CN103677644A - 一种智能移动终端的解锁方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动终端的解锁系统，系统包括设置功能模块、动态键盘声称模块、解锁模块以及验证功能模块；一种移动终端新的解锁方法，具体内容为：步骤一，设置数字密码、数字按键对应的手指滑动方向；步骤二，进行解锁；步骤三，进行验证；本发明适用性强：延用绝大多数用户青睐的数字密码，在不改变用户习惯的基础上增加连续滑动解锁功能，操作简单，方便快捷，用户体验好；本发明安全性极强：在传统的数字密码上增加手指在数字按键上对应的滑动方向，大大增加密码空间来降低暴力破解的风险，同时动态声称数字键盘来防止污迹攻击，进一步提高安全性。

Description

一种智能移动终端的解锁方法及系统

技术领域

本发明涉及一种智能移动终端的解锁方法及系统，属于计算机科学技术领域。

背景技术

与传统设备相比，随着智能终端附带传感设备的日益丰富（触屏、重力、角速度、摄像头等多种感应器），以及智能终端应用过程中与用户交互行为的大量增加，同时，也基于智能终端处理能力的不断增强，使得基于身体或用户行为识别的认证模式的实现逐渐具备了硬件基础。因此，基于身体或用户行为识别的认证模式无论是种类还是应用范围都日益增多。因此，智能终端的用户验证方式也由过去的单一的“按键解锁”，发展到现在的各式各样的解锁认证方式。目前，智能终端上常用的解锁方式可分为三大类：

1.基于知识：常见的有滑动解锁，方便快捷但毫无安全性可言；

2.用户持有的其它部件：例如基于NFC标签的解锁方式，不过这种解锁需要额外的辅助硬件而且需要智能智能终端支持NFC通信功能；

3.基于用户特征：例如面部识别解锁，通过智能智能终端自带的前置摄像头拍摄照片通过图片匹配解锁，但是这种解锁方法容易受到光线的影响，而且解锁花费的时间较长；

从以上分析可以看出，现有智能智能终端认证方式在不同方面或多或少的存在某些缺陷。总结起来，基于知识的认证方式相对于其他两类认证方式而言，不需要硬件支持但是安全性以及操作性不如后面两类。后两类认证方式不需要用户记忆密码，但是基于物体的认证方式存在密码丢失的问题，基于身体的认证方式花费的时间较长还可能受到环境的影响。

发明内容

本发明针对现智能终端认证（解锁）方式不足，基于用户的使用习惯（研究表明现在88%的智能终端用户在他们的设备上使用数字密码锁），设计并实现一种用户知识（基于动态软键盘的简短（三位甚至更短的数字），充分利用智能终端的触屏（感应用户手指在软键上的滑动方向）、重力感应和陀螺仪（用于感应用户操作智能终端时的智能终端姿态）来提高认证密码空间和安全性，同时降低用户记忆密码和输入操作的复杂度。

一种智能移动终端的解锁系统，包括设置功能模块、动态软键盘生成模块、解锁功能模块、验证模块；

一种新型的智能移动终端的解锁方法，具体包括：

步骤一：设置数字密码以及数字按键上的划动方向；

步骤二：进行解锁；

步骤三：进行验证；

本发明的优点在于：

（1）增加了密码空间：这种将数字密码与对应按键的八个方向（左上、上、右上、右、右下、下、左下、左）的结合将大大提高整个认证系统的密码空间，这样大大降低了暴力破解的可能性。

（2）减少密码复杂度：这种解锁方法还是在数字密码的基础上，使用者仍然只需要4位数字甚至更少就足以保证认证的安全性，易于使用者记忆。

（3）提高认证模式的安全性：在增大密码空间大大降低暴力破解的基础上增加动态软键盘的功能实现，以此来防止“污迹攻击”存在的危害。两者结合大大提高了整个解锁方法的安全性。

（4）提高用户体验：这种解锁方法在不改变大多数使用者的使用习惯上增加更加新颖、安全的认证因素于其中，提高用户体验。

附图说明

图1本发明的一种移动终端的解锁方法的按键示意图；

图2本发明的一种移动终端的解锁方法的动态键盘图；

图3本发明的一种移动终端的解锁方法的简易操作图；

图4本发明的一种移动终端的解锁系统的执行流程图；

图中：

1-设置功能模块  2-动态键盘生成模块  3-解锁功能模块  4-验证模块

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明是一种移动智能终端的解锁系统，如图4所示，包括设置功能模块1、动态键盘生成模块2、解锁模块3以及验证模块4。

在设置功能模块1中设置用户解锁的数字密码以及对应数字按键上的手指滑动方向，用户可以点击对应的数字按键或者在对应的数字按键，并简短地滑动手指，以确定划动方向。当然，如果愿意，用户也可以不划动手指，也就是不给该键附加手指方向。由于手指划动方向的不同，在相同的数字键上可构成不同的密码信息，如图1所示，用户输入密码时在特定的数字上加上手势信息才能解锁。

本发明基于实验发现，能够识别手势的有一个最小移动距离限制。也就是说，在各个方向上划动的距离大于该最小距离才能被视为一个手势。否则，会当成普通的点击处理。不同的用户，有一定的手势习惯，其在不同方向的划动距离和具体方向有一定的风格（即惯用模式），而这也可被用来判断用户的真实性，同时提高手势识别的准确率。

动态键盘生成模块2主要的作用是为了防止污迹攻击，增加安全性，本发明将数字虚拟键盘变为动态，每次解锁时数字键盘布局都会随机变化如图2所示。同时在随机生成的数字虚拟键盘中，本发明为了提高用户体验，在用户使用键盘上连续的数字作为密码时，则允许用户直接滑动输入密码。例如，在用户输入密码1569时，用户只需按照图3中画出曲线即可输入密码，减少用户点击屏幕的次数，使用户的操作简便化。

解锁功能模块3在用户解锁或者唤醒解锁界面并显示，当用户需要触发解锁功能、用户身份认证时调用该模块。在锁屏时，该模块屏蔽手机的键盘信号，仅仅侦听解锁按钮；在终端处于运行阶段，该模块时时侦听解锁命令；在解锁的时候，该功能模块侦听或者接收到解锁命令后，唤醒解锁界面并显示，用户在解锁界面对屏幕上结果动态键盘生成模块2生成的虚拟数字键盘上的数字进行点击以及在屏幕上的移动，解锁功能模块3捕获用户点击、移动，然后离开屏幕的过程（点击-滑动-离开为一次原子操作），得到第一次原子操作包含的数字以及对应的滑动方向，若第一次原子操作包含的数字大于1，则直接将获取的数据输出至验证功能模块4；若第一次原子操作包含的数字只有一位，则继续监听屏幕的下一次原子操作直至获取的数据中数字的位数与预设的密码对应，最终将获取的原子操作对应的点击数据依次输出至验证模块4。

验证模块4用于判定解锁过程是否正确，首先判定解锁模块3中采取的是连续滑动解锁还是单个数字多次点击解锁，如果是连续滑动解锁，首先对解锁过程中一次原子操作对应的数字进行匹配，如果划过的数字与密码不匹配则提示密码错误，如果正确则继续对每个数字的对应的方向进行判定，此时的判定需要获取手指进入到该数字按键的位置与方向以及到达数字按键中心的连线所在区域，然后利用手指进入的方位以及在数字按键上移动的连线来与密码进行深度匹配，如果匹配成功则整个用户验证成功，否则验证失败，给用户做出相应的提示。

如果判定为单个数字多次点击解锁，则按照设定功能模块对应的设定的过程，依次对解锁过程每一次原子操作中的数字以及对应的滑动方向与设置模块的值进行匹配，在匹配过程中只要一个因素无法匹配，则整个验证过程失败，只有当所有的传入的原子操作都匹配成功整个用户身份验证才算完成。

本发明是一种新的移动终端的解锁方法，该解锁方法如下：

步骤一：设置数字密码、数字按键对应的手指滑动方向；

用户依照自己的习惯设置用户解锁的数字密码并在每位数字上设定相应的滑动方向（以数字按键的几何中心为基准，包含向上、左上、右上、左、右、左下、右下、下八个方向），这样就会构成数字和手指滑动轨迹的混合解锁模式。

步骤二：进行解锁；

当移动终端接收到解锁指令后，解锁功能模块则会以界面方式显示给用户，在此之前经过动态键盘生成模块的执行，将用于解锁的数字虚拟键盘随机生成。用户解锁过程从用户点击数字按键开始，在用户第一次手指离开屏幕是有个判定，判定用户是采取连续简便解锁还是单个数字点击解锁，若是连续解锁则将记录的滑动信息传递给认证模块，如果是单个数字点击解锁则等待用户继续输入，直至用户输入的数字与设置的密码位数相同则整个解锁过程结束，并记录此次解锁键入的信息（包含按下的数字以及数字上的滑动方向）。

步骤三：进行验证；

（1）首先，判定用户解锁过程中使用的是连续滑动解锁还是单个数字点击多次解锁，如果是连续滑动解锁则进入（2），否则进入（4）；

（2）对用户连续滑动解锁所经过的数字进行提取，将获取的数字与密码进行匹配，如果匹配失败则直接退出，弹出密码错误的提示框，如果匹配成功则进入（3）；

（3）对用户连续滑动解锁过程中手指移动轨迹进行提取，将移动轨迹在每个数字按键的区域中进入的位置、方向以及与几何中心进行连线，然后将每个按键上提取出来的滑动方向依次与密码进行匹配，若失败则直接退出，弹出密码错误提示框，如果匹配成功则整个解锁过程完成；

（4）对用户依次点击数字以及数字上的滑动方向而记录的数据进行一一提取，然后按照以一个数字搭配一个方向来与密码进行匹配，匹配途中任何一个因素无法匹配则直接退出，若所有的因素均满足，则整个解锁过程完成。

其中，判定连续滑动解锁在每个数字按键上对应的滑动轨迹的处理方法为：

对于第一个按键，对应的轨迹为以数字按键中心为起点，以手指划出按键区域位置为终点，这样的一个有方向的矢量线为第一个数字按键上的手指滑动方向；对于滑动轨迹经过的其他数字按键，每个数字按键上手指滑动的轨迹为以手指进入该数字按键区域的位置作为起点，以该数字按键的几何中心为终点，这样由起点指向终点的矢量线为滑动中经过的各数字按键上的手指滑动轨迹；

其中，判定手指进入与离开数字按键区域的方法具体为：

时时记录手指接触屏幕的位置坐标（x1,y1），同时与附近范围的按键几何中心（x,y）进行比对计算，若的值小于该按键的区域半径则说明此时手指与屏幕的接触点已经进入到了该按键区域中；若

的值大于该按键的区域半径则说明此时手指与屏幕的接触点已经离开该按键区域。

本发明在保持当前大多数用户使用数字密码习惯的前提下，在智能终端自带硬件（触屏）的基础上提出并研究实现一种新颖的基于用户知识和用户动作的解锁方式，能让用户方便快捷的解锁同时提高身份认证的安全性。

Claims (6)

1.一种移动终端的解锁方法，包括设置功能模块、动态键盘生成模块、解锁功能模块以及验证模块； 

设置功能模块中设置用户解锁的数字密码以及对应数字按键上的手指滑动方向，用户可以点击对应的数字按键或者在对应的数字按键，并简短地滑动手指，以确定划动方向，设置按键的区域半径为R，则在这个圆形按键区域内判定用户的手指滑动方向。当然，如果愿意，用户也可以不划动手指，也就是不给该键附加手指方向。由于手指划动方向的不同，在相同的数字键上可构成不同的密码信息，设置模块工作完成。 

动态键盘生成模块主要的作用是为了防止污迹攻击，增加安全性，本发明将数字虚拟键盘变为动态，每次解锁时数字键盘布局都会随机变化如图2所示。同时在随机生成的数字虚拟键盘中，本发明为了提高用户体验，在用户使用键盘上连续的数字作为密码时，则允许用户直接滑动输入密码。 

当用户需要触发解锁功能、用户身份认证时调用解锁功能模块。在锁屏时，该模块屏蔽手机的键盘信号，仅仅侦听解锁按钮；在终端处于运行阶段，该模块时时侦听解锁命令；在解锁的时候，该功能模块侦听或者接收到解锁命令后，唤醒解锁界面并显示，用户在解锁界面对屏幕上结果动态键盘生成模块生成的虚拟数字键盘上的数字进行点击以及在屏幕上的移动，解锁功能模块捕获用户点击、移动，然后离开屏幕的过程（点击-滑动-离开为一次原子操作），得到第一次原子操作包含的数字以及对应的滑动方向，若第一次原子操作包含的数字大于1，则直接将获取的数据输出至验证功能模块；若第一次原子操作包含的数字只有一位，则继续监听屏幕的下一次原子操作直至获取的数据中数字的位数与预设的密码对应，最终将获取的原子操作对应的点击数据依次输出至验证模块。 

验证模块用于判定解锁过程是否正确，首先判定解锁模块中采取的是连续滑动解锁还是单个数字多次点击解锁，如果是连续滑动解锁，首先对解锁过程中一次原子操作对应的数字进行匹配，如果划过的数字与密码不匹配则提示密码错误，如果正确则继续对每个数字的对应的方向进行判定，此时的判定需要获取手指进入到该数字按键区域的位置与方向以及到达数字按键中心的连线所在区域，设置手指与屏幕的触点的位置在以整个手机画布为参考系的坐标系中的坐标为（x1，y1）,设置数字按键的几何中心的坐标为（x，y），利用点到点的距离算法 判定手指是否进入到按键区域以及进入到按键区域的位置，然后利用手指进入的方位以及在数字按键上移动的连线来与密码进行深度匹配，如果匹配成功则整个用户验证成功，否则验证失败；如果判定为单个数字多次点击解锁，则按照设定功能模块对应的设定的过程，依次对解锁过程每一次原子操作中的数字以及对应的滑动方向与设置模块的值进行匹配，在匹配过程中只要一个因素无法匹配，则整个验证过程失败，只有当所有的传入的原子操作都匹配成功整个用户身份验证才算完成。 

2.根据权利要求1所述的一种移动终端的解锁系统，数字键盘按键的R>0.5cm。 

3.根据权利要求1所述的一种移动终端的解锁系统，验证功能模块中使用点到点距离的方法判定手指与屏幕的触点是否进入到数字按键区域以及进入数字按键的位置：设置手指与屏幕的触点坐标为（x1，y1），数字按键的几何中心坐标为（x，y），则两点之间的距离为D=。判定D与R的大小关系，若D>R则此时还未进入到按键区域；若D=R则此时手指正好处在按键区域的边缘；若D<R则此时手指已经进入到按键区域，而此时判定手指进入按键区域的位置即触点与几何中心连线的延长线与按键区域的交点坐标。 

4.根据权利要求1所述的一种移动终端的解锁系统，验证功能模块中利用手指进入数字按键的位置与按键几何中心的连线方向来判定手指在按键区域上的滑动方向属于八个方向中的哪一个，设置手指进入到数字按键区域的位置A坐标为（x2，y2），设置按键几何中心坐标为O（x，y），将数字按键圆形区域平均8等分，每个方向占据45度的扇形区域，利用矢量来指示手指的滑动方向以及处于哪个区域。 

5.根据权利要求1所述的一种移动终端的解锁系统，验证功能模块中判断解锁过程中用户点击滑动的数字顺序与密码是否对应的方法为依次记录解锁过程中手指点击过的数字以及数字按键上滑动的方向，然后依照顺序与设置功能模块中设置的密码进行验证，判定是否匹配。 

6.一种移动终端的解锁方法，该方法如下： 

步骤一：设置数字密码、数字按键对应的手指滑动方向； 

用户依照自己的习惯设置用户解锁的数字密码并在每位数字上设定相应的滑动 方向（以数字按键的几何中心为基准，包含向上、左上、右上、左、右、左下、右下、下八个方向），这样就会构成数字和手指滑动轨迹的混合解锁模式。 

步骤二：进行解锁； 

当移动终端接收到解锁指令后，解锁功能模块则会以界面方式显示给用户，在此之前经过动态键盘生成模块的执行，将用于解锁的数字虚拟键盘随机生成。用户解锁过程从用户点击数字按键开始，在用户第一次手指离开屏幕是有个判定，判定用户是采取连续简便解锁还是单个数字点击解锁，若是连续解锁则将记录的滑动信息传递给认证模块，如果是单个数字点击解锁则等待用户继续输入，直至用户输入的数字与设置的密码位数相同则整个解锁过程结束，并记录此次解锁键入的信息（包含按下的数字以及数字上的滑动方向）。 

步骤三：进行验证； 

（1）首先，判定用户解锁过程中使用的是连续滑动解锁还是单个数字点击多次解锁，如果是连续滑动解锁则进入（2），否则进入（4）； 

（2）对用户连续滑动解锁所经过的数字进行提取，将获取的数字与密码进行匹配，如果匹配失败则直接退出，弹出密码错误的提示框，如果匹配成功则进入（3）； 

（3）对用户连续滑动解锁过程中手指移动轨迹进行提取，将移动轨迹在每个数字按键的区域中进入的位置、方向以及与几何中心进行连线，然后将每个按键上提取出来的滑动方向依次与密码进行匹配，若失败则直接退出，弹出密码错误提示框，如果匹配成功则整个解锁过程完成； 

（4）对用户依次点击数字以及数字上的滑动方向而记录的数据进行一一提取，然后按照以一个数字搭配一个方向来与密码进行匹配，匹配途中任何一个因素无法匹配则直接退出，若所有的因素均满足，则整个解锁过程完成。 

其中，判定连续滑动解锁在每个数字按键上对应的滑动轨迹的处理方法为： 

对于第一个按键，对应的轨迹为以数字按键中心为起点，以手指划出按键区域位置为终点，这样的一个有方向的矢量线为第一个数字按键上的手指滑动方向；对于滑动轨迹经过的其他数字按键，每个数字按键上手指滑动的轨迹为以手指进入该数字按键区域的位置作为起点，以该数字按键的几何中心为终点，这样由起点指向终点的矢量线为滑动中经过的各数字按键上的手指滑动轨迹； 

其中，判定手指进入与离开数字按键区域的方法具体为： 

时时记录手指接触屏幕的位置坐标（x1,y1），同时与附近范围的按键几何中心（x,y）进行比对计算，若的值小于该按键的区域半径则说明此时手指与屏幕的接触点已经进入到了该按键区域中；若的值大于该按键的区域半径则说明此时手指与屏幕的接触点已经离开该按键区域。 

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