利用前向選擇算法計算用戶的可信值，判斷用戶可信值是否高于設定的閾值來判斷是否為合法用戶。

3.一種用戶鍵盤按鍵行為模式建模與分析系統，其特征在于，由用戶數據采集模塊、數據清洗模塊、模型訓練模塊以及用戶身份認證模塊組成，

用戶數據采集模塊負責采集用戶輸入其用戶名和密碼的時間間隔序列；在HTML網頁中利用JS采集用戶鍵入用戶名和密碼的時間數據，采集的數據為用戶鍵入其用戶名和密碼的每個字符的按下時間戳和彈起的系統時間戳，原始數據存入數據庫；

數據清洗模塊負責對采集到的數據進行預處理，對于一個用戶，其固定密碼，每條記錄的數據項數目為已定，對于數據項與既定長度不匹配的數據條目進行剔除；

模型訓練模塊負責對每個用戶的鍵入模式進行分析和建模，所選建模特征為按鍵延時即按下彈起時間，或者采用每個按鍵之間的間隔時間來建模；

用戶身份認證模塊負責對于新的待測數據進行模型計算，用以識別用戶的身份；采集用戶鍵入的數據，根據訓練模塊構建的模型，判定該用戶是否為合法用戶。