CN108985042A - 一种基于图形加数字的安卓图形解锁方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于图形加数字的安卓图形解锁方法。在本发明方法中，图形密码设置阶段：安卓图形解锁的基础上做相应的改动，就是以画出的图形作为基础图并在相应的顶点位置上添加数字，这些数字限制在0到9的范围内选取；在图形密码认证阶段，用户在3×3九宫格点阵上画出设置的图形以及在相应的位置上加数字以通过认证。本发明安卓图形解锁密码空间增加了好几个数量级，增加了攻击者进行字典攻击和暴力破解的难度，提高了图形解锁密码的安全性。
Description
技术领域
本发明属于计算机和图论相结合的技术领域，尤其涉及一种基于图形加数字的安卓图形解锁方法。
背景技术
作为应用数学的分支之一，图论具有很好的研究意义及应用价值，可以应用到很多不同的领域。图形密码作为图论的一个重要的应用，发挥了极大的作用。从20世纪中期开始，由于简单便利，很多身份认证的主要方式都是文本密码，但是随着科学技术的发展，文本密码必须要不断地以增加密码长度来提高其安全性，但冗长的字符串使文本密码的易记忆性和安全性受到了极大的挑战，图形密码应运而生。图形密码主要分为两大类：基于回忆性和基于识别性的图形密码。基于回忆性的图形密码是由用户设置确定图形密码本身，而基于识别性的图形密码是识别某特定图形作为密码。图形密码方案评价指标主要有以下几点：
1、安全性：安全性是图形密码方案设计最重要的要求。确保密钥空间足够大，并能抵抗常用的猜测口令、暴力破解、字典攻击、肩窥等口令攻击手段，防止密码泄露；
2、可用性：设计的图形密码方案要能让使用者方便记忆。同时由于图形密码方案往往比文本密码方案要繁琐，图形密码登记和登录过程太长。所以要尽量解决以上矛盾，使图形密码方案能方便用户使用；
3、可靠性：图形密码尤其是基于回忆型的图形密码，用户输入识别的可靠性和准确性更值得关注。错误的容忍度必须设置得很合适，较高的容忍度会导致高接受率，较低的容忍度又会导致高拒绝率。另外，越多的错误容忍越容易遭受口令攻击；
4、高效性：图形密码比文本密码需要更大的存储空间，有时数据库中可能要存储上万张图片。网络传输的延迟也比文本密码要大，尤其是对于基于识别型的图形密码，在每一次认证时都要将大量的图片展示给用户进行选择和操作。所以必须解决图形密码方案的时效问题。
研究结果表明人类大脑对于图形信息更加敏感。Android作为现代智能手机、平板等最流行的操作系统，采用图形化的密码解锁方案成为Android的主要解锁模式（AndroidUnlock Patterns，AUP）。通常在触屏设备上使用3×3九宫格点阵，为了增加可用性，用户可以按照以下规则选择路径：
（1）至少经过四个点；
（2）不能重复经过同一个点；
（3）路径上的中间点不能跳过（如从1到3一定会经过2）；
（4）如果中间的点是之前已经用过的，那么这个点就可以被跳过（如213，因为2已经被用过，1就可以越过2与3连接，132是不允许的）。
然而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，从起始点的选择来说，超过40%的用户倾向于选择左上角点作为起始点；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，三点长直线是非常典型的选择策略，用户更倾向于将三个点连成一条直线而不是折线形式；最后，用户对图形密码的选择更倾向于形似某种特定符号，比如数字、字母或者符号等。用户习惯问题会导致实际应用中图形密码的理论密码空间分布过于集中，从而使得利用与不高，并且容易被诸如暴力破解的攻击者利用从而提高攻击率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于图形加数字的安卓图形解锁方法，以避免或减弱用户使用习惯对图形选择的影响，降低字典攻击或暴力破解的攻击，提高图形解锁的密码强度。
本发明是这样实现的，一种基于图形加数字的安卓图形解锁方法，该方法包括以下步骤：
S1、在安卓图形解锁密码界面，从第一个图标bitmapPointNormal绘制的点中输入密码图形G，并在绘制所选图标点上点击弹出自定义对话框中输入密码数字choiceNum；
S2、读取在安卓图形解锁密码界面输入的图形G及选择点位置position和密码数字choiceNum，获取被选点的坐标及其对应于对象数组points的元素，将各元素中点的编号id获取表示图形解锁密码的字符串passList，并获取感应区域位置点position和所选密码数字choiceNum，将passList，position和choiceNum存储到数据库register的表AUPRegister中；
在步骤S2中，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；
S3、输入密码图形和数字并读取；
S4、将表示输入密码图形G1和choiceNum1的字符串sb与数据库中表AUPRegister中存储的真实图形解锁密码的字符串passList，position1和数据库表中的position，choiceNum1和数据库表中choiceNum进行对比，若两者均一致，则身份认证成功，否则，身份验证失败。
优选地，在步骤S1中，所述安卓图形解锁密码界面的设计包括以下步骤：
（1）创建表示安卓图形解锁界面3×3九宫格点阵的对象数组points，将九宫格中点的状态state、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；
（2）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；
（3）设定用于表示点状态的三个图标bitmapPointNormal、bitmapPointPress、bitmapPointError，并传给画笔paint；
在步骤（3）中，将设定的三个图标bitmapPointNormal、bitmapPointPress、bitmapPointError，并传给画笔paint，是通过安卓系统提供的decodeResource函数实现；
（4）画笔paint接收到对象数组points、pMouse和图标后，绘制图形解锁密码设置界面的3×3九宫格点；
在步骤（4）中，绘制图形解锁密码的初始界面，是通过安卓系统提供的drawBitmap函数实现；
（5）点击3×3九宫格形状中任意一点位置，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；即用第一个图标bitmapPointNormal绘制3×3九宫格形状中9个点，用第二个图标bitmapPointPres绘制pointList中传入的点，textPaint绘制3×3九宫格形状中所选点位置的选择数字。
优选地，在步骤（1）中，在图形解锁密码界面，从图标bitmapPointNormal绘制的点中输入密码图形G和数字，是在图标bitmapPointNormal绘制的9个点中，选取任一点作为起始点，并不间断连接其余用图标bitmapPointNormal绘制的点，使密码图形G中点的个数不少于4，并在绘制所选图标点上点击弹出自定义对话框中输入密码数字choiceNum，形成密码图形G和数字。
优选地，在步骤S3中，所述输入密码图形和数字并读取具体包括以下步骤：
S31、在安卓图形解锁密码的界面，输入图形G1，点击数字密码位置点position1并选择数字密码choiceNum1；
S32、读取在安卓图形解锁密码界面输入的图形G1，数字密码位置点position1及数字密码choiceNum1，即界面监听中心OnDrawFinishedListener检测到图形G1，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G1的字符串sb，并获取感应区域位置点position1和所选密码数字choiceNum1；
在步骤S32中，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。
优选地，在步骤S31中，在图形解锁密码界面，从图标bitmapPointNormal绘制的点中输入密码图形G1和数字，是在图标bitmapPointNormal绘制的9个点中，选取任一点作为起始点，并不间断连接其余用图标bitmapPointNormal绘制的点，使密码图形G1中点的个数不少于4，并在绘制所选图标点上点击弹出自定义对话框中输入密码数字choiceNum1，形成密码图形G1和数字。
本发明克服现有技术的不足，提供一种基于图形加数字的安卓图形解锁方法，在图形密码设置阶段：安卓图形解锁的基础上做相应的改动，就是以画出的图形作为基础图（在图论中把这种图称为一条路）并在相应的顶点位置上添加数字，这些数字限制在0到9的范围内选取；在图形密码认证阶段，用户在3×3九宫格点阵上画出设置的图形以及在相应的位置上加数字以通过认证。
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）具有更大的密码空间。安卓图形解锁是3×3九宫格点阵上只设置图形，而本发明是在安卓图形的基础上又在相应点上随机的添加数字，使得密码的空间比原来的安卓图形解锁密码空间增加了好几个数量级；
（2）具有更高的安全性。本发明在设置图形解锁密码界面的3×3九宫格点阵中，针对安卓图形解锁中四角处的四个点使用频繁过高或过低的问题，以及针对安卓图形解锁中的图形密码形似数字字母等特殊符号的问题，用在这四个点的位置上和对称位置上加数字的方式来改变这些缺点。因此，本发明克服了用户在安卓图形解锁的3×3点阵上具有安全隐患的使用习惯，增加了攻击者进行字典攻击和暴力破解的难度，提高了图形解锁密码的安全性。
附图说明
图1为本发明的实现总流程图；
图2为本发明中实现安卓图形解锁密码界面的流程图；
图3为本发明中设置安卓图形密码和数字并读取的流程图；
图4为本发明中身份认证过程的流程图。
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。
本发明公开了一种基于图形加数字的安卓图形解锁方法，在安卓图形解锁密码界面输入图形和数字进行身份认证，具体实现过程为：
步骤1，实现安卓图形解锁密码界面。参照图2，本步骤的具体实现如下：
（1a）创建表示安卓图形解锁界面3×3九宫格点阵的对象数组points，将九宫格中点的状态state、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；
（1b）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；
（1c）设定用于表示点状态的三个图标bitmapPointNormal、bitmapPointPress、bitmapPointError,并通过decodeResource函数传给画笔paint；
（1d）画笔paint接收到对象数组points、pMouse和图标后，通过安卓系统中的drawBitmap函数绘制图形解锁密码设置界面的3×3九宫格点；
（1e）点击3×3九宫格形状中任意一点位置，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；即用第一个图标bitmapPointNormal绘制3×3九宫格形状中9个点，用第二个图标bitmapPointPres绘制pointList中传入的点，textPaint绘制3×3九宫格形状中所选点位置的选择数字。
步骤2，在安卓图形解锁密码界面设置密码图形和数字并读取。参照图3，本步骤的具体实现如下：
（2a）从图标bitmapPointNormal绘制的9个点中选取任一点作为密码图形G的起始点；
（2b）不间断连接其余用图标bitmapPointNormal绘制的点，使密码图形G中点的个数不少于4，并在绘制所选图标点上点击弹出自定义对话框中输入密码数字choiceNum；
（2c）界面监听中心OnDrawFinishedListener通过getACtion函数检测到密码图形G和数字；
（2d）获取密码图形G中被选点的坐标及其对应于对象数组points的元素，并获取感应区域位置点position；
（2e）由被选点的编号id获取表示图形解锁密码的字符串passList和所选密码数字choiceNum；
（2f）将表示图形和数字解锁密码的字符串passList，position和choiceNum存储到数据库register的表AUPRegister中。
步骤3，在安卓图形解锁密码界面输入图形和数字并读取。
（3a）从图标bitmapPointNormal绘制的9个点中选取任一点作为输入图形G1的起始点；
（3b）不间断连接其余用图标bitmapPointNormal绘制的点，使待认证图形G1中点的个数不少于4，并在绘制所选图标点上点击弹出自定义对话框中输入密码数字choiceNum；
（3c）界面监听中心界面监听中心OnDrawFinishedListener通过getACtion函数检测到待认证图形G1和数字；
（3d）获取密码图形G1中被选点的坐标及其对应于对象数组points的元素，并获取感应区域位置点点position1；
（3e）将表示图形解锁密码的字符串sb，position1和choiceNum1存储到数据库register的表AUPRegister中。
步骤5，身份认证过程，参照图4。
通过安卓系统中的CompareTo函数，将数据库register的表AUPRegister中表示真实图形解锁密码的字符串passList，position，choiceNum与表示输入图形的字符串sb，position1，choiceNum1进行对比，若两者一致，则身份认证成功，否则，身份认证失败。
综上所述，与现有技术相比，本发明的优点是：
（1）具有更大的密码空间。安卓图形解锁是3×3九宫格点阵上只设置图形，而本发明是在安卓图形的基础上又在相应点上随机的添加数字，使得密码的空间比原来的安卓图形解锁密码空间增加了好几个数量级；
（2）具有更高的安全性。本发明在设置图形解锁密码界面的3×3九宫格点阵中，针对安卓图形解锁中四角处的四个点使用频繁过高或过低的问题，以及针对安卓图形解锁中的图形密码形似数字字母等特殊符号的问题，用在这四个点的位置上和对称位置上加数字的方式来改变这些缺点。因此，本发明克服了用户在安卓图形解锁的3×3点阵上具有安全隐患的使用习惯，增加了攻击者进行字典攻击和暴力破解的难度，提高了图形解锁密码的安全性。
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 (5)
1.一种基于图形加数字的安卓图形解锁方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、在安卓图形解锁密码界面，从第一个图标bitmapPointNormal绘制的点中输入密码图形G，并在绘制所选图标点上点击弹出自定义对话框中输入密码数字choiceNum；
S2、读取在安卓图形解锁密码界面输入的图形G及选择点位置position和密码数字choiceNum，获取被选点的坐标及其对应于对象数组points的元素，将各元素中点的编号id获取表示图形解锁密码的字符串passList，并获取感应区域位置点position和所选密码数字choiceNum，将passList，position和choiceNum存储到数据库register的表AUPRegister中；
S3、输入密码图形和数字并读取；
S4、将表示输入密码图形G1和choiceNum1的字符串sb与数据库中表AUPRegister中存储的真实图形解锁密码的字符串passList，position1和数据库表中的position，choiceNum1和数据库表中choiceNum进行对比，若两者均一致，则身份认证成功，否则，身份验证失败。
2.如权利要求1所述的基于图形加数字的安卓图形解锁方法，其特征在于，在步骤S1中，所述安卓图形解锁密码界面的设计包括以下步骤：
（1）创建表示安卓图形解锁界面3×3九宫格点阵的对象数组points，将九宫格中点的状态state、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；
（2）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；
（3）设定用于表示点状态的三个图标bitmapPointNormal、bitmapPointPress、bitmapPointError，并传给画笔paint；
（4）画笔paint接收到对象数组points、pMouse和图标后，绘制图形解锁密码设置界面的3×3九宫格点；
（5）点击3×3九宫格形状中任意一点位置，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；即用第一个图标bitmapPointNormal绘制3×3九宫格形状中9个点，用第二个图标bitmapPointPres绘制pointList中传入的点，textPaint绘制3×3九宫格形状中所选点位置的选择数字。
3.如权利要求2所述的基于图形加数字的安卓图形解锁方法，其特征在于，在步骤（1）中，在图形解锁密码界面，从图标bitmapPointNormal绘制的点中输入密码图形G和数字，是在图标bitmapPointNormal绘制的9个点中，选取任一点作为起始点，并不间断连接其余用图标bitmapPointNormal绘制的点，使密码图形G中点的个数不少于4，并在绘制所选图标点上点击弹出自定义对话框中输入密码数字choiceNum，形成密码图形G和数字。
4.如权利要求1所述的基于图形加数字的安卓图形解锁方法，其特征在于，在步骤S3中，所述输入密码图形和数字并读取具体包括以下步骤：
S31、在安卓图形解锁密码的界面，输入图形G1，点击数字密码位置点position1并选择数字密码choiceNum1；
S32、读取在安卓图形解锁密码界面输入的图形G1，数字密码位置点position1及数字密码choiceNum1，即界面监听中心OnDrawFinishedListener检测到图形G1，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G1的字符串sb，并获取感应区域位置点position1和所选密码数字choiceNum1。
5.如权利要求4所述的基于图形加数字的安卓图形解锁方法，其特征在于，在步骤S31中，在图形解锁密码界面，从图标bitmapPointNormal绘制的点中输入密码图形G1和数字，是在图标bitmapPointNormal绘制的9个点中，选取任一点作为起始点，并不间断连接其余用图标bitmapPointNormal绘制的点，使密码图形G1中点的个数不少于4，并在绘制所选图标点上点击弹出自定义对话框中输入密码数字choiceNum1，形成密码图形G1和数字。
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