WO2019013667A1 - Method of implementing automated user authentication on the basis of his/her signature - Google Patents

Method of implementing automated user authentication on the basis of his/her signature Download PDF

Info

Publication number
WO2019013667A1
WO2019013667A1 PCT/RU2017/000541 RU2017000541W WO2019013667A1 WO 2019013667 A1 WO2019013667 A1 WO 2019013667A1 RU 2017000541 W RU2017000541 W RU 2017000541W WO 2019013667 A1 WO2019013667 A1 WO 2019013667A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mobile device
values
user
accelerometer
acceleration
Prior art date
Application number
PCT/RU2017/000541
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Евгений Борисович ЮГАЙ
Станислав Игоревич АШМАНОВ
Original Assignee
Евгений Борисович ЮГАЙ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Борисович ЮГАЙ filed Critical Евгений Борисович ЮГАЙ
Publication of WO2019013667A1 publication Critical patent/WO2019013667A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/30Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
    • G06F21/31User authentication
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/30Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
    • G06F21/31User authentication
    • G06F21/316User authentication by observing the pattern of computer usage, e.g. typical user behaviour

Definitions

  • This technical solution generally relates to the field of computing technology, and in particular to systems and methods for performing automated user authentication based on his signature, carried out by air movement of a mobile device.
  • authentication in information systems refers to checking personal data of an object (for example, a person, computer, information process) in order to authorize access of this object to resources (for example, services, networks, systems, applications).
  • object for example, a person, computer, information process
  • resources for example, services, networks, systems, applications
  • [6] an action performed only by the user, for example, a live signature on the touch screen
  • a technical problem (in other words, a technical problem) in this technical solution is to authenticate the user on the basis of his signature, carried out by the movement of the mobile device in the user's hand.
  • an additional technical result in relation to the prior art is to increase the accuracy of authentication of a mobile device user by comparing the accelerations of the mobile device.
  • This technical result is achieved due to the implementation of the method of automated user authentication based on his signature, carried out by air movement of a mobile device, in which a first set of acceleration values of a mobile device of a user is obtained at each time using an accelerometer of a mobile device in the form of a digital signal; processing the digital signal for the first set of acceleration values of the mobile device obtained in the previous step; get the second set of values of the acceleration of the mobile device of the user at each point in time through the accelerometer of the mobile device in the form of a digital signal; processing the digital signal for the second set of values of the acceleration of the mobile device, obtained on previous step; determine the distance between the first set of values of the accelerations of the mobile device and the second set of values of the accelerations of the mobile device; compare the distance value determined in the previous step with a predetermined value, and if the distance is less than this value, identify the user and allow access to the resource; and if the distance is greater than this value, they do not identify the user and do not allow access to the resource.
  • the accelerometer converts it into an electrical digital signal that is conditioned.
  • a gyroscope is used additionally with an accelerometer.
  • the digital signal is processed for the first set of acceleration values of the mobile device by smoothing and filtering.
  • a low-pass filter and / or a Kalman filter are used.
  • the implementation of the technical solution determines the distance between the first set of values of the accelerations of the mobile device and the second set of values of the accelerations of the mobile device by using the Euclidean metric.
  • FIG. 1 shows an example of the implementation of a variant of a technical solution according to the method of automated user authentication based on his signature, carried out by air movement of a mobile device;
  • FIG. 2 shows a conditioned ADC input signal, where the samples are represented by red dots
  • FIG. 3 shows an enlarged scale of the conditioned input signal of the ADC shown in FIG. 2, where the samples are represented by red dots;
  • FIG. 4 shows the recovery of the signal from samples, in which the samples on the graph are connected by straight lines
  • FIG. 5 shows an example of signal processing by means of a low-pass filter
  • FIG. 6 shows the direction of the axes of the accelerometer
  • FIG. 7 shows a graph of the display of accelerometer acceleration values when the mobile device moves sharply along the horizontal line from left to right;
  • FIG. 8 shows a graph of the display of accelerometer acceleration values when a mobile device moves around a circle
  • FIG. 9 shows an example of the implementation of a technical solution, according to which the user forms a given set of values by writing his signature by the movement of a mobile device in the air;
  • FIG. 10 shows an automated user authentication system based on his signature, carried out by airborne movement of a mobile device.
  • This technical solution can be implemented on a computer, in the form of a system or machine-readable medium containing instructions for performing the above method.
  • the technical solution can be implemented as a distributed computer system.
  • a system is a computer system, a computer (electronic computer), a CNC (numerical control), a PLC (programmable logic controller), computerized control systems, and any other devices capable of performing a predetermined, well-defined sequence of operations. (actions, instructions).
  • a command processing device is an electronic unit or an integrated circuit (microprocessor) that executes machine instructions (programs).
  • the command processing device reads and executes machine instructions (programs) from one or more data storage devices.
  • a storage device can act, but not limited to, hard drives (HDD), flash memory, ROM (read-only memory), solid-state drives (SSD), optical drives.
  • Program - a sequence of instructions intended for execution by a computer control device or command processing device.
  • Authentication is a security feature that authenticates a person who gains access to an automated system by comparing the identifier given to them and the presented confirming factor.
  • a digital signal is a discrete signal that gives an idea of the value of the monitored quantity in digital form.
  • Accelerometer - a measuring device designed to measure accelerations.
  • a metric is a function that determines distances in a metric space.
  • Analog-to-digital converter is a device for automatically converting analog (continuous in time) signals to their equivalent discrete signals represented by a digital code. Analogous values are most often electrical voltage or current, oscillation frequency, phase shifts, and angles of rotation. Numeric codes are represented mainly in binary, binary-decimal or decimal number systems. A / D converters are widely used for interfacing analog signal sources (eg, meters, converters, AVMs) with digital recorders and digital ones. devices (eg, with a microprocessor, computer).
  • a numeric code is a sequence of numbers (signals) that obeys a certain law, by means of which the conditional representation of a numerical value of a quantity is realized.
  • Training sample (training sample) - a sample that is used for tuning (optimization of parameters) of a dependency model.
  • Test (or control) sample (test sample) - a sample by which the quality of the constructed model is evaluated.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a method for performing automated user authentication based on his signature, carried out by air movement of a mobile device, which comprises the following steps:
  • Step 101 get the first set of values of the accelerations of the mobile device of the user at each time using the accelerometer of the mobile device in the form of a digital signal.
  • a first set of acceleration values of the mobile device is obtained on the mobile device, which is stored in the memory 904 (FIG. 10) of the mobile device. This set of values is formed on the mobile
  • This first set of acceleration values of a mobile device is called a reference, which is
  • the above set of values may be part of the training sample for the operation of the INS (artificial neural network) in the future when recognizing the user's signature.
  • a training sample is a finite set of objects for which their class affiliation is known, which is used to train (train) a neural network.
  • the implementation of the technical solution uses a multilayer perceptron, which is a neural network with direct signal propagation (without feedback), trained with the teacher.
  • the INS can be used without limitation, the back propagation method (Backpropagation) or the elastic propagation method (Resilient propagation or Rprop), or genetic
  • a button on a mobile device to distinguish between intentional gesture movement and unintentional movement or deflection.
  • the button can be pressed during the execution of the signature, or it can be pressed once at the beginning of the gesture and once at the end.
  • the trajectory speed can be used to determine the beginning and end of gestures. For example, when a user starts a long, fast motion, it is assumed that the gesture has begun. When some time passes, and the total amount or speed of movement decreases to a level below a certain predetermined threshold, it is assumed that the gesture is complete.
  • any movement is considered a potential gesture movement, and a moving data window is used to capture gestures.
  • the image (scanned user's signature) corresponding to the trajectory of points X and Y can be displayed, for example, on the display of the mobile device, in order to notify the user about the trajectory that will be used in the gesture recognition algorithm.
  • the accelerometer 903 converts into an electrical digital signal that is conditioned (amplified or attenuated, and if necessary to him a constant offset is added) so that its possible levels correspond to the input range of the analog-to-digital converter (ADC).
  • ADC analog-to-digital converter
  • the ADC periodically samples the signal, that is, it remembers the current value of the signal and converts it into a digital code proportional to this value.
  • the code takes positive integer values in the range from 0 to 2 N - 1, where N is the number of ADC bits.
  • the code can take values from 0 to 1023, for a 12-bit one, from 0 to 4095.
  • the values of the ADC codes are dimensionless, they are also called ADC units.
  • Samples are performed by the ADC at regular time intervals T.
  • FIG. Figure 2 shows an air-conditioned ADC input signal; the samples are represented by red dots.
  • the set of acceleration values can be received in parallel or sequentially in approximately the following form: 519 535 530 ... (these are samples NQ1, 2.3 ). IF viewed on a larger scale in FIG. 2 (see Fig. 3), it can be seen that the signal and sample values are different: sampling in ADC units is the nearest integer number corresponding to the value of the selected signal.
  • Data processing component 902 restores the signal by 5 samples, in the simplest case, the samples on the graph are connected by straight lines, and the degree of distortion of the graph is the smaller, the greater the number of ADC bits and the higher the sampling rate (the higher these parameters, the more expensive accelerometer), as shown in FIG. 4.
  • the implementation of the technical solution uses linear interpolation, for example, splines.
  • the implementation of the technical solution uses Bezier curves for interpolation.
  • an accelerometer 903 (FIG. 10) depending on the architecture at the moment, several types of devices can be used, for example, based on MEMS.
  • the main purpose of the accelerometer is to provide
  • the implementation of the accelerometer may be based on the capacitor principle.
  • the movable part is made in the form of a normal weight
  • a gyroscope is used with the accelerometer. Its main purpose is to measure the angular velocity zo with respect to one or several axes. Actually, the combination of an accelerometer and a gyroscope allows you to track and record movement in three-dimensional space. The direction of the axes of the accelerometer is shown in FIG. 6: x, y and z, which are recorded acceleration values that are displayed on the graph. For example, if there is a rather sharp movement of a mobile device.
  • the graph has a sinusoidal view, since the beginning of the movement was at the lowest point of the circle, where sin takes the value - 1, then the full phase of the sinusoid is expected from the first lower point to the second, which can be observed chart.
  • the first set of mobile device acceleration values is a reference.
  • the present invention is not limited to MEMS-based devices, and that the MEMS-based embodiments described herein are illustrative and that the present invention can be implemented using any accelerometer, compass and gyroscope, which may be located in a mobile device.
  • the present invention may also use other types of inertial sensors that may be included in a mobile device, for example, quartz sensors.
  • Other types of inertial sensors which include mechanical components on a micro or millimeter scale and can be combined with an electronic circuit, can also be used in the present invention.
  • Step 102 processing of the digital signal for the first set of acceleration values of the mobile device obtained in the previous step.
  • the averages method is used, which is one of the simplest noise filtering methods.
  • one of the ways to combat noisy data is to use a filter.
  • the task of motion recognition by a mobile device imposes one essential requirement on the filter — a performance requirement sufficient to use a real-time filter with minimal delay.
  • a big plus of the filter is the proximity of the values to the initial ones.
  • the implementation of the technical solution can use a low-pass filter that has the ability to filter signals above a specified frequency, that is, the filter passes low-frequency signals, which allows you to get rid of noise
  • a Kalman filter is used.
  • the Kalman filter is often used to filter the values of various kinds of signals, it can be found in GPS receivers, handlers of readings
  • Kalman filter is a type of recursive filter.
  • a state estimate (in the form of a system state estimate and an estimate of the error in determining this state) at the previous work step and measurement at the current step. Iterations of the Kalman filter are divided into two phases: zo extrapolation and correction.
  • the extrapolation filter receives a preliminary assessment of the state of the system to x ⁇ k - g on the current step of the final assessment of the state from the previous step. This preliminary assessment is also called an a priori assessment of the state, since no observations of the corresponding step are used to obtain it.
  • a priori extrapolation supplemented by appropriate current measurements to correct the estimate.
  • Adjusted score is also called a posteriori state estimate, a estimate of the state vector x k.
  • these two phases alternate: extrapolation is made on the basis of the results of the correction to the next observation, and the correction is made together with the observations available in the next step, and so on.
  • Additional filtering to clean the signal can eliminate involuntary hand shake and other unwanted high-frequency components. Jitter is a small and fast vibration inherent in the human hand.
  • Step 103 get the second set of values of the accelerations of the user's mobile device at each point in time through the accelerometer of the mobile device in the form of a digital signal.
  • a second set of acceleration values of the user's mobile device at each time point to the data processing device which is stored in memory 904 (Fig. 100) of the mobile device, is received on the mobile device of the user, when the user performs authentication directly at the mobile device using the run-in-the-air signature (as shown in Fig. 9).
  • the second set of acceleration values of the mobile device is used either as part of a training set for training the ANN, or as a test set to test the technical solution, i.e. for the task of classifying a user's signature.
  • Step 104 processing of the digital signal for the second set of acceleration values of the mobile device obtained in the previous step.
  • the accelerometer data is smoothed and filtered.
  • processing algorithms known from the prior art to any specialist, whose application is also obvious, can be used.
  • a naive Bayes classifier is used to determine if the second set of acceleration values of a mobile device belongs to the same class as the first set of acceleration values.
  • Step 105 Determine the distance between the first set of acceleration values of the mobile device and the second set of acceleration values of the mobile device.
  • Step 106 compare the distance value determined in the previous step with a predetermined value.
  • this value is compared with a predetermined value of ⁇ (for example, a threshold value).
  • a user or developer of a mobile device can also adjust recognition thresholds in various ways.
  • Each individual signature may contain independent thresholds and may also contain a finite probabilistic scale factor that transfers the signature relative to other signatures, allowing the application developer or user to choose a signature from two similar signatures that are easier to run.
  • mobile device 900 may be a mobile phone, a messaging device, a tablet and a personal digital assistant, etc.
  • system 900 may include one or more of the following components: a data processing component 902, an accelerometer 903, a memory 904, a power component 906, a multimedia component 908, an input / output (I / O) interface 912, a touch component 914, data transfer component 916.
  • a data processing component 902 an accelerometer 903, a memory 904, a power component 906, a multimedia component 908, an input / output (I / O) interface 912, a touch component 914, data transfer component 916.
  • the data processing component 902 mainly manages all operations of the mobile device 900, for example, a display, data transmission, an accelerometer operation, and a data recording operation.
  • Data processing component 902 may include one or more processors 918 that implement instructions for completing all or part of the steps of the above methods.
  • the data processing component 902 may include one or more modules for a convenient process of interaction between the processing component 902 and other components.
  • component 902 The data processing may include a multimedia module for conveniently facilitating interaction between the multimedia component 908 and the processing component 902.
  • the memory 904 is configured to store various types of data to support the operation of the mobile device 900. Examples of such data include instructions from any application or method, image, video, etc.
  • Memory 904 can be implemented as cloud storage data, any type of volatile storage device, non-volatile storage device, or a combination of the two, such as Static Random Access Memory (ELR), Electrically Erasable Programmable Permanent Memory downgrading device (EEPROM), Erasable Programmable Read-Only Memory (EPROM), Programmable Read-Only Memory (PROM), Read-Only Memory (ROM), magnetic memory, flash memory, magnetic or optical disk.
  • ELR Static Random Access Memory
  • EEPROM Electrically Erasable Programmable Permanent Memory downgrading device
  • EPROM Erasable Programmable Read-Only Memory
  • PROM Programmable Read-Only Memory
  • ROM Read-Only Memory
  • the power component 906 provides electricity to various components of the mobile device 900.
  • the power component 906 may include a power management system, one or more power sources, and other nodes for generating, controlling, and distributing electricity to the mobile device 900.
  • the multimedia component 908 includes a screen that provides an output interface between the mobile device 900 and the user.
  • the implementation of the screen can be a liquid crystal display (LCD) or a touch panel (SP). If the screen includes a touch pad, the screen may be implemented as a touch screen to receive input from a user.
  • the touchpad includes one or more touch sensors in the sense of gestures, touch, and sliding of the touch pad. The touch sensor can not only feel the touch or gesture of turning, but also determine the duration of time and pressure associated with the mode of operation of the touch and slip.
  • the I / O interface 912 provides an interface between the data processing component 902 and the peripheral interface module.
  • the sensor component 914 comprises one or more sensors and is configured to provide various aspects of assessing the state of the mobile device 900.
  • a touch component 914 can detect on / off states of a mobile device 900, the relative arrangement of components, such as the display and keypad of a mobile device 900, a change in the position of the mobile device 900 or one component of the mobile 5 device 900, the presence or absence of contact between the user and the mobile device 900, as well as the orientation or acceleration / deceleration and temperature change of the mobile device 900.
  • the touch component 914 comprises a proximity sensor, nny to detect the presence of the object located nearby when there is no physical contact.
  • the sensor component 914 comprises an optical sensor (for example, a CMOS or CCD image sensor) adapted to be used in the visualization of the application.
  • the sensor component 914 includes an acceleration sensor, a gyroscope, a magnetic sensor, a pressure sensor, or a temperature sensor.
  • the communication component 916 is configured to facilitate
  • Mobile device 900 may access a wireless network based on a communications standard, such as WiFi, 2G or 3G, or a combination thereof.
  • data transfer component 916 receives a broadcast signal or a broadcast, associated information from
  • the data transfer component 916 comprises a near field communication (NFC) module to facilitate near communication.
  • NFC near field communication
  • RFID radio frequency identification
  • an NFC module can be based on radio frequency identification (RFID) technology, a data transmission association technology in infrared
  • the memory 904 includes instructions that are executed by the processor 918 of the mobile device 900 for implementing the automated authentication methods described above for the user based on his signature.
  • a non-volatile computer-readable medium may be a ROM, a random access memory (RAM), a compact disk, a magnetic tape, floppy disks, optical data storage devices, and the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Telephone Function (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

A method is claimed for automated user authentication on the basis of his/her signature made by moving a mobile device in the air. A method comprises steps in which: a first set of acceleration values of motion of a user's mobile device are obtained at each point in time by means of an accelerometer of the mobile device in the form of a digital signal; the digital signal is processed for the first set of acceleration values of motion of the mobile device; a second set of acceleration values of motion of the user's mobile device is obtained at each point in time by means of an accelerometer of the mobile device in the form of a digital signal; the digital signal is processed for the second set of acceleration values of motion of the mobile device; the magnitude of the distance between the first set of acceleration values of motion of the mobile device and the second set of acceleration values of motion of the mobile device is determined; the magnitude of the distance determined in the preceding step is compared with a predetermined value, wherein if the distance is less than said value, the user is identified and granted access to the mobile device; if the distance is greater than said value, the user is not identified and not granted access to the mobile device.

Description

СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ АУТЕНТИФИКАЦИИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ НА ОСНОВАНИИ ЕГО ПОДПИСИ METHOD OF IMPLEMENTING AUTOMATED USER AUTHENTICATION ON THE BASIS OF ITS SIGNATURE
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ TECHNICAL FIELD
[1] Данное техническое решение в общем относится к области вычислительной техники, а в частности к системам и способам осуществления автоматизированной аутентификации пользователя на основании его подписи, осуществляемой посредством движения в воздухе мобильного устройства.  [1] This technical solution generally relates to the field of computing technology, and in particular to systems and methods for performing automated user authentication based on his signature, carried out by air movement of a mobile device.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ BACKGROUND
[2] В настоящее время под понятием «аутентификация» в информационных системах понимают проверку личных данных объекта (например, человека, компьютера, информационного процесса) с целью авторизации доступа этого объекта к ресурсам (например, услугам, сетям, системам, приложениям).  [2] Currently, the term “authentication” in information systems refers to checking personal data of an object (for example, a person, computer, information process) in order to authorize access of this object to resources (for example, services, networks, systems, applications).
[3] В уровне техники существуют различные способы обеспечения проверки подлинности пользователя, работающего с мобильным устройством и запрашивающего доступ к нему. Аутентификация может происходить на основании нескольких факторов: [3] In the prior art, there are various ways to ensure the authenticity of a user working with a mobile device and requesting access to it. Authentication can occur based on several factors:
[4] - данные, известные пользователю, например, ввод пароля на мобильном устройстве;  [4] - data known to the user, for example, entering a password on a mobile device;
[5] - предмет, которым обладает пользователь, например, магнитная карта или чип-карта, которая прикладывается к мобильному устройству;  [5] - an item possessed by the user, for example, a magnetic card or a chip card that is attached to a mobile device;
[6] - действие, выполняемое только пользователем, например, живая подпись на сенсорном экране;  [6] - an action performed only by the user, for example, a live signature on the touch screen;
[7] - физический параметр, присущий пользователю, например, отпечаток пальца.  [7] - physical parameter inherent in the user, for example, a fingerprint.
[8] В настоящее время в основе наиболее широко применяемого способа осуществления аутентификации пользователя на мобильном устройстве лежит применение статического пароля совместно с идентификатором (логин). Преимущество такого способа заключается в том, что его можно осуществлять полностью с помощью программного обеспечения, избегая тем самым дополнительных затрат (аппаратные средства). Однако сетевой шпионаж с целью сбора личных данных законных пользователей является помехой для выполнения этого способа. Личные данные, полученные таким образом, могут использоваться в дальнейшем. Приемы хеширования или шифрования паролей не могут в полной мере решить эту проблему, поскольку они защищают только линии связи, оставляя незащищенным пользовательский терминал (мобильное устройство), в котором теперь нередко можно найти множество вредоносных приложений (хакерские программы). [8] Currently, the basis of the most widely used method of authenticating a user on a mobile device is the use of a static password together with an identifier (login). The advantage of this method is that it can be fully implemented using software, thereby avoiding additional costs (hardware). However, network espionage to collect personal data of legitimate users is a hindrance to the implementation of this method. Personal data obtained in this way can be used further. Hashing or encrypting passwords cannot fully solve this problem, since they only protect communication lines, leaving the user terminal (mobile device) in which Now you can often find a lot of malicious applications (hacker programs).
[9] Методы аутентификации, основанные на средствах, предоставляемых пользователям, таких как маркер аутентификации, чип-карта, смарт-карта или флэш-накопитель, являются нежелательными, так как являются причиной дополнительных затрат на аппаратные средства.  [9] Authentication methods based on user-provided tools, such as an authentication token, chip card, smart card, or flash drive, are undesirable because they cause additional hardware costs.
[10] В то же время применяемые в настоящее время биометрические способы аутентификации в основном являются сложными, и для них необходимо выполнение этапа утомительного предварительного определения параметров. СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ  [10] At the same time, the currently used biometric authentication methods are mostly complex, and they require the implementation of the tedious preliminary determination of parameters. SUMMARY OF INVENTION
[11] Данное техническое решение направлено на устранение недостатков, присущих существующим решениям, известным из уровня техники.  [11] This technical solution is aimed at eliminating the shortcomings inherent in existing solutions, known from the prior art.
[12] Технической проблемой (другими словами технической задачей) в данном техническом решении является осуществление аутентификации пользователя на основании его подписи, осуществляемой движением мобильного устройства, находящегося в руке пользователя. [12] A technical problem (in other words, a technical problem) in this technical solution is to authenticate the user on the basis of his signature, carried out by the movement of the mobile device in the user's hand.
[13] Техническим результатом, проявляющимся при решении вышеуказанной технической проблемы, является упрощение аутентификации пользователя мобильного устройства.  [13] The technical result manifested in solving the above technical problem is to simplify the authentication of the user of the mobile device.
[14] Также дополнительным техническим результатом по отношению к уровню техники является повышение точности аутентификации пользователя мобильного устройства за счет сравнения ускорений движения мобильного устройства. [14] Also, an additional technical result in relation to the prior art is to increase the accuracy of authentication of a mobile device user by comparing the accelerations of the mobile device.
[15] Указанный технический результат достигается благодаря осуществлению способа автоматизированной аутентификации пользователя на основании его подписи, осуществляемой посредством движения в воздухе мобильного устройства, в котором получают первый набор значений ускорений движения мобильного устройства пользователя в каждый момент времени посредством акселерометра мобильного устройства в форме цифрового сигнала; осуществляют обработку цифрового сигнала для первого набора значений ускорений движения мобильного устройства, полученного на предыдущем шаге; получают второй набор значений ускорений движения мобильного устройства пользователя в каждый момент времени посредством акселерометра мобильного устройства в форме цифрового сигнала; осуществляют обработку цифрового сигнала для второго набора значений ускорений движения мобильного устройства, полученного на предыдущем шаге; определяют величину расстояния между первым набором значений ускорений движения мобильного устройства и вторым набором значений ускорений движения мобильного устройства; сравнивают определенную на предыдущем шаге величину расстояния с заранее заданным значением, причем если расстояние меньше данного значения, идентифицируют пользователя и разрешают доступ к ресурсу; а если расстояние больше данного значения, не идентифицируют пользователя и не разрешают доступ к ресурсу. [15] This technical result is achieved due to the implementation of the method of automated user authentication based on his signature, carried out by air movement of a mobile device, in which a first set of acceleration values of a mobile device of a user is obtained at each time using an accelerometer of a mobile device in the form of a digital signal; processing the digital signal for the first set of acceleration values of the mobile device obtained in the previous step; get the second set of values of the acceleration of the mobile device of the user at each point in time through the accelerometer of the mobile device in the form of a digital signal; processing the digital signal for the second set of values of the acceleration of the mobile device, obtained on previous step; determine the distance between the first set of values of the accelerations of the mobile device and the second set of values of the accelerations of the mobile device; compare the distance value determined in the previous step with a predetermined value, and if the distance is less than this value, identify the user and allow access to the resource; and if the distance is greater than this value, they do not identify the user and do not allow access to the resource.
[16] В некоторых вариантах осуществления технического решения при получении первого набора значений ускорений движения мобильного устройства акселерометр преобразует его в электрический цифровой сигнал, который кондиционируется. [16] In some embodiments, the implementation of the technical solution when receiving the first set of values of the accelerations of the mobile device, the accelerometer converts it into an electrical digital signal that is conditioned.
[17] В некоторых вариантах осуществления технического решения дополнительно с акселерометром используется гироскоп.  [17] In some embodiments of the technical solution, a gyroscope is used additionally with an accelerometer.
[18] В некоторых вариантах осуществления технического решения осуществляют обработку цифрового сигнала для первого набора значений ускорений движения мобильного устройства посредством сглаживания и фильтрации.  [18] In some embodiments of the technical solution, the digital signal is processed for the first set of acceleration values of the mobile device by smoothing and filtering.
[19] В некоторых вариантах осуществления технического решения при сглаживании сигнала используют фильтр нижних частот и/или фильтр Калмана.  [19] In some embodiments of the technical solution, when a signal is smoothed, a low-pass filter and / or a Kalman filter are used.
[20] В некоторых вариантах осуществления технического решения определяют величину расстояния между первым набором значений ускорений движения мобильного устройства и вторым набором значений ускорений движения мобильного устройства посредством использования евклидовой метрики.  [20] In some embodiments, the implementation of the technical solution determines the distance between the first set of values of the accelerations of the mobile device and the second set of values of the accelerations of the mobile device by using the Euclidean metric.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[21] Признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из приводимого ниже подробного описания изобретения и прилагаемых чертежей, на которых: [21] The features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the invention and the accompanying drawings, in which:
[22] На иг.1 показан пример осуществления варианта технического решения согласно способу автоматизированной аутентификации пользователя на основании его подписи, осуществляемой посредством движения в воздухе мобильного устройства;  [22] Fig. 1 shows an example of the implementation of a variant of a technical solution according to the method of automated user authentication based on his signature, carried out by air movement of a mobile device;
[23] На Фиг.2 показан кондиционированный входной сигнал АЦП, где выборки представлены красными точками; [24] На Фиг. 3 показан увеличенный масштаб кондиционированного входного сигнала АЦП, показанного на Фиг. 2, где выборки представлены красными точками; [23] Figure 2 shows a conditioned ADC input signal, where the samples are represented by red dots; [24] FIG. 3 shows an enlarged scale of the conditioned input signal of the ADC shown in FIG. 2, where the samples are represented by red dots;
[25] На Фиг. 4 показано восстановление сигнала по выборкам, при котором выборки на графике соединяются прямыми линиями; [25] FIG. 4 shows the recovery of the signal from samples, in which the samples on the graph are connected by straight lines;
[26] На Фиг. 5 показан пример обработки сигнала посредством фильтра нижних частот; [26] FIG. 5 shows an example of signal processing by means of a low-pass filter;
[27] На Фиг. 6 показано направление осей акселерометра;  [27] FIG. 6 shows the direction of the axes of the accelerometer;
[28] На Фиг. 7 показан график отображения значений ускорений акселерометра при движении мобильного устройства резко по горизонтальной прямой слева направо; [28] FIG. 7 shows a graph of the display of accelerometer acceleration values when the mobile device moves sharply along the horizontal line from left to right;
[29] На Фиг. 8 показан график отображения значений ускорений акселерометра при движении мобильного устройства по окружности;  [29] FIG. 8 shows a graph of the display of accelerometer acceleration values when a mobile device moves around a circle;
[30] На Фиг. 9 показан пример осуществления технического решения, согласно которому пользователь формирует данный набор значений, посредством написания движением мобильного устройства в воздухе своей подписи;  [30] FIG. 9 shows an example of the implementation of a technical solution, according to which the user forms a given set of values by writing his signature by the movement of a mobile device in the air;
[31] На Фиг. 10 показана система автоматизированной аутентификации пользователя на основании его подписи, осуществляемой посредством движения в воздухе мобильного устройства. ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ  [31] FIG. 10 shows an automated user authentication system based on his signature, carried out by airborne movement of a mobile device. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[32] Данное техническое решение может быть реализовано на компьютере, в виде системы или машиночитаемого носителя, содержащего инструкции для выполнения вышеупомянутого способа.  [32] This technical solution can be implemented on a computer, in the form of a system or machine-readable medium containing instructions for performing the above method.
[33] Техническое решение может быть реализовано в виде распределенной компьютерной системы.  [33] The technical solution can be implemented as a distributed computer system.
[34] В данном решении под системой подразумевается компьютерная система, ЭВМ (электронно-вычислительная машина), ЧПУ (числовое программное управление), ПЛК (программируемый логический контроллер), компьютеризированные системы управления и любые другие устройства, способные выполнять заданную, чётко определённую последовательность операций (действий, инструкций).  [34] In this solution, a system is a computer system, a computer (electronic computer), a CNC (numerical control), a PLC (programmable logic controller), computerized control systems, and any other devices capable of performing a predetermined, well-defined sequence of operations. (actions, instructions).
[35] Под устройством обработки команд подразумевается электронный блок либо интегральная схема (микропроцессор), исполняющая машинные инструкции (программы). [36] Устройство обработки команд считывает и выполняет машинные инструкции (программы) с одного или более устройства хранения данных. В роли устройства хранения данных могут выступать, но, не ограничиваясь, жесткие диски (HDD), флеш-память, ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), твердотельные накопители (SSD), оптические приводы. [35] A command processing device is an electronic unit or an integrated circuit (microprocessor) that executes machine instructions (programs). [36] The command processing device reads and executes machine instructions (programs) from one or more data storage devices. In the role of a storage device can act, but not limited to, hard drives (HDD), flash memory, ROM (read-only memory), solid-state drives (SSD), optical drives.
[37] Программа - последовательность инструкций, предназначенных для исполнения устройством управления вычислительной машины или устройством обработки команд.  [37] Program - a sequence of instructions intended for execution by a computer control device or command processing device.
[38] Ниже будут описаны термины и понятия, необходимые для осуществления настоящего технического решения.  [38] The following will describe the terms and concepts necessary to implement this technical solution.
[39] Аутентификация - средство защиты, устанавливающее подлинность лица, получающего доступ к автоматизированной системе, путем сопоставления сообщенного им идентификатора и предъявленного подтверждающего фактора.  [39] Authentication is a security feature that authenticates a person who gains access to an automated system by comparing the identifier given to them and the presented confirming factor.
[40] Цифровой сигнал - дискретный сигнал, который дает представление о значении контролируемой величины в цифровом виде.  [40] A digital signal is a discrete signal that gives an idea of the value of the monitored quantity in digital form.
[41] Акселерометр — измерительное устройство, предназначенное для измерения ускорений.  [41] Accelerometer - a measuring device designed to measure accelerations.
[42] Расстояние - в данном техническом решении содержание термина «расстояние», как и в математике, связано с понятием метрики и метрического пространства.  [42] Distance - in this technical solution, the content of the term "distance", as in mathematics, is associated with the concept of a metric and a metric space.
[43] Метрика - функция, определяющая расстояния в метрическом пространстве.  [43] A metric is a function that determines distances in a metric space.
[44] Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) - устройство для автоматического преобразования аналоговых (непрерывных во времени) сигналов в эквивалентные им дискретные сигналы, представленные цифровым кодом. Аналоговыми величинами чаще всего бывают электрическое напряжение или сила тока, частота колебаний, фазовые сдвиги, углы поворота. Цифровые коды представляются в основном в двоичной, двоично-десятичной или десятичной системах счисления. АЦП широко используются для сопряжения источников аналоговых сигналов (напр., измерит, преобразователей, АВМ) с цифровыми регистраторами и цифровыми вычислит. устройствами (напр., с микропроцессором, ЭВМ).  [44] Analog-to-digital converter (ADC) is a device for automatically converting analog (continuous in time) signals to their equivalent discrete signals represented by a digital code. Analogous values are most often electrical voltage or current, oscillation frequency, phase shifts, and angles of rotation. Numeric codes are represented mainly in binary, binary-decimal or decimal number systems. A / D converters are widely used for interfacing analog signal sources (eg, meters, converters, AVMs) with digital recorders and digital ones. devices (eg, with a microprocessor, computer).
[45] Цифровой код— последовательность цифр (сигналов), подчиняющаяся определенному закону, с помощью которой осуществляется условное представление числового значения величины. [46] Обучающая выборка (training sample)— выборка, по которой производится настройка (оптимизация параметров) модели зависимости. [45] A numeric code is a sequence of numbers (signals) that obeys a certain law, by means of which the conditional representation of a numerical value of a quantity is realized. [46] Training sample (training sample) - a sample that is used for tuning (optimization of parameters) of a dependency model.
[47] Тестовая (или контрольная) выборка (test sample)— выборка, по которой оценивается качество построенной модели.  [47] Test (or control) sample (test sample) - a sample by which the quality of the constructed model is evaluated.
5 [48] Фиг.1 представляет собой блок-схему, показывающую способ осуществления автоматизированной аутентификации пользователя на основании его подписи, осуществляемой посредством движения в воздухе мобильного устройства, который содержит следующие шаги:  5 [48] FIG. 1 is a flowchart showing a method for performing automated user authentication based on his signature, carried out by air movement of a mobile device, which comprises the following steps:
[49] Шаг 101: получают первый набор значений ускорений движения мобильного ю устройства пользователя в каждый момент времени посредством акселерометра мобильного устройства в форме цифрового сигнала.  [49] Step 101: get the first set of values of the accelerations of the mobile device of the user at each time using the accelerometer of the mobile device in the form of a digital signal.
[50] На данном шаге получают на мобильном устройстве первый набор значений ускорений движения мобильного устройства, который хранится в памяти 904 (Фиг. 10) мобильного устройства. Данный набор значений формируется на мобильном [50] In this step, a first set of acceleration values of the mobile device is obtained on the mobile device, which is stored in the memory 904 (FIG. 10) of the mobile device. This set of values is formed on the mobile
15 устройстве посредством написания пользователем движением мобильного устройства в воздухе своей подписи (как показано на Фиг. 9). Для обеспечения необходимой точности рекомендуется выполнять подпись, например, верхним левым углом мобильного устройства. Данный первый набор значений ускорений движения мобильного устройства называют эталонным, который является15 by writing the user a movement of his signature in the air in the air (as shown in FIG. 9). To ensure the required accuracy, it is recommended to perform a signature, for example, the upper left corner of the mobile device. This first set of acceleration values of a mobile device is called a reference, which is
20 аналогом пароля. Также вышеуказанный набор значений может являться частью обучающей выборки (training sample) для работы ИНС (искусственной нейронной сети) в дальнейшем при распознавании подписи пользователя. Обучающая выборка— это конечное множество объектов, для которых известна их классовая принадлежность, используемое для обучения (тренировки) нейронной сети. При20 analog password. Also, the above set of values may be part of the training sample for the operation of the INS (artificial neural network) in the future when recognizing the user's signature. A training sample is a finite set of objects for which their class affiliation is known, which is used to train (train) a neural network. With
25 обучении нейронной сети с учителем элементы обучающей выборки подаются на вход нейронной сети. Выходной вектор подстраивается под некоторый заранее заданный целевой вектор путем изменения весов связей нейронной сети. Обучающая выборка не должна содержать противоречий, так как нейронная сеть однозначно сопоставляет выходные значения входным. В некоторых вариантах зо осуществления технического решения используется многослойный персептрон, который является нейронной сетью с прямым распространением сигнала (без обратных связей), обучаемой с учителем. Для обучения ИНС могут использоваться не ограничиваясь, метод обратного распространения (Backpropagation) или метод упругого распространения (Resilient propagation или Rprop), или генетический25 learning a neural network with a teacher the elements of the training sample are fed to the input of the neural network. The output vector is adjusted to some predetermined target vector by changing the weights of the neural network connections. The training sample should not contain contradictions, since the neural network unambiguously compares the output values with the input. In some embodiments, the implementation of the technical solution uses a multilayer perceptron, which is a neural network with direct signal propagation (without feedback), trained with the teacher. For learning, the INS can be used without limitation, the back propagation method (Backpropagation) or the elastic propagation method (Resilient propagation or Rprop), or genetic
35 алгоритм (Genetic Algorithm) и т.д. [51] В некоторых вариантах осуществления чтобы помочь изолировать траекторию движения пользователем, используют кнопку на мобильном устройстве для различения преднамеренного движения жеста и непреднамеренного движения или отклонения. Кнопка может быть нажата во время выполнения подписи, или ее можно нажать один раз в начале жеста и один раз в конце. В другом варианте осуществления скорость траектории может использоваться для определения начала и конца жестов. Например, когда пользователь начинает длинное, быстрое движение, предполагается, что жест начался. Когда проходит некоторое время, и общее количество или скорость движения уменьшаются до уровня ниже некоторого заранее заданного порогового значения, предполагается, что жест завершен. В еще одном варианте осуществления любое движение считается потенциальным движением жеста, а движущееся окно данных используется для захвата жестов. 35 algorithm (Genetic Algorithm), etc. [51] In some embodiments, to help isolate a user’s trajectory, use a button on a mobile device to distinguish between intentional gesture movement and unintentional movement or deflection. The button can be pressed during the execution of the signature, or it can be pressed once at the beginning of the gesture and once at the end. In another embodiment, the trajectory speed can be used to determine the beginning and end of gestures. For example, when a user starts a long, fast motion, it is assumed that the gesture has begun. When some time passes, and the total amount or speed of movement decreases to a level below a certain predetermined threshold, it is assumed that the gesture is complete. In yet another embodiment, any movement is considered a potential gesture movement, and a moving data window is used to capture gestures.
[52] Поскольку пользователь может быть не знаком с опытом использования движения руки для рисования заданной траектории своей подписи в воздухе, может использоваться обратная связь, чтобы помочь пользователю научиться управлять траекторией. В этом случае изображение (отсканированная подпись пользователя), соответствующее траектории точек X и Y, может отображаться, например, на дисплее мобильного устройства, чтобы уведомить пользователя о траектории, которая будет использоваться в алгоритме распознавания жестов. [52] Since the user may not be familiar with the experience of using hand movement to draw a given trajectory of his signature in the air, feedback can be used to help the user learn how to control the trajectory. In this case, the image (scanned user's signature) corresponding to the trajectory of points X and Y can be displayed, for example, on the display of the mobile device, in order to notify the user about the trajectory that will be used in the gesture recognition algorithm.
[53] Воздействующее ускорение, полученное в виде набора значений (который называют выборка) в каждый момент времени в каждой точке пространства, акселерометр 903 (Фиг. 10) преобразует в электрический цифровой сигнал, который кондиционируется (усиливается или ослабляется, а при необходимости к нему добавляется постоянное смещение) так, чтобы его возможные уровни соответствовали входному диапазону аналого-цифрового преобразователя (АЦП). АЦП периодически осуществляет выборку сигнала, т.е., запоминает текущее значение сигнала и преобразовывает его в пропорциональный этому значению цифровой код. В зависимости от числа разрядов АЦП, код принимает положительные целочисленные значения в диапазоне от 0 до 2N - 1, где N - число разрядов АЦП. Например, для 10-разрядного АЦП код может принимать значения от 0 до 1023, для 12-разрядного - от 0 до 4095. Значения кодов АЦП безразмерны, их также называют единицами АЦП. Выборки выполняются посредством АЦП через одинаковые интервалы времени Т. На Фиг. 2 показан кондиционированный входной сигнал АЦП, выборки представлены красными точками. Набор значений ускорений может поступать параллельно или последовательно примерно в таком виде: 519 535 530 ... (это выборки NQ1 ,2,3...). ЕСЛИ посмотреть в большем масштабе на Фиг. 2 (см. Фиг. 3) видно, что значения сигнала и выборки отличаются: выборка в единицах АЦП - это ближайшее целое число, соответствующее значению выбираемого сигнала. Компонент 902 обработки данных (Фиг. 10) восстанавливает сигнал по 5 выборкам, в простейшем случае выборки на графике соединяются прямыми линиями, а степень искажения графика тем меньше, чем больше число разрядов АЦП и чем выше частота выборки (чем выше эти параметры, тем дороже акселерометр), как показано на Фиг. 4. В некоторых вариантах осуществления технического решения используют линейную интерполяцию, например, сплайнами, ю В некоторых вариантах осуществления технического решения для интерполяции используют кривые Безье. [53] The effective acceleration obtained as a set of values (called sampling) at each time point at each point in space, the accelerometer 903 (Fig. 10) converts into an electrical digital signal that is conditioned (amplified or attenuated, and if necessary to him a constant offset is added) so that its possible levels correspond to the input range of the analog-to-digital converter (ADC). The ADC periodically samples the signal, that is, it remembers the current value of the signal and converts it into a digital code proportional to this value. Depending on the number of ADC bits, the code takes positive integer values in the range from 0 to 2 N - 1, where N is the number of ADC bits. For example, for a 10-bit ADC, the code can take values from 0 to 1023, for a 12-bit one, from 0 to 4095. The values of the ADC codes are dimensionless, they are also called ADC units. Samples are performed by the ADC at regular time intervals T. In FIG. Figure 2 shows an air-conditioned ADC input signal; the samples are represented by red dots. The set of acceleration values can be received in parallel or sequentially in approximately the following form: 519 535 530 ... (these are samples NQ1, 2.3 ...). IF viewed on a larger scale in FIG. 2 (see Fig. 3), it can be seen that the signal and sample values are different: sampling in ADC units is the nearest integer number corresponding to the value of the selected signal. Data processing component 902 (FIG. 10) restores the signal by 5 samples, in the simplest case, the samples on the graph are connected by straight lines, and the degree of distortion of the graph is the smaller, the greater the number of ADC bits and the higher the sampling rate (the higher these parameters, the more expensive accelerometer), as shown in FIG. 4. In some embodiments, the implementation of the technical solution uses linear interpolation, for example, splines. In some embodiments, the implementation of the technical solution uses Bezier curves for interpolation.
[54] В качестве акселерометра 903 (Фиг. 10) в зависимости от архитектуры на данный момент могут использоваться несколько типов устройств, например, на основе MEMS. Основным назначением акселерометра является предоставление [54] As an accelerometer 903 (FIG. 10), depending on the architecture at the moment, several types of devices can be used, for example, based on MEMS. The main purpose of the accelerometer is to provide
15 информации о текущем ускорении устройства, точнее разности ускорения устройства и ускорения свободного падения. В состоянии покоя показания датчика совпадают с вектором ускорения свободного падения. В некоторых вариантах осуществления работа акселерометра может базироваться на конденсаторном принципе. В такой системе подвижная часть выполнена в виде обычного грузика,15 information about the current acceleration of the device, more precisely, the difference between the acceleration of the device and the acceleration of gravity. At rest, the sensor readings coincide with the gravitational acceleration vector. In some embodiments, the implementation of the accelerometer may be based on the capacitor principle. In such a system, the movable part is made in the form of a normal weight,
20 смещаемого в зависимости от того, в какую сторону наклонено устройство. По мере его смещения происходит изменение емкости конденсатора, а конкретнее, напряжения. Эти данные позволяют получить смещение грузика, а вместе с ним и искомое ускорение. Именно так и работает акселерометр. Наиболее распространенным типом являются пьезоэлектрические системы. В их основе20 displaced depending on which way the device is tilted. As it shifts, there is a change in the capacitance of the capacitor, and more specifically, the voltage. These data allow us to obtain the displacement of the sinker, and with it the desired acceleration. This is how the accelerometer works. The most common type are piezoelectric systems. They are based on
25 лежит грузик, воздействующий под давлением на пьезокристалл. В ответ на это он вырабатывает электрический ток, благодаря чему можно рассчитать искомое ускорение, если известны параметры всей системы. В некоторых вариантах осуществления изобретения вместе с акселерометром используется гироскоп. Его основное предназначение заключается в измерении угловых скоростей зо относительно одной или нескольких осей. Собственно, комбинация акселерометра и гироскопа позволяет отследить и зафиксировать движение в трехмерном пространстве. Направление осей акселерометра показано на Фиг. 6: х, у и z, по которым записываются значения ускорений, которые отображаются на графике. Например, если происходит достаточно резкое движение мобильным устройством25 is a weight acting under pressure on the piezocrystal. In response, it produces an electric current, so that you can calculate the desired acceleration, if you know the parameters of the entire system. In some embodiments, a gyroscope is used with the accelerometer. Its main purpose is to measure the angular velocity zo with respect to one or several axes. Actually, the combination of an accelerometer and a gyroscope allows you to track and record movement in three-dimensional space. The direction of the axes of the accelerometer is shown in FIG. 6: x, y and z, which are recorded acceleration values that are displayed on the graph. For example, if there is a rather sharp movement of a mobile device.
35 по горизонтальной прямой слева направо, график выглядит как показано на Фиг. 7. На графике ярко выделяются два всплеска по оси X, первый начало движения, второй - конец. Значения на остальных осях существенно не меняются. Аналогично, всплески значений на осях Y и Z образуются при движении в соответствующем направлении. Движение же по окружности, отображенное на Фиг. 8, проводилось против часовой стрелки, начальной точкой движения являлась нижняя точка окружности. Графики изменений значений по осям X и Z практически совпадают, именно по этим осям «рисовалась» окружность. Естественно имеет место фазовый сдвиг, так как горизонтальное изменение началось раньше, чем вертикальное. Рассмотрим подробнее график показаний акселерометра по вертикальной оси Z. График имеет синусоидальный вид, так как начало движения находилось в нижней точке окружности, где sin принимает значение - 1 , то ожидается увидеть полную фазу синусоиды от первой нижней точки до второй, что и можно наблюдать на графике. Спад до первой нижней точки и подъем от второй, характеризуют начало движения (разгон) и завершение (торможение). По сути, первый набор значений ускорений мобильного устройства является эталонным. 35 along the horizontal line from left to right, the graph looks like it is shown in FIG. 7 The graph clearly highlights two bursts along the X axis, the first movement start, the second - the end. The values on the other axes do not change significantly. Similarly, bursts of values on the Y and Z axes are formed when moving in the corresponding direction. The circular motion shown in FIG. 8, was held counterclockwise, the starting point of the movement was the lower point of the circle. Graphs of changes in the values along the X and Z axes practically coincide; it is along these axes that the circle was drawn. A phase shift naturally takes place, since the horizontal change began earlier than the vertical one. Let's take a closer look at the accelerometer readings on the vertical axis Z. The graph has a sinusoidal view, since the beginning of the movement was at the lowest point of the circle, where sin takes the value - 1, then the full phase of the sinusoid is expected from the first lower point to the second, which can be observed chart. The decline to the first low point and the rise from the second, characterize the beginning of the movement (acceleration) and completion (deceleration). In fact, the first set of mobile device acceleration values is a reference.
[55] Специалисту в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение не ограничено устройствами на основе MEMS, а также что описанные здесь варианты осуществления на основе MEMS являются иллюстративными и что настоящее изобретение может быть реализовано с помощью любого акселерометра, компаса и гироскопа, которые могут находится в мобильном устройстве. Специалисту в данной области техники будет понятно, что в настоящем изобретении также могут использоваться другие типы инерциальных датчиков, которые могут быть включены в мобильное устройство, например кварцевые датчики. Другие типы инерционных датчиков, которые включают механические компоненты на микро- или миллиметровой шкале и могут быть объединены с электронной схемой, также могут быть использованы в настоящем изобретении. [55] It will be clear to a person skilled in the art that the present invention is not limited to MEMS-based devices, and that the MEMS-based embodiments described herein are illustrative and that the present invention can be implemented using any accelerometer, compass and gyroscope, which may be located in a mobile device. Those skilled in the art will appreciate that the present invention may also use other types of inertial sensors that may be included in a mobile device, for example, quartz sensors. Other types of inertial sensors, which include mechanical components on a micro or millimeter scale and can be combined with an electronic circuit, can also be used in the present invention.
[56] Шаг 102: осуществляют обработку цифрового сигнала для первого набора значений ускорений движения мобильного устройства, полученного на предыдущем шаге. [56] Step 102: processing of the digital signal for the first set of acceleration values of the mobile device obtained in the previous step.
[57] Показания акселерометра на мобильных устройствах подвержены достаточно сильному шуму. Зашумленность порой достигает 0.08д, вследствие этого возникает острая необходимость борьбы с шумом. Ниже будут рассмотрены несколько подходов к сглаживанию и фильтрации данных акселерометра. [57] Accelerometer readings on mobile devices are subject to quite a lot of noise. Noise sometimes reaches 0.08d, as a result, there is an urgent need to combat noise. Below we will consider several approaches to smoothing and filtering accelerometer data.
[58] В некоторых вариантах осуществления используют метод средних значений, который является одним из самых простых методов фильтрации шума. На каждом шаге к, значение vk вычисляется как среднее из п предыдущих значений акселерометра, то есть vk = Σί=°^- Такой метод дает при средних значениях п неплохое сглаживание, однако при использовании данного метода может возникнуть большая задержка в значениях, что необходимо учитывать. [58] In some embodiments, the averages method is used, which is one of the simplest noise filtering methods. On each step k, the value of v k is calculated as the average of the n previous accelerometer values, that is, v k = Σί = ° ^ - This method gives a good smoothing for average values of n, but when using this method there may be a large delay in the values that need to be taken into account .
5 [59] В некоторых вариантах осуществления технического решения одним из способов борьбы с зашумленными данными является применение фильтра. Задача распознавания движения мобильным устройством накладывает одно существенное требование к фильтру - требование производительности достаточной для того, чтобы использовать фильтр в режиме реального времени с ю минимальными задержками. Конечно, большим плюсом фильтра является приближенность значений к начальным. В некоторых вариантах осуществления технического решения могут использовать фильтр нижних частот, который обладает способностью фильтровать сигналы выше указанной частоты, то есть фильтр пропускает сигналы низкой частоты, что позволяет избавиться от шумовых 5 [59] In some embodiments of the technical solution, one of the ways to combat noisy data is to use a filter. The task of motion recognition by a mobile device imposes one essential requirement on the filter — a performance requirement sufficient to use a real-time filter with minimal delay. Of course, a big plus of the filter is the proximity of the values to the initial ones. In some embodiments, the implementation of the technical solution can use a low-pass filter that has the ability to filter signals above a specified frequency, that is, the filter passes low-frequency signals, which allows you to get rid of noise
15 помех сигнала, в данном случае показаний акселерометра. Самый простой фильтр низких частот описывается следующей формулой: Оп = 0п_г + a(Jn - 0η_ι), где О - выходное значение сигнала (отфильтрованное), 1п - входные значения (нефильтрованные), - коэффициент фильтрации, принимающий значения от 0 до 1. При равном 1 , выходные значения совпадают с входными. Пример работы15 signal interference, in this case, the accelerometer readings. The simplest low-pass filter is described by the following formula: О п = 0 п _ г + a (J n - 0 η _ι), where O is the output signal value (filtered), 1 n is the input values (unfiltered), is the filter coefficient, taking values from 0 to 1. When 1 is equal, the output values coincide with the input. Work example
20 фильтра нижних частот показан на Фиг. 5. При обработке результат получается более гладким. 20 of the low pass filter is shown in FIG. 5. When processing the result is smoother.
[60] В некоторых вариантах осуществления используется фильтр Калмана. Фильтр Калмана часто используется для фильтрации значений различного рода сигналов, его можно встретить в GPS - приемниках, обработчиках показаний [60] In some embodiments, a Kalman filter is used. The Kalman filter is often used to filter the values of various kinds of signals, it can be found in GPS receivers, handlers of readings
25 датчиков и т.д. Фильтр Калмана является разновидностью рекурсивных фильтров. 25 sensors, etc. Kalman filter is a type of recursive filter.
Для вычисления оценки состояния системы на текущий шаг работы ему необходима оценка состояния (в виде оценки состояния системы и оценки погрешности определения этого состояния) на предыдущем шаге работы и измерения на текущем шаге. Итерации фильтра Калмана делятся на две фазы: зо экстраполяция и коррекция. Во время экстраполяции фильтр получает предварительную оценку состояния системы хк\к-г на текущий шаг по итоговой оценке состояния с предыдущего шага. Эту предварительную оценку также называют априорной оценкой состояния, так как для её получения не используются наблюдения соответствующего шага. В фазе коррекции априорная экстраполяция дополняется соответствующими текущими измерениями для коррекции оценки. Скорректированная оценка также называется апостериорной оценкой состояния, либо оценкой вектора состояния хк. Обычно эти две фазы чередуются: экстраполяция производится по результатам коррекции до следующего наблюдения, а коррекция производится совместно с доступными на следующем шаге наблюдениями, и т.д. To calculate the state of the system for the current work step, it needs a state estimate (in the form of a system state estimate and an estimate of the error in determining this state) at the previous work step and measurement at the current step. Iterations of the Kalman filter are divided into two phases: zo extrapolation and correction. During the extrapolation filter receives a preliminary assessment of the state of the system to x \ k - g on the current step of the final assessment of the state from the previous step. This preliminary assessment is also called an a priori assessment of the state, since no observations of the corresponding step are used to obtain it. In the correction phase, a priori extrapolation supplemented by appropriate current measurements to correct the estimate. Adjusted score is also called a posteriori state estimate, a estimate of the state vector x k. Usually, these two phases alternate: extrapolation is made on the basis of the results of the correction to the next observation, and the correction is made together with the observations available in the next step, and so on.
[61] Дополнительная фильтрация для очистки сигнала может устранить непроизвольное дрожание руки и другие нежелательные высокочастотные компоненты. Джиттер - это маленькая и быстрая вибрация, присущая человеческой руке.  [61] Additional filtering to clean the signal can eliminate involuntary hand shake and other unwanted high-frequency components. Jitter is a small and fast vibration inherent in the human hand.
[62] Шаг 103: получают второй набор значений ускорений движения мобильного устройства пользователя в каждый момент времени посредством акселерометра мобильного устройства в форме цифрового сигнала.  [62] Step 103: get the second set of values of the accelerations of the user's mobile device at each point in time through the accelerometer of the mobile device in the form of a digital signal.
[63] На данном шаге получают на мобильном устройстве пользователя второй набор значений ускорений движения мобильного устройства пользователя в каждый момент времени на устройство обработки данных, который хранится в памяти 904 (Фиг. 100) мобильного устройства, когда пользователь осуществляет уже непосредственно аутентификацию в мобильном устройстве с помощью выполнения в воздухе подписи (как показано на Фиг. 9).  [63] At this step, a second set of acceleration values of the user's mobile device at each time point to the data processing device, which is stored in memory 904 (Fig. 100) of the mobile device, is received on the mobile device of the user, when the user performs authentication directly at the mobile device using the run-in-the-air signature (as shown in Fig. 9).
[64] В некоторых вариантах осуществления технического решения второй набор значений ускорений движения мобильного устройства используют либо как часть обучающей выборки для обучения ИНС, либо уже как тестовую выборку для проверки работы технического решения, т.е. для задачи классификации подписи пользователя. [64] In some embodiments of the technical solution, the second set of acceleration values of the mobile device is used either as part of a training set for training the ANN, or as a test set to test the technical solution, i.e. for the task of classifying a user's signature.
[65] Шаг 104: осуществляют обработку цифрового сигнала для второго набора значений ускорений движения мобильного устройства, полученного на предыдущем шаге. [65] Step 104: processing of the digital signal for the second set of acceleration values of the mobile device obtained in the previous step.
[66] На данном шаге аналогично показанному выше осуществляется сглаживание и фильтрация данных акселерометра. Аналогично могут использоваться алгоритмы обработки, известные из уровня техники любому специалисту, применение которых также очевидно.  [66] In this step, as shown above, the accelerometer data is smoothed and filtered. Similarly, processing algorithms, known from the prior art to any specialist, whose application is also obvious, can be used.
[67] Имея на компоненте 902 обработки данных два набора значений ускорений движения мобильного устройства, полученных ранее, необходимо и сравнить, осуществляя перед этим дополнительную предобработку. Для корректности сравнения сначала устанавливают одинаковую длительность выполнения пользователем подписи в воздухе посредством растягивания или сужения графика, получая одинаковую длину. Фактически на данном этапе устанавливают одинаковый размер наборов значений ускорений движения мобильного устройства, так как некорректно сравнивать, например, подпись, которая длится 5 секунд и 10 секунд. Также необходимо учитывать, что акселерометр имеет некоторую задержку в определении значений ускорений, которая может быть очень значимой, в связи с чем устанавливают для наборов значений ускорений одинаковые совпадающие моменты времени посредством осуществления интерполяции значений ускорений. Также может возникнуть проблема, при которой пользователь первый раз формирует подпись посредством движения в воздухе медленно, а во второй раз и последующий с другой скоростью, например, интенсивнее. Для устранения данной проблемы сжимают график траектории движения (посредством умножения всех точек двух сравниваемых наборов значений ускорений мобильного устройства), например, до диапазона [0;1], в результате чего два набора значений ускорений движения мобильного устройства имеют одинаковые минимумы и максимумы, и проблема решается. [67] Having on the component 902 of data processing two sets of values of the accelerations of the movement of the mobile device, obtained earlier, it is necessary and to compare, carrying out before this additional preprocessing. For correct comparison, first set the same duration of execution user of the signature in the air by stretching or narrowing the graph, getting the same length. In fact, at this stage, the same size of the sets of values of the accelerations of the mobile device is established, since it is incorrect to compare, for example, the signature that lasts 5 seconds and 10 seconds. It is also necessary to take into account that the accelerometer has some delay in determining the values of accelerations, which can be very significant, and therefore set the same coinciding time points for sets of values of accelerations by interpolating the values of accelerations. There may also be a problem in which the user first forms a signature by moving slowly in the air, and a second time and then at a different speed, for example, more intensively. To eliminate this problem, compress the motion path graph (by multiplying all points of two compared sets of mobile device acceleration values), for example, to the range [0; 1], resulting in two sets of mobile device acceleration values having the same minimum and maximum, and the problem is is decided.
[68] В некоторых вариантах осуществления используют наивный байесовский классификатор для определения принадлежит ли второй набор значений ускорений движения мобильного устройства к тому же классу, что и первый набор значений ускорений.  [68] In some embodiments, a naive Bayes classifier is used to determine if the second set of acceleration values of a mobile device belongs to the same class as the first set of acceleration values.
[69] Шаг 105: определяют величину расстояния между первым набором значений ускорений движения мобильного устройства и вторым набором значений ускорений движения мобильного устройства.  [69] Step 105: Determine the distance between the first set of acceleration values of the mobile device and the second set of acceleration values of the mobile device.
[70] На данном шаге сравнивают два набора значений ускорений определяя между ними величину расстояния, например, используя Евклидову метрику (или евклидово расстояние)  [70] At this step, two sets of acceleration values are compared to determine the distance between them, for example, using the Euclidean metric (or Euclidean distance)
[71 ] Для двух наборов значений ускорений движения мобильного устройства а = (аг, ... , αη) и Ъ = (Ьх, ... , ЬП), полученных ранее, евклидово расстояние определяется следующим образом: d{a, Ь) = V("i - hi 2 + (α2 - Ь2)2 + - + (αη - ЬпУ =[71] For the two sets of values of acceleration of the mobile device movement a = (g, ..., α η) and b = (b x, ..., b n) obtained previously, the Euclidean distance is determined as follows: d { a, b) = V ("i - hi 2 + (α 2 - b 2 ) 2 + - + (α η - b n Y =
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000014_0001
[72] В некоторых вариантах осуществления технического решения может применяться метрика Манхэттена, метрика Громова-Хаусдорфа и т.д., не ограничиваясь, что является очевидным для эксперта в уровне технике. [73] Шаг 106: сравнивают определенную на предыдущем шаге величину расстояния с заранее заданным значением. [72] In some embodiments of the technical solution, a Manhattan metric, a Gromov-Hausdorff metric, etc. may be used, not limited to, which is obvious to an expert in the level of technology. [73] Step 106: compare the distance value determined in the previous step with a predetermined value.
[74] После определения величины расстояния между первым набором значений ускорений движения мобильного устройства и вторым набором значений ускорений движения мобильного устройства с использованием метрики, осуществляют сравнение данной величины с заранее заданным значением ε (например, пороговым значением).  [74] After determining the distance between the first set of acceleration values of the mobile device and the second set of acceleration values of the mobile device using the metric, this value is compared with a predetermined value of ε (for example, a threshold value).
[75] Если ранее определенное расстояние d меньше данного значения ε, идентифицируют пользователя и разрешают доступ к мобильному устройству или ресурсу, находящемся на мобильном устройстве;  [75] If the previously determined distance d is less than a given value of ε, identify the user and allow access to the mobile device or resource residing on the mobile device;
[76] Если ранее определенное расстояние d больше данного значения ε, не идентифицируют пользователя и не разрешают доступ к мобильному устройству или ресурсу, находящемся на мобильном устройстве.  [76] If a previously determined distance d is greater than a given value of ε, do not identify the user and do not allow access to the mobile device or resource residing on the mobile device.
[77] Пользователь или разработчик мобильного устройства могут также настраивать пороговые значения распознавания различными способами. Каждая индивидуальная подпись может содержать независимые пороговые значения и может также содержать конечный вероятностный масштабный коэффициент, который переносит подпись по отношению к другим подписям, позволяя разработчику приложения или пользователю выбирать подпись из двух аналогичных подписей, которые легче запускать.  [77] A user or developer of a mobile device can also adjust recognition thresholds in various ways. Each individual signature may contain independent thresholds and may also contain a finite probabilistic scale factor that transfers the signature relative to other signatures, allowing the application developer or user to choose a signature from two similar signatures that are easier to run.
[78] В некоторых вариантах осуществления, мобильное устройство 900 может быть мобильным телефоном, устройством для обмена сообщениями, планшетом и персональным цифровым помощником и т. д.  [78] In some embodiments, mobile device 900 may be a mobile phone, a messaging device, a tablet and a personal digital assistant, etc.
[79] Ссылаясь на Фигуру 10, система 900 может включать один или более следующих компонент: компонент 902 обработки данных, акселерометр 903, память 904, компонент 906 питания, компонент 908 мультимедиа, интерфейс 912 ввода / вывода (I / О), сенсорный компонент 914, компонент 916 передачи данных.  [79] Referring to FIG. 10, system 900 may include one or more of the following components: a data processing component 902, an accelerometer 903, a memory 904, a power component 906, a multimedia component 908, an input / output (I / O) interface 912, a touch component 914, data transfer component 916.
[80] В некоторых вариантах, компонент 902 обработки данных в основном управляет всеми операциями мобильного устройства 900, например, дисплеем, передачей данных, работой акселерометра и операцией записи данных. Компонент 902 обработки данных может включать в себя один или более процессоров 918, реализующих инструкции для завершения всех или части шагов из указанных выше способов. Кроме того, компонент 902 обработки данных может включать в себя один или более модулей для удобного процесса взаимодействия между компонентом 902 обработки и другими компонентами. Например, компонент 902 обработки данных может включать в себя мультимедийный модуль для удобного облегченного взаимодействия между компонентом 908 мультимедиа и компонентом 902 обработки. [80] In some embodiments, the data processing component 902 mainly manages all operations of the mobile device 900, for example, a display, data transmission, an accelerometer operation, and a data recording operation. Data processing component 902 may include one or more processors 918 that implement instructions for completing all or part of the steps of the above methods. In addition, the data processing component 902 may include one or more modules for a convenient process of interaction between the processing component 902 and other components. For example, component 902 The data processing may include a multimedia module for conveniently facilitating interaction between the multimedia component 908 and the processing component 902.
[81] Память 904 выполнена с возможностью хранения различных типов данных для поддержки работы мобильного устройства 900. Примеры таких данных включают в себя инструкции из любого приложения или способа, изображения, видео, и т. д. Память 904 может быть реализована в виде облачного хранилища данных, любого типа энергозависимого запоминающего устройства, энергонезависимого запоминающего устройства или их комбинации, например, Статического Оперативного Запоминающего Устройства (СОЗУ), Электрически Стираемого Программируемого Постоянного Запоминающего Устройства (ЭСППЗУ), Стираемого Программируемого Постоянного Запоминающего Устройства (СППЗУ), Программируемого Постоянного Запоминающего Устройства (ППЗУ), Постоянного Запоминающего Устройства (ПЗУ), магнитной памяти, флэш- памяти, магнитного или оптического диска.  [81] The memory 904 is configured to store various types of data to support the operation of the mobile device 900. Examples of such data include instructions from any application or method, image, video, etc. Memory 904 can be implemented as cloud storage data, any type of volatile storage device, non-volatile storage device, or a combination of the two, such as Static Random Access Memory (ELR), Electrically Erasable Programmable Permanent Memory downgrading device (EEPROM), Erasable Programmable Read-Only Memory (EPROM), Programmable Read-Only Memory (PROM), Read-Only Memory (ROM), magnetic memory, flash memory, magnetic or optical disk.
[82] В некоторых вариантах, компонент 906 питания обеспечивает электричеством различные компоненты мобильного устройства 900. Компонент 906 питания может включать систему управления электропитанием, один или более источник питания, и другие узлы для генерации, управления и распределения электроэнергии к мобильному устройству 900.  [82] In some embodiments, the power component 906 provides electricity to various components of the mobile device 900. The power component 906 may include a power management system, one or more power sources, and other nodes for generating, controlling, and distributing electricity to the mobile device 900.
[83] В некоторых вариантах, мультимедийный компонент 908 включает в себя экран, обеспечивающий выходной интерфейс между мобильным устройством 900 и пользователем. В некоторых вариантах осуществления, экран может быть жидкокристаллическим дисплеем (ЖКД) или сенсорной панелью (СП). Если экран включает в себя сенсорную панель, экран может быть реализован в виде сенсорного экрана для приема входного сигнала от пользователя. Сенсорная панель включает один или более сенсорных датчиков в смысле жестов, прикосновения и скольжения сенсорной панели. Сенсорный датчик может не только чувствовать прикосновение или жест перелистывания, но и определять длительность времени и давления, связанных с режимом работы прикосновения и скольжения.  [83] In some embodiments, the multimedia component 908 includes a screen that provides an output interface between the mobile device 900 and the user. In some embodiments, the implementation of the screen can be a liquid crystal display (LCD) or a touch panel (SP). If the screen includes a touch pad, the screen may be implemented as a touch screen to receive input from a user. The touchpad includes one or more touch sensors in the sense of gestures, touch, and sliding of the touch pad. The touch sensor can not only feel the touch or gesture of turning, but also determine the duration of time and pressure associated with the mode of operation of the touch and slip.
[84] Интерфейс 912 ввода/вывода обеспечивает интерфейс между компонентом 902 обработки данных и периферийным интерфейсным модулем.  [84] The I / O interface 912 provides an interface between the data processing component 902 and the peripheral interface module.
[85] Сенсорный компонент 914 содержит один или более сенсоров и выполнен с возможностью обеспечения различных аспектов оценки состояния мобильного устройства 900. Например, сенсорный компонент 914 может обнаружить состояния вкл/выкл мобильного устройства 900, относительное расположение компонентов, например, дисплея и кнопочной панели мобильного устройства 900, изменение положения мобильного устройства 900 или одного компонента мобильного 5 устройства 900, наличие или отсутствие контакта между пользователем и мобильного устройства 900, а также ориентацию или ускорение/замедление и изменение температуры мобильного устройства 900. Сенсорный компонент 914 содержит бесконтактный датчик, выполненный с возможностью обнаружения присутствия объекта, находящегося поблизости, когда нет физического контакта. ю Сенсорный компонент 914 содержит оптический датчик (например, КМОП или ПЗС- датчик изображения) выполненный с возможностью использования в визуализации приложения. В некоторых вариантах сенсорный компонент 914 содержит датчик ускорения, гироскоп, магнитный датчик, датчик давления или датчик температуры. [85] The sensor component 914 comprises one or more sensors and is configured to provide various aspects of assessing the state of the mobile device 900. For example, a touch component 914 can detect on / off states of a mobile device 900, the relative arrangement of components, such as the display and keypad of a mobile device 900, a change in the position of the mobile device 900 or one component of the mobile 5 device 900, the presence or absence of contact between the user and the mobile device 900, as well as the orientation or acceleration / deceleration and temperature change of the mobile device 900. The touch component 914 comprises a proximity sensor, nny to detect the presence of the object located nearby when there is no physical contact. The sensor component 914 comprises an optical sensor (for example, a CMOS or CCD image sensor) adapted to be used in the visualization of the application. In some embodiments, the sensor component 914 includes an acceleration sensor, a gyroscope, a magnetic sensor, a pressure sensor, or a temperature sensor.
[86] Коммуникационный компонент 916 выполнен с возможностью облегчения [86] The communication component 916 is configured to facilitate
15 проводной или беспроводной связи между мобильным устройством 900 и другими устройствами. Мобильное устройство 900 может получить доступ к беспроводной сети на основе стандарта связи, таких как WiFi, 2G или 3G, или их комбинации. В одном примерном варианте компонент 916 передачи данных получает широковещательный сигнал или трансляцию, связанную с ними информацию из15 wired or wireless communication between a mobile device 900 and other devices. Mobile device 900 may access a wireless network based on a communications standard, such as WiFi, 2G or 3G, or a combination thereof. In one exemplary embodiment, data transfer component 916 receives a broadcast signal or a broadcast, associated information from
20 внешней широковещательной системы управления через широковещательный канал. В одном варианте осуществления компонент 916 передачи данных содержит модуль коммуникации ближнего поля (NFC), чтобы облегчить ближнюю связь. Например, модуль NFC может быть основан на технологии радиочастотной идентификации (RFID), технологии ассоциации передачи данных в инфракрасном20 external broadcast control system through a broadcast channel. In one embodiment, the data transfer component 916 comprises a near field communication (NFC) module to facilitate near communication. For example, an NFC module can be based on radio frequency identification (RFID) technology, a data transmission association technology in infrared
25 диапазоне (IrDA), сверхширокополосной (UWB) технологии, Bluetooth (ВТ) технологии и других технологиях. 25 band (IrDA), ultra-wideband (UWB) technology, Bluetooth (BT) technology and other technologies.
[87] В примерном варианте осуществления, память 904 включает инструкции, которые выполняются процессором 918 мобильного устройства 900 для реализации описанных выше способов автоматизированной аутентификации зо пользователя на основании его подписи. Например, энергонезависимым компьютерно-читаемым носителем может быть ПЗУ, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), компакт-диск, магнитная лента, дискеты, оптические устройства хранения данных и тому подобное.  [87] In an exemplary embodiment, the memory 904 includes instructions that are executed by the processor 918 of the mobile device 900 for implementing the automated authentication methods described above for the user based on his signature. For example, a non-volatile computer-readable medium may be a ROM, a random access memory (RAM), a compact disk, a magnetic tape, floppy disks, optical data storage devices, and the like.

Claims

ФОРМУЛА FORMULA
1. Способ осуществления автоматизированной аутентификации пользователя на основании его подписи, осуществляемой посредством движения в воздухе мобильного устройства, включающий следующие шаги: 1. The method of automated user authentication based on his signature, carried out through the movement in the air of a mobile device, comprising the following steps:
5 · получают первый набор значений ускорений движения мобильного устройства пользователя в каждый момент времени посредством акселерометра мобильного устройства в форме цифрового сигнала;5 · get the first set of values of the acceleration of the mobile device of the user at each point in time through the accelerometer of the mobile device in the form of a digital signal;
• осуществляют обработку цифрового сигнала для первого набора значений ускорений движения мобильного устройства, полученного на ю предыдущем шаге; • they process the digital signal for the first set of acceleration values of the mobile device obtained in the previous step;
• получают второй набор значений ускорений движения мобильного устройства пользователя в каждый момент времени посредством акселерометра мобильного устройства в форме цифрового сигнала; • get the second set of values of the acceleration of the user's mobile device at each point in time through the accelerometer of the mobile device in the form of a digital signal;
• осуществляют обработку цифрового сигнала для второго набора 15 значений ускорений движения мобильного устройства, полученного на предыдущем шаге; • process the digital signal for the second set of 15 values of the acceleration of the mobile device obtained in the previous step;
• определяют величину расстояния между первым набором значений ускорений движения мобильного устройства и вторым набором значений ускорений движения мобильного устройства;  • determine the distance between the first set of values of the accelerations of the mobile device and the second set of values of the accelerations of the mobile device;
20 · сравнивают определенную на предыдущем шаге величину расстояния с заранее заданным значением, причем  20 · compare the distance value determined at the previous step with a predetermined value, and
о если расстояние меньше данного значения, идентифицируют пользователя и разрешают доступ к мобильному устройству; о если расстояние больше данного значения, не 25 идентифицируют пользователя и не разрешают доступ к мобильному устройству.  o if the distance is less than this value, identify the user and allow access to the mobile device; o If the distance is greater than this value, do not 25 identify the user and do not allow access to the mobile device.
2. Способ по п. 1 , характеризующийся тем, что при получении первого набора значений ускорений движения мобильного устройства акселерометр преобразует его в электрический цифровой сигнал, который зо кондиционируется.  2. A method according to claim 1, characterized in that upon receipt of the first set of acceleration values of the mobile device, an accelerometer converts it into an electrical digital signal, which is conditioned.
3. Способ по п. 1 , характеризующийся тем, что дополнительно с акселерометром используется гироскоп. 3. The method according to p. 1, characterized in that it additionally uses a gyroscope with an accelerometer.
4. Способ по п. 1 , характеризующийся тем, что осуществляют обработку цифрового сигнала для первого набора значений ускорений движения мобильного устройства посредством сглаживания и фильтрации. 4. The method according to claim 1, characterized in that they process the digital signal for the first set of values of the accelerations of the mobile device by means of smoothing and filtering.
5. Способ по п. 4, характеризующийся тем, что при сглаживании сигнала используют фильтр нижних частот и/или фильтр Калмана.  5. The method according to p. 4, characterized in that when smoothing the signal using a low pass filter and / or Kalman filter.
6. Способ по п. 4, характеризующийся тем, что определяют величину расстояния между первым набором значений ускорений движения мобильного устройства и вторым набором значений ускорений движения мобильного устройства посредством использования евклидовой метрики.  6. The method according to claim 4, characterized in that determine the distance between the first set of values of the accelerations of the mobile device and the second set of values of the accelerations of the mobile device through the use of the Euclidean metric.
PCT/RU2017/000541 2017-07-11 2017-07-21 Method of implementing automated user authentication on the basis of his/her signature WO2019013667A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017124427A RU2671305C1 (en) 2017-07-11 2017-07-11 Method of automated user authentication on basis of user signature
RU2017124427 2017-07-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019013667A1 true WO2019013667A1 (en) 2019-01-17

Family

ID=64103529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/000541 WO2019013667A1 (en) 2017-07-11 2017-07-21 Method of implementing automated user authentication on the basis of his/her signature

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2671305C1 (en)
WO (1) WO2019013667A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090309793A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 Peter Van Wyck Loomis Acceleration compensated inclinometer
US20140201284A1 (en) * 2013-01-11 2014-07-17 Sony Computer Entertainment Inc. Information processing device, information processing method, portable terminal, and server
US20160226865A1 (en) * 2015-01-29 2016-08-04 AirSig Technology Co. Ltd. Motion based authentication systems and methods

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2488879C1 (en) * 2012-06-19 2013-07-27 Закрытое акционерное общество "Лаборатория Касперского" System and method for protection of access to data stored on mobile device using password

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090309793A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 Peter Van Wyck Loomis Acceleration compensated inclinometer
US20140201284A1 (en) * 2013-01-11 2014-07-17 Sony Computer Entertainment Inc. Information processing device, information processing method, portable terminal, and server
US20160226865A1 (en) * 2015-01-29 2016-08-04 AirSig Technology Co. Ltd. Motion based authentication systems and methods

Also Published As

Publication number Publication date
RU2671305C1 (en) 2018-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9158410B2 (en) Utilizing a touch screen as a biometric device
Abuhamad et al. AUToSen: Deep-learning-based implicit continuous authentication using smartphone sensors
Ling et al. Ultragesture: Fine-grained gesture sensing and recognition
Murmuria et al. Continuous authentication on mobile devices using power consumption, touch gestures and physical movement of users
US10140441B2 (en) Continuous authentication of mobile device users
Buriro et al. Hold and sign: A novel behavioral biometrics for smartphone user authentication
Qin et al. Learning-aided user identification using smartphone sensors for smart homes
EP3482331B1 (en) Obscuring data when gathering behavioral data
US9305260B2 (en) System and method for distinguishing human swipe input sequence behavior
KR102166041B1 (en) Method And Apparatus For Performing Authentication Based On Biometrics
KR101834374B1 (en) Methods, devices, and apparatuses for activity classification using temporal scaling of time-referenced features
US20130198832A1 (en) Multilevel passcode authentication
KR20130138321A (en) Systems, methods, and apparatuses for classifying user activity using combining of likelihood function values in a mobile device
US20160226666A1 (en) Continuous monitoring of fingerprint signature on a mobile touchscreen for identity management
EP3761222B1 (en) Living body detection method and apparatus, electronic device, storage medium and related system using living body detection method
US20160294824A1 (en) Methods and systems for detecting head motion during an authentication transaction
US9880634B2 (en) Gesture input apparatus, gesture input method, and program for wearable terminal
CN103339634A (en) Mobile information terminal, grip characteristic learning method, and grip characteristic authentication method
US20160320850A1 (en) User interface control using impact gestures
CN111314299B (en) Identity verification method, device and system
CN113093980B (en) Terminal control method and device, terminal and storage medium
EP3992823A1 (en) System and method for user authentication based on passive biometrics across different devices
WO2022130147A1 (en) Spatiotemporal deep learning for behavioral biometrics
RU2671305C1 (en) Method of automated user authentication on basis of user signature
Vandermeeren et al. Deep-learning-based step detection and step length estimation with a handheld IMU

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17917439

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17917439

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1