CN100374976C - 验证移动计算机用户的身份的方法和移动计算机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种验证包括一体化指点设备(2)的移动计算机(1)尤其是膝上型计算机或笔记本计算机的用户的身份的新方法。该新方法的特征在于，移动计算机(1)的一体化指点设备(2)被用作用于识别用户的签名(6)的签名(6)输入设备。本发明还提供一种新的移动计算机(1)，尤其是膝上型计算机或笔记本计算机，该计算机包括这样的一体化指点设备(2)，该一体化指点设备能够足够精确地记录用户的签名(6)以允许签名(6)识别，并由此允许用户识别。一体化指点设备(2)优选地能够检测用于动态签名(6)识别的多个压力级别。

Description

验证移动计算机用户的身份的方法和移动计算机
技术领域
本发明涉及一种验证移动计算机用户的身份的方法，该移动计算机特别是膝上型计算机或笔记本计算机，其包含一体化的指点设备，例如触控板、轨迹板或手写板(scratchpad)。本发明还涉及一种包含一体化的指点设备的移动计算机，尤其是膝上型计算机或笔记本计算机。
背景技术
本发明的目的是在用户使用计算机的地方使能用生物测定方法来验证用户的身份。生物测定是一个可指多种类型的物理生物测定属性的术语。概括来说，我们可以将其分为两种类型，一种是根据一些物理属性的所谓的生理生物测定，另一种是根据一些习得行为的所谓的行为生物测定。
可以通过使用对口令或个人识别码(PIN)的知识来验证移动计算机用户的身份。还存在具备集成的个人签名能力的外部板(pad)设备。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种验证移动计算机的用户的身份的方法，所述移动计算机包括作为一体化指点设备的触控板，所述触控板对手动驱动输入装置的位置敏感，并且能够跟踪所述手动驱动输入装置在所述触控板上的位置，该方法的特征在于，所述用户通过在所述触控板上移动所述手动驱动输入装置来提供其签名，所述触控板响应于所述签名来输出数字数据，并评估所述数字数据以便验证所述用户的身份。
根据本发明的另一个方面，提供了一种移动计算机，包括：作为一体化指点设备的触控板，所述触控板对手动驱动输入装置的位置敏感，并能够跟踪所述手动驱动输入装置在所述触控板上的位置，该移动计算机的特征在于，所述触控板响应于通过在所述触控板上移动所述手动驱动输入装置而提供的所述用户的签名而输出数字数据，以及所述移动计算机包括用于评估所述数字数据以便验证所述用户的身份的评估装置。
在此，本发明的一个目的是提供一种验证移动计算机用户的身份的安全方法，该移动计算机特别是膝上型计算机或笔记本计算机，其包含一体化指点设备，例如触控板、轨迹板或手写板，本发明的另一个目的是提供一种移动计算机，尤其是膝上型计算机或笔记本计算机，其包含诸如触控板、轨迹板或手写板的一体化指点设备，并且能够以一种简单和安全的方式来验证用户的身份。
本发明提供了一种验证移动计算机用户的身份的新方法，该移动计算机特别是膝上型计算机或笔记本计算机，其包含诸如触控板、轨迹板或手写板的一体化指点设备。
本发明的目的是通过如独立权利要求所限定的方案来获得的。优选实施例是由从属权利要求限定的。
根据本发明，为了用户识别的目的，所述移动计算机的一体化指点设备用作签名输入设备。签名识别用于验证移动计算机用户的身份。如果已知移动计算机的一体化指点设备不足以精确地识别签名，就用能够正确检测和辨认手写签名的更灵敏的一体化指点设备来代替已知一体化指点设备。
使用一体化指点设备比使用外部签名记录设备更有利，这是因为由于所述一体化指点设备和评估装置之间完全内部的数据连接保证了数据的完整性，所述评估装置用来评估数字数据以便验证所述用户的身份。
对于诸如触控板的已知一体化指点设备，用户的手指用作手动驱动输入装置。为提供签名优选地使用诸如笔、触针(stylus)、针(pin)等书写工具。
操作系统或者应用软件可以用于控制所述一体化指点设备是用作如从现有技术中已知的提供手动驱动输入装置的位置数据的指点设备，还是用于根据本发明提供数字数据的签名纪录。可以使用签名评估，作为在启动移动计算机的操作系统时或者在登陆过程期间请求访问数据网络时请求输入口令的附加或替换。
此外，在引导移动计算机时能够在基本输入输出系统(BIOS)级别上使用一体化指点设备。可以将由一体化指点设备输出的数字数据输入到移动计算机的可信赖的计算芯片，该计算芯片优选地通过比较所述数字数据和存储的参考数据来验证用户的身份。可以在可具有与移动计算机的BIOS系统的接口的一体化指点设备内实现评估和/或验证。
另外，可以通过数据网络来传输由一体化指点设备输出的数字数据，该数字数据可以是原始的，也可以是经所述移动计算机预先处理的。为了使数字数据的接收者能够检查所接收数据的真实性和完整性，可以添加移动计算机的数字签名。
该方法的优选实施例的特征在于，该一体化指点设备被用作书写工具的位置和压力传感器装置。优选地与相应的签名识别软件相结合地使用该位置和压力传感器装置。利用一种算法来提取签名动作的特征度量。可以对照参考数据来验证希望使用移动计算机的人的身份，该参考数据例如为授权用户的签名模板，其存储在移动计算机自身上、或连接到该移动计算机的智能卡上或设备上，或者可从该移动计算机访问的数据库中。
该参考数据可以对于用户来说是不可改变的，但在管理员的控制下。可以外在于所述计算机，例如在多个计算机共用的参考输入装置中，生成该参考数据，以使管理员能够完全控制参考数据。此外，可以在该一体化指点设备本地生成参考数据，以容易适应变化，和/或以便在生成参考数据期间和在提供用于用户识别的签名期间，提供同样的硬件环境。
该方法的另一个优选实施例的特征在于：一体化指点设备用于检测书写工具相对于该一体化指点设备的角度。书写工具优选地是笔。
本发明的又一个优选实施例的特征在于：一体化指点设备用于检测书写工具相对于一体化指点设备的速度和/或加速度。
本发明还提供了一种新的移动计算机，尤其是膝上型计算机或笔记本计算机，其包括依照本发明的一体化指点设备。
优选地，所述新的移动计算机的特征在于：一体化指点设备能够检测多种压力级别，这对动态签名识别是必需的。本发明的主要思想是将签名识别和常规的一体化指点设备功能例如光标移动结合到同一个指点设备上。
所述移动计算机的优选实施例的特征在于：以多位传感器来代替一体化指点设备的常见电容式单位传感器，以便能够捕获签名的动态特性。
本发明还涉及一种存储在数字计算机内存储器中的计算机程序，其包含用于执行上述方法的软件代码的部分。
在下文的详细描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将更加清楚明显。
在所附权利要求书中阐明了本发明的新颖特征。然而，通过参考以下详细说明将最好地了解本发明自身及其优选实施方式、其他目的和优点。
附图说明
图1示出了依照本发明的移动计算机的实施例；以及
图2示出了包括一体化指点设备的移动计算机的示意性概图。
具体实施方式
生物测定的可靠性和可用性通常涉及两种量度：登记生物测定模版的容易性，和与有效身份的确实匹配以及与无效身份的确实不匹配的可靠性。也必须区分与已知总体(population)的匹配(验证身份)和与未知总体的匹配(建立身份)。
生物测定的类型可概述如下。生理生物测定包括指纹、手的几何结构、虹膜图案、视网膜图案、脸的几何结构等。行为生物测定包括语音模式、步态、笔迹/签名等。
是书写的过程而不是已完成签名的可视表示提供了高可靠性的身份验证。虽然可视表示在大多数与法律有关的情境中(主要是签署合同)是足够的，但是要电子地获得同样程度的举证责任，则需要捕获签名的动态特性：笔的位置、压力和角度；所有这些都要实时地捕获。
在特定商业情境中的使用方便性方面，理解生物测定捕获系统如何被集成到商业过程中以及已经在使用什么样的验证身份的手段也很重要。所有的商业情境都预先假定使用以某种笔在纸上书写的签名。至少，根据德国法律和英国法律，这是意志行为的明显证据，这种意志行为是商业过程中的关键。
本发明既考虑到以安全方式来进行捕获/登记，也考虑到在使用计算机时在任何适当情况下的身份验证，或者考虑到必要时意志行为的显式捕获。这是由允许翻新到现有计算机中的形状系数(form factor)来实现的。
行为生物测定是更强有力的意志行为的证据，因为它们不能被窃取或重建，而仅能由有效个体有意地再生。
本发明涉及一种验证包含一体化指点设备的膝上型计算机或笔记本计算机的用户的身份的方法。膝上型计算机的一体化指点设备被用作签名输入设备，以识别用户的签名。所述一体化指点设备用作笔的位置和压力传感器装置。结合相应的签名识别软件来使用所述位置和压力传感器装置。使用一种算法来提取签名动作的特征度量。使用所述一体化指点设备来测量书写工具相对于一体化指点设备的角度、速度和/或加速度。
本发明还提供一种包含一体化指点设备的新的膝上计算机或笔记本计算机。所述一体化指点设备能够探测为动态签名识别所必需的多个压力级别。本发明的主要思想是将签名识别和常规的一体化指点设备功能例如光标移动结合到同一个一体化指点设备。一体化指点设备的常见电容单位传感器被替换为多位传感器，以便能够捕获签名的动态特性。
使用一种算法来提取签名动作的特征度量。可以对照已授权用户的签名模板来验证希望使用移动计算机的人的身份，该签名模板存储在连接到该移动计算机的智能卡或设备上，或者存储在可以从移动计算机访问的数据库内。
图1示出了依照本发明的移动计算机1的实施例。移动计算机1包括一体化指点设备2，该设备是所谓的触控板。该一体化指点设备2对身为一支笔的手动驱动输入装置4的位置敏感。该一体化指点设备2能够跟踪该手动驱动输入装置4在该一体化指点设备2上的位置。
如图所示，用户通过在一体化指点设备2上移动手动驱动输入装置4来提供他的签名。作为响应，一体化指点设备2在无法从移动计算机1外部访问的有线连接链路上输出数字数据。与所述移动计算机1一体化的评估装置评估用于验证所述用户的身份的所述数字数据。
图2示出了当用户提供其签名6时移动计算机1的示意性概图，该移动计算机1包括带有输入装置4的一体化指点设备2。一体化指点设备2将签名6转换成数字数据，在控制单元10的控制下，所述数字数据被输出到板仿真器12或鼠标仿真器14。
鼠标仿真器14逻辑地或物理地连接到鼠标驱动器18，鼠标驱动器18在移动计算机1的操作系统20的控制下或是其一部分。在这种方式下，像计算机鼠标一样使用一体化指点设备2，例如以便利用用户的手指在移动计算机1的屏幕上安置光标。尤其是在这种方式下，没有必要使用特殊的输入装置4。
板仿真器12逻辑地或物理地连接到板驱动器16，板驱动器16本身在安全或实用功能的控制下或是其一部分，所述安全或实用功能可以在移动计算机1的操作系统20内实现，或在一特殊安全系统22中实现，该安全系统可已位于移动计算机1的BIOS级别24内。在这种方式中，有利的是使用这样的输入装置4，该输入装置4优选地具有一个圆头以便可以流畅地在一体化指点设备2的表面上滑动。
可以将由一体化指点设备2输出的数字数据和存储在移动计算机1内部的参考数据进行比较，特别是，所述参考数据已经是所述BIOS级别24上的安全系统22可访问的。此外，作为附加或作为替代，可以从移动计算机1的外部，例如通过连接到安全系统22的数据输入单元26，来提供参考数据。数据输入单元26可以从数据存储介质28接收数据。在所示实施例中，数据输入单元26是存储卡阅读器，例如智能卡阅读器，它可以从作为数据存储介质28的存储卡或智能卡读取参考数据。
一体化指点设备2具有对应于256级压力的8位解析度的压力敏感度，这256级压力可以作为一体化指点设备2的传感元件的抵抗力的变化而被检测到。在注册或登记期间，例如在移动计算机1上安装操作系统20期间，或在适当安全策略框架内管理员或监管员(supervisor)的控制之下，可采样多个签名6以用于质量检查并用于生成参考数据。这种参考数据例如可以本地存储在移动计算机1上的硬盘上，本地存储在BIOS永久存储器内，或与移动计算机1的其他安全特征相结合地存储，或存储在作为智能卡的单独的令牌(token)上。

Claims (22)

1.一种验证移动计算机(1)的用户的身份的方法，所述移动计算机(1)包括作为一体化指点设备的触控板(2)，所述触控板(2)对手动驱动输入装置(4)的位置敏感，并且能够跟踪所述手动驱动输入装置(4)在所述触控板(2)上的位置，该方法的特征在于，所述用户通过在所述触控板(2)上移动所述手动驱动输入装置(4)来提供其签名(6)，所述触控板(2)响应于所述签名(6)来输出数字数据，并评估所述数字数据以便验证所述用户的身份。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述触控板(2)还对由所述手动驱动输入装置(4)在所述触控板(2)上施加的压力敏感，以及所述数字数据，至少在部分所述签名(6)中，取决于所述手动驱动输入装置(4)的位置以及由所述手动驱动输入装置在所述触控板(2)上施加的压力。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，所述触控板(2)对由所述手动驱动输入装置(4)在所述触控板(2)上施加的压力的方向敏感，以便检测所述手动驱动输入装置(4)相对于所述触控板(2)的角度。
4.根据权利要求1-3中任何一个的方法，其特征在于，所述触控板(2)用于检测在提供所述签名(6)期间所述手动驱动输入装置(4)相对于所述触控板(2)的速度和/或加速度。
5.根据权利要求1-3中任何一个的方法，其特征在于，在所述移动计算机(1)中存储参考数据，所述参考数据可表示所述用户的所述签名(6)的特征，以及比较由所述触控板(2)响应于所述签名(6)输出的所述数字数据和所述参考数据，以便验证所述用户的身份。
6.根据权利要求4的方法，其特征在于，在所述移动计算机(1)中存储参考数据，所述参考数据可表示所述用户的所述签名(6)的特征，以及比较由所述触控板(2)响应于所述签名(6)输出的所述数字数据和所述参考数据，以便验证所述用户的身份。
7.根据权利要求5的方法，其特征在于，所述参考数据是在所述移动计算机(1)的外部产生的，并存储在所述移动计算机(1)中，并且是以对于所述用户来说不可改变的方式存储的。
8.根据权利要求5的方法，其特征在于，利用所述移动计算机(1)的所述触控板(2)来产生所述参考数据。
9.根据权利要求6的方法，其特征在于，所述参考数据是在所述移动计算机(1)的外部产生的，并存储在所述移动计算机(1)中，并且是以对于所述用户来说不可改变的方式存储的。
10.根据权利要求6的方法，其特征在于，利用所述移动计算机(1)的所述触控板(2)来产生所述参考数据。
11.一种移动计算机(1)，包括：作为一体化指点设备的触控板(2)，所述触控板(2)对手动驱动输入装置(4)的位置敏感，并能够跟踪所述手动驱动输入装置(4)在所述触控板(2)上的位置，该移动计算机的特征在于，所述触控板(2)响应于通过在所述触控板(2)上移动所述手动驱动输入装置(4)而提供的所述用户的签名(6)而输出数字数据，以及所述移动计算机(1)包括用于评估所述数字数据以便验证所述用户的身份的评估装置。
12.根据权利要求11的移动计算机，其特征在于，所述触控板(2)还对由所述手动驱动输入装置(4)在所述触控板(2)上施加的压力敏感，并具有对所施加压力的多位解析度，以及所述数字数据，至少在部分所述签名(6)中，取决于所述手动驱动输入装置(4)的位置以及所述手动驱动输入装置(4)在所述触控板(2)上施加的压力。
13.一种用于验证移动计算机(1)的用户的身份的装置，所述移动计算机(1)包括作为一体化指点设备的触控板(2)，所述触控板(2)对手动驱动输入装置(4)的位置敏感，并且能够跟踪所述手动驱动输入装置(4)在所述触控板(2)上的位置，该装置包括：用于由所述用户通过在所述触控板(2)上移动所述手动驱动输入装置(4)来提供其签名(6)的装置，用于由所述触控板(2)响应于所述签名(6)来输出数字数据的装置，以及用于评估所述数字数据以便验证所述用户的身份的装置。
14.根据权利要求13的装置，其中，所述触控板(2)还对由所述手动驱动输入装置(4)在所述触控板(2)上施加的压力敏感，以及所述数字数据，至少在部分所述签名(6)中，取决于所述手动驱动输入装置(4)的位置以及由所述手动驱动输入装置在所述触控板(2)上施加的压力。
15.根据权利要求14的装置，其中，所述触控板(2)对由所述手动驱动输入装置(4)在所述触控板(2)上施加的压力的方向敏感，以便检测所述手动驱动输入装置(4)相对于所述触控板(2)的角度。
16.根据权利要求13-15中任何一个的装置，其中，所述触控板(2)用于检测在提供所述签名(6)期间所述手动驱动输入装置(4)相对于所述触控板(2)的速度和/或加速度。
17.根据权利要求13-15中任何一个的装置，其中，在所述移动计算机(1)中存储有参考数据，所述参考数据可表示所述用户的所述签名(6)的特征，且该装置还包括用于比较由所述触控板(2)响应于所述签名(6)输出的所述数字数据和所述参考数据，以便验证所述用户的身份的装置。
18.根据权利要求16的装置，其中，在所述移动计算机(1)中存储有参考数据，所述参考数据可表示所述用户的所述签名(6)的特征，且该装置还包括用于比较由所述触控板(2)响应于所述签名(6)输出的所述数字数据和所述参考数据，以便验证所述用户的身份的装置。
19.根据权利要求17的装置，其中，所述参考数据是在所述移动计算机(1)的外部产生的，并存储在所述移动计算机(1)中，并且是以对于所述用户来说不可改变的方式存储的。
20.根据权利要求17的装置，其中，利用所述移动计算机(1)的所述触控板(2)来产生所述参考数据。
21.根据权利要求18的装置，其中，所述参考数据是在所述移动计算机(1)的外部产生的，并存储在所述移动计算机(1)中，并且是以对于所述用户来说不可改变的方式存储的。
22.根据权利要求18的装置，其中，利用所述移动计算机(1)的所述触控板(2)来产生所述参考数据。
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