CN108920930A - 一种图形密码方案msdgp及其认证系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图形密码方案MSDGP及其认证系统。本发明MSDGP具体为：设定图形密码中的图形边数要求在4~7条，且在九宫格中，所述图形密码中的边是九宫格中任意两点能直连的边；根据已经生成的图形统计点的个数，在图形中已包含的点中随机选择任意点，并在所述任意点上添加0~9之间的任意数字；将图形密码按照图形复杂度、包含点个数以及随机数字点个数将图像密码进行难度等级分级。本发明认证系统包括注册单元、认证单元和数据库单元，在注册阶段，系统推荐可用来设置密码的图形来作为用户选择的图形密码；认证阶段，用户输入设置的密码及选择点上的数字验证即可。本发明密码安全性更高，可用于安卓手机、桌面计算机、平板电脑等电子设备上的身份认证。

Description

一种图形密码方案MSDGP及其认证系统

技术领域

本发明属于计算机领域，尤其涉及一种多笔画图形加数字的图形密码方案MSDGP、以该图形密码方案MSDGP为基础开发的认证系统。

背景技术

安卓图形解锁密码（Android unlock pattern，简称AUP）是手机等电子产品的认证方式，然而，众所周知，传统的安卓图形密码容易被攻击者破解，主要是因为用户一般会选择自己容易记住的密码，这就意味着攻击者容易通过观察而获取一些待选密码来作为破解密码的集合，即传统的安卓图形密码容易被破解且易攻击。

现有实际应用中用户所设置的AUP的密码强度远远低于理论强度，由于选择密码的习惯问题，通常用户所选取的图形密码存在一些问题：首先，在传统的AUP模型中，优于用户的选择习惯，AUP的实际应用空间远远低于理论空间。其次，就相邻点而言，用户更倾向于选择水平或者垂直方向的点而不是对角线方向上的点；再次，由于密码泄露，攻击者很容易通过的到的密码进入系统；最后传统AUP密码的适用范围比较小，只适用于手机、ipad等手持电子设备的解锁，不能广泛用于桌面计算机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图形密码方案MSDGP及其认证系统，旨在解决上述背景技术中AUP所面临的易破解、肩窥等问题。

本发明是这样实现的，一种图形密码方案MSDGP，该图形密码方案MSDGP的具体构成包括：

（1）设定图形密码中的图形边数要求在4~7条，且在九宫格中，所述图形密码中的边是九宫格中任意两点能直连的边；

（2）根据已经生成的图形统计点的个数，在图形中已包含的点中随机选择任意点，并在所述任意点上添加0~9之间的任意数字；

（3）将图形密码按照图形复杂度、包含点个数以及随机数字点个数将图像密码进行难度等级分级。

优选地，在步骤S3中，所述难度等级分级具体为：

简单级别：图形属于路图，能够被一笔画的图形，边数在4~7之间，包含点个数以及随机数字点个数为1~3；

中等级别：图形属于对称图形，图形有一定规则，方便用户记忆，边数在4~7之间，包含点个数以及随机数字点个数下限为2，上限为图形包含点的个数；

困难级别：图形中所有边为随机边，没有任何规则，边数为4~7之间，包含点个数以及随机数字点个数下限为2，上限为图形包含点的个数。

本发明进一步公开了一种基于上述图形密码方案MSDGP的认证系统，该认证系统包括注册单元、认证单元以及用于存储图形密码方案MSDGP的数据库单元；其中，

所述注册单元的设计具体包括以下步骤：

S1、在注册页面上创建图像密度难度等级选项、推荐图像密码选项以及用于输入图像密码的九宫格图形；

S2、在距离线段终点设定位置处显示线段的序号；

S3、根据每一组的后两位，在对应的点位置显示数字；

S4、接收用户输入的系统推荐图像密码后完成注册操作；

所述认证单元的设计具体包括以下步骤：

S5、创建图形密码的界面；

S6、输入待认证图形并读取；

S7、身份认证：将表示待认证图形GsD1的字符串Pwd1与数据库中表AUPRegister中存储的真实图形密码的字符串和数据库表中Pwd进行对比，若两者均一致，则身份验证成功，否则，身份验证失败。

优选地，所述数据库单元的设计包括以下步骤：

S8、生成对应等级要求的图形，按照图形密码存储规则用字符串存储该图形；

S9、选择不同个数的点遍历该图形；

S10、在遍历该图形时，为选择的点添加0~9之间的一个数字，选择点个数从该等级的下限到该等级的上限；

S11、将得到的字符串密码添加到图形密码数据库中；

S12、在执行步骤S10时，直到0~9之间的数字被添加一遍，则停止；

S13、循环执行步骤S9，选择点的个数从该等级的下限到该等级的上限，直到满足上限的点被遍历完，则停止循环；

S14、对系统产生的不同图形执行上述步骤S9~S13，直到所有的图形都被添加到数据库中。

优选地，在步骤S1中，所述九宫格图形的创建方法具体为：创建表示图形界面九宫格中点的对象数组points，将九宫格中横坐标x、纵坐标y作为参数填入对象数组points的元素中，并将对象数组points传给画笔paint；画笔paint绘制九宫格图形界面的点。

优选地，在步骤S1中，所述推荐图像密码为选择图形数据库中任意一个图形供用户选择的密码，根据数据库中的字符串密码，每四位为一组，根据前两位的编号，选择对象数组points中对应位置的点画出线段；用户所选择的密码添加到数据库中表AUPRegister中。

优选地，所述步骤S5包括以下具体步骤：

S51、创建表示图形界面九宫格中点的对象数组points，将九宫格中点的横坐标x、纵坐标y作为参数填入对象数组points的元素中，并将对象数组points传给画笔paint；

S52、将感应区域的横坐标mouseX、纵坐标mouseY作为参数填入对象数组pMouse中，通过对比PMouse与points的距离来确定选中的点的id，并将id的值传入pointList；

S53、设定用于表示点状态的三个图标bitmapPointNormal、bitmapPointPress、bitmapPointError，并传给画笔paint；

S54、画笔paint接收到对象数组points、pMouse和图标后，绘制图形密码设置界面的点；

S55、点击九宫格中任意一点位置，弹出自定义对话框KeyDialog，对话框中显示标有数字1~9的按钮，任选一数字传值给choiceNum，并显示在选择点位置上。

优选地，所述步骤S6包括以下具体步骤：

S61、用户在输入界面输入图形，当图形输入完毕点击确认按钮确认图形输入完毕；如果用户画错图形，点击重画按钮来重新绘制图形；

S62、用户点击数字密码位置点position1并选择认证数字密码，点击确定按钮完成图形输入；

S63、读取在图形密码认证界面输入的待认证图形GsD1，数字密码位置点position1及待认证数字密码choiceNum1，即界面监听中心OnDraw Finished Listener检测到图形GsD1，获取被选点的坐标及其对应于对象数组points的元素，有这些元素中点的编号id获取表示待认证图形GsD1的字符串sb，并获取感应区域位置点position1和所选密码数字choiceNum1，并按照密码存储规则组成图形密码Pwd1。

优选地，在步骤S8中，所述图形密码存储规则具体为：

（1）记录随机生成的边的两个顶点，密码中四位为一组，前两位代表顶点位置编号，第一位代表这条边的起点，第二位代表这条边的终点；后两位代表这两个顶点上的数字，如果顶点上没有数字，则用符号表示；

（2）当图形显示时，在顶点上有数字的显示数字，有所述符号的顶点位置，不显示数字，为空。

本发明克服现有技术的不足，提供一种图形密码方案MSDGP及其认证系统。本发明图形密码方案MSDGP（ Multiple Strokes Digit Graphs Password）是系统给用户推荐图形，用户只需要选择自己喜欢并容易记住的图形，并记住图形点上的数字即可，在认证阶段需要输入用户选择的图形密码。本发明中图形密码方案MSDGP，在注册阶段，系统可以推荐九宫格中4~7条边的可以用来设置密码的图形来作为用户选择的图形密码；认证阶段，用户需要输入设置的密码及选择点上的数字验证即可。

相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明MSDGP中的两点之间的边都是有向边，并且这些边可以由用户选择多次绘制，不需要一笔画得出，且这些图形都是系统推荐生成的，可以避免用户设置密码时的习惯，使得实际应用到的密码空间和理论空间一致，从而提升了密码的安全性；

（2）当图形密码上加入数字之后，密码空间得到了指数级的提升，攻击者通过暴力破解来获取密码的难度得到了非常大提升；

（3）本发明不仅可用于安卓手机解锁，还可用于桌面计算机、平板电脑和手机等电子设备上的身份认证。

附图说明

图1是本发明认证系统中注册单元的设计方法步骤流程图；

图2是本发明认证系统中认证单元的设计方法步骤流程图；

图3是本发明认证系统中数据库单元的设计方法步骤流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开了一种图形密码方案MSDGP，该图形密码方案MSDGP的具体构成包括：

（1）设定图形密码中的图形边数要求在4~7条，且在九宫格中，所述图形密码中的边是九宫格中任意两点能直连的边（例如，1，3两点之间有2号点存在，所以不能直接连接）；

（2）根据已经生成的图形统计点的个数，在图形中已包含的点中随机选择任意点，并在所述任意点上添加0~9之间的任意数字；

（3）将图形密码按照图形复杂度、包含点个数以及随机数字点个数将图像密码进行难度等级分级。

在本发明实施例中，更具体的，在步骤（3）中，所述难度等级分级具体为：

简单级别：图形属于路图，能够被一笔画的图形，边数在4~7之间，包含点个数以及随机数字点个数为1~3；

中等级别：图形属于对称图形，图形有一定规则，方便用户记忆，边数在4~7之间，包含点个数以及随机数字点个数下限为2，上限为图形包含点的个数；

困难级别：图形中所有边为随机边，没有任何规则，边数为4~7之间，包含点个数以及随机数字点个数下限为2，上限为图形包含点的个数。

本发明进一步公开了基于上述图形密码方案MSDGP所开发的认证系统，该认证系统包括包括注册单元、认证单元以及用于存储图形密码方案MSDGP的数据库单元；其中，

所述注册单元的设计具体，如图1所示，包括以下步骤：

S1、在注册页面上创建图像密度难度等级选项、推荐图像密码选项以及用于输入图像密码的九宫格图形；

S2、在距离线段终点设定位置处显示线段的序号；

S3、根据每一组的后两位，在对应的点位置显示数字；

S4、接收用户输入的系统推荐图像密码后完成注册操作；

所述认证单元的设计方法，如图2所示，包括以下具体步骤：

S5、创建图形密码的界面；

S6、输入待认证图形并读取；

S7、身份认证：将表示待认证图形GsD1的字符串Pwd1与数据库中表AUPRegister中存储的真实图形密码的字符串和数据库表中Pwd进行对比，若两者均一致，则身份验证成功，否则，身份验证失败。

在步骤S1中，所述九宫格图形的创建方法具体为：创建表示图形界面九宫格中点的对象数组points，将九宫格中横坐标x、纵坐标y作为参数填入对象数组points的元素中，并将对象数组points传给画笔paint；画笔paint绘制九宫格图形界面的点。

在步骤S1中，所述推荐图像密码为选择图形数据库中任意一个图形供用户选择的密码（通过安卓系统提供的Random函数实现），根据数据库中的字符串密码，每四位为一组，根据前两位的编号，选择对象数组points中对应位置的点画出线段；用户所选择的密码添加到数据库中表AUPRegister中。

在步骤S5中，具体包括以下步骤：

S51、创建表示图形界面九宫格中点的对象数组points，将九宫格中点的横坐标x、纵坐标y作为参数填入对象数组points的元素中，并将对象数组points传给画笔paint；其中，将对象数组points传给画笔paint，是通过安卓系统提供的decodeResource函数实现；

S52、将感应区域的横坐标mouseX、纵坐标mouseY作为参数填入对象数组pMouse中，通过对比PMouse与points的距离来确定选中的点的id，并将id的值传入pointList；

S53、设定用于表示点状态的三个图标bitmapPointNormal、bitmapPointPress、bitmapPointError，并传给画笔paint；

S54、画笔paint接收到对象数组points、pMouse和图标后，绘制图形密码设置界面的点；

S55、点击九宫格中任意一点位置，弹出自定义对话框KeyDialog，对话框中显示标有数字1~9的按钮，任选一数字传值给choiceNum，并显示在选择点位置上。

在步骤S6中，在图形密码的认证界面，输入待认证图形GsDl，是在该界面的9个点中，选取任意的图形，使待认证图形GsD1中的边数为4~7，形成待认证图形GsDl，界面监听中心OnDrawFinishedListener检测到输入图形，是通过安卓系统提供的getACtion函数实现，更具体的，步骤S6包括以下具体步骤：

S61、用户在输入界面输入图形，当图形输入完毕点击确认按钮确认图形输入完毕；如果用户画错图形，点击重画按钮来重新绘制图形；

S62、用户点击数字密码位置点position1并选择认证数字密码，点击确定按钮完成图形输入；

S63、读取在图形密码认证界面输入的待认证图形GsD1，数字密码位置点position1及待认证数字密码choiceNum1，即界面监听中心OnDraw Finished Listener检测到图形GsD1，获取被选点的坐标及其对应于对象数组points的元素，有这些元素中点的编号id获取表示待认证图形GsD1的字符串sb，并获取感应区域位置点position1和所选密码数字choiceNum1，并按照密码存储规则组成图形密码Pwd1。

在步骤S7中，将表示待认证图形的字符串sb与数据库register的表AUPClockRegister中表示真实图形密码的字符串passList对比，是通过安卓系统提供的CompareTo函数实现。

在本发明的实际应用过程中，包括以下两个阶段：

（1）注册阶段：当用户进入注册界面的时候，用户选择图形密码难度：简单、中等、困难，系统将给用户推荐图形，用户可以选择系统推荐的图形作为密码。系统在推荐图形密码时，推荐的图形将显示图形输入时间顺序，并且这些图形是在九宫格中9个点组成的图中包含连通和非连通图中选取含4~7条边以上的图形作为作为系统推荐的图形密码；

（2）登陆阶段：用户登陆阶段，用户输入选择的图形密码，系统将根据用户注册时的图形密码与用户输入的认证内容进行比较，如果正确则系统登录成功，如果错误则登录不成功。

本发明图形密码方案MSDGP是系统给用户推荐图形，用户只需要选择自己喜欢并容易记住的图形，并记住图形点上的数字即可，在认证阶段需要输入用户选择的图形密码。本发明中图形密码方案MSDGP，在注册阶段，系统可以推荐九宫格中4~7条边的可以用来设置密码的图形来作为用户选择的图形密码；认证阶段，用户需要输入设置的密码及选择点上的数字验证即可。因此，本发明MSDGP中的两点之间的边都是有向边，并且这些边可以由用户选择多次绘制，不需要一笔画得出，且这些图形都是系统推荐生成的，可以避免用户设置密码时的习惯，使得实际应用到的密码空间和理论空间一致，从而提升了密码的安全性；当图形密码上加入数字之后，密码空间得到了指数级的提升，攻击者通过暴力破解来获取密码的难度得到了非常大提升；此外，本发明不仅可用于安卓手机解锁，还可用于桌面计算机、平板电脑和手机等电子设备上的身份认证。

进一步的，本发明公开了上述认证系统中用于存储上述图形密码的数据库及其构建方法，如图3所示，该方法包括以下具体步骤：

S8、生成对应等级要求的图形，按照图形密码存储规则用字符串存储该图形；

S9、选择不同个数的点遍历该图形；

S10、在遍历该图形时，为选择的点添加0~9之间的一个数字，选择点个数从该等级的下限到该等级的上限；

S11、将得到的字符串密码添加到图形密码数据库中；

S12、在执行步骤S10时，直到0~9之间的数字被添加一遍，则停止；

S13、循环执行步骤S9，选择点的个数从该等级的下限到该等级的上限，直到满足上限的点被遍历完，则停止循环；

S14、对系统产生的不同图形执行上述步骤S9~S13，直到所有的图形都被添加到数据库中。

在步骤S8中，所述图形密码存储规则具体为：

（1）记录随机生成的边的两个顶点，密码中四位为一组，前两位代表顶点位置编号，第一位代表这条边的起点，第二位代表这条边的终点；后两位代表这两个顶点上的数字，如果顶点上没有数字，则用符号表示，例如用符号“*”来表示，起点位置为1，终点位置为2的一条边，第一个点的没有数字，第二个点的数字为6的图形，密码为：12*6；

（2）当图形显示时，在顶点上有数字的显示数字，有所述符号的顶点位置，不显示数字，为空。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种图形密码方案MSDGP，其特征在于，该图形密码方案MSDGP的具体构成包括：

（1）设定图形密码中的图形边数要求在4~7条，且在九宫格中，所述图形密码中的边是九宫格中任意两点能直连的边；

（2）根据已经生成的图形统计点的个数，在图形中已包含的点中随机选择任意点，并在所述任意点上添加0~9之间的任意数字；

（3）将图形密码按照图形复杂度、包含点个数以及随机数字点个数将图像密码进行难度等级分级。

2.如权利要求1所述的图形密码方案MSDGP，其特征在于，在步骤S3中，所述难度等级分级具体为：

简单级别：图形属于路图，能够被一笔画的图形，边数在4~7之间，包含点个数以及随机数字点个数为1~3；

中等级别：图形属于对称图形，图形有一定规则，方便用户记忆，边数在4~7之间，包含点个数以及随机数字点个数下限为2，上限为图形包含点的个数；

困难级别：图形中所有边为随机边，没有任何规则，边数为4~7之间，包含点个数以及随机数字点个数下限为2，上限为图形包含点的个数。

3.一种基于权利要求1或2所述的图形密码方案MSDGP的认证系统，其特征在于，该认证系统包括注册单元、认证单元以及用于存储图形密码方案MSDGP的数据库单元；其中，

所述注册单元的设计具体包括以下步骤：

S1、在注册页面上创建图像密度难度等级选项、推荐图像密码选项以及用于输入图像密码的九宫格图形；

S2、在距离线段终点设定位置处显示线段的序号；

S3、根据每一组的后两位，在对应的点位置显示数字；

S4、接收用户输入的系统推荐图像密码后完成注册操作；

所述认证单元的设计具体包括以下步骤：

S5、创建图形密码的界面；

S6、输入待认证图形并读取；

S7、身份认证：将表示待认证图形GsD1的字符串Pwd1与数据库中表AUPRegister中存储的真实图形密码的字符串和数据库表中Pwd进行对比，若两者均一致，则身份验证成功，否则，身份验证失败。

4.如权利要求3所述的图形密码方案MSDGP的认证系统，其特征在于，所述数据库单元的设计包括以下步骤：

S8、生成对应等级要求的图形，按照图形密码存储规则用字符串存储该图形；

S9、选择不同个数的点遍历该图形；

S10、在遍历该图形时，为选择的点添加0~9之间的一个数字，选择点个数从该等级的下限到该等级的上限；

S11、将得到的字符串密码添加到图形密码数据库中；

S12、在执行步骤S10时，直到0~9之间的数字被添加一遍，则停止；

S13、循环执行步骤S9，选择点的个数从该等级的下限到该等级的上限，直到满足上限的点被遍历完，则停止循环；

S14、对系统产生的不同图形执行上述步骤S9~S13，直到所有的图形都被添加到数据库中。

5.如权利要求3所述的图形密码方案MSDGP的认证系统，其特征在于，在步骤S1中，所述九宫格图形的创建方法具体为：创建表示图形界面九宫格中点的对象数组points，将九宫格中横坐标x、纵坐标y作为参数填入对象数组points的元素中，并将对象数组points传给画笔paint；画笔paint绘制九宫格图形界面的点。

6.如权利要求5所述的图形密码方案MSDGP的认证系统，其特征在于，在步骤S1中，所述推荐图像密码为选择图形数据库中任意一个图形供用户选择的密码，根据数据库中的字符串密码，每四位为一组，根据前两位的编号，选择对象数组points中对应位置的点画出线段；用户所选择的密码添加到数据库中表AUPRegister中。

7.如权利要求6所述的图形密码方案MSDGP的认证系统，其特征在于，所述步骤S5包括以下具体步骤：

S51、创建表示图形界面九宫格中点的对象数组points，将九宫格中点的横坐标x、纵坐标y作为参数填入对象数组points的元素中，并将对象数组points传给画笔paint；

S52、将感应区域的横坐标mouseX、纵坐标mouseY作为参数填入对象数组pMouse中，通过对比PMouse与points的距离来确定选中的点的id，并将id的值传入pointList；

S53、设定用于表示点状态的三个图标bitmapPointNormal、bitmapPointPress、bitmapPointError，并传给画笔paint；

S54、画笔paint接收到对象数组points、pMouse和图标后，绘制图形密码设置界面的点；

S55、点击九宫格中任意一点位置，弹出自定义对话框KeyDialog，对话框中显示标有数字1~9的按钮，任选一数字传值给choiceNum，并显示在选择点位置上。

8.如权利要求7所述的图形密码方案MSDGP的认证系统，其特征在于，所述步骤S6包括以下具体步骤：

S61、用户在输入界面输入图形，当图形输入完毕点击确认按钮确认图形输入完毕；如果用户画错图形，点击重画按钮来重新绘制图形；

S62、用户点击数字密码位置点position1并选择认证数字密码，点击确定按钮完成图形输入；

S63、读取在图形密码认证界面输入的待认证图形GsD1，数字密码位置点position1及待认证数字密码choiceNum1，即界面监听中心OnDraw Finished Listener检测到图形GsD1，获取被选点的坐标及其对应于对象数组points的元素，有这些元素中点的编号id获取表示待认证图形GsD1的字符串sb，并获取感应区域位置点position1和所选密码数字choiceNum1，并按照密码存储规则组成图形密码Pwd1。

9.如权利要求8所述的图形密码方案MSDGP的认证方法，其特征在于，在步骤S8中，所述图形密码存储规则具体为：

（1）记录随机生成的边的两个顶点，密码中四位为一组，前两位代表顶点位置编号，第一位代表这条边的起点，第二位代表这条边的终点；后两位代表这两个顶点上的数字，如果顶点上没有数字，则用符号表示；

（2）当图形显示时，在顶点上有数字的显示数字，有所述符号的顶点位置，不显示数字，为空。