CN110336921B - 一种安卓图形口令强度度量方法及系统 - Google Patents

一种安卓图形口令强度度量方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于信息安全技术领域，公开了一种安卓图形口令强度度量方法及系统，分析判断安卓图形口令的起始点是否为左上角点，记录安卓图形口令的长度和图形口令中出现交叉点的数量；图形口令中三个连续的点不在一条直线上形成一个不同于180度的角度时，则认为方向发生改变；记录安卓图形中结点被经过的次数；分析选择图形口令是否包含L型口令、Z型口令、N型口令以及这些口令的逆序；将口令强度得分划分为强、中、弱三个等级。本发明提出的安卓图形口令强度度量计中考虑了是否存在字符形状的口令，当口令中出现字符形状，口令强度评估得分会降低，这种评估方法能够更准确地度量安卓口令的强度。

Description

一种安卓图形口令强度度量方法及系统
技术领域
本发明属于信息安全技术领域，尤其涉及一种安卓图形口令强度度量方法及系统。
背景技术
目前，最接近的现有技术：
图形模式解锁是Android系统中用于解锁屏幕的入口保护机制之一。安卓图形解锁模式作为传统文本密码和PIN码的一种替代，这种模式由于在可记忆性和输入方便性方面的潜在优势受到了欢迎。然而，有限的口令空间和现存的攻击方法使安卓图形解锁机制在安全性方面较弱。为了提高用户选择图形口令的安全性，可以使用口令强度度量计来评估口令的强弱，方便用户选择更强的口令。
目前，一些研究者提出了一些安卓图形口令强度度量方法，用来评估用户选择口令的强弱。他们的基本思路主要是从安卓图形口令的长度、交叉点、重叠段等方面来衡量口令的强弱，只使用这些方法不能准确度量口令强度，主要原因是现有的方法没有考虑到用户在实际使用中更可能会绘制一些字符形状来帮助自己记忆，如“L”、“Z”等字符形状。当用户使用这些字符形状作为口令时，这些口令的强度应该会更弱。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)现有技术中，不能准确度量口令强度，没有考虑到用户在实际使用中更可能会绘制一些字符形状来帮助自己记忆，当用户使用这些字符形状作为口令时，这些口令的强度会更弱，攻击者会很轻易地猜测出用户的口令，并进入到用户的账户，安全性较低。
(2)目前提出的几种安卓图形口令强度度量方法仅仅只从视觉特征的角度分析口令强度，使一些看似复杂但真实强度较低的图形口令在口令强度度量计上显示的强度较强，不能更准确地反馈图形口令的真实强度。
(3)我们在现有的一些研究中发现，L型和Z型的安卓图形口令使用的频率较高，这些口令的强度也较低，但是在目前提出的一些安卓图形口令强度评估方法中，并没有能降低这些特殊的字符形状使用的方法。
解决上述技术问题的难度：
由于缺少泄露的安卓图形口令，对大规模的用户真实图形口令的收集比较困难，以及对字符形状的分类，这使得很难准确分析安卓图形口令的强度。
解决上述技术问题的意义：
可以提高用户选择的安卓图形口令的安全性，为安卓图形口令强度的度量和评估提供了一种新的思路和方法。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种安卓图形口令强度度量方法及系统。本发明的方法考虑了字符形状的这个特点，能够更准确地度量安卓图形口令的强度，有助于用户创建强口令。
本发明是这样实现的，一种安卓图形口令强度度量方法，所述安卓图形口令强度度量方法包括以下步骤：
第一步，分析判断安卓图形口令的起始点是否为左上角点，如果起始点为左上角点，则令s＝0。否则，令s＝1。
第二步，记录安卓图形口令的长度。
第三步，绘制图形口令时，采用i表示交叉点的数量。交叉点数量对口令的强度影响中，强度度量计的计算采用min(i,5)。
第四步，当图形口令中三个连续的点不在一条直线上形成一个不同于180度的角度时，则认为方向发生改变。当图形口令中方向改变的数量d大于等于5时，令d’＝2。方向改变的数量为3和4时，d’＝1。否则d’＝0。
第五步，在安卓图形口令中，结点被经过的次数n大于等于3次，令o＝2。结点被经过的次数为2次，则o＝1。否则o＝0。
第六步，选择的图形口令为L型口令、Z型口令、N型口令以及这些口令的逆序时，令sp＝0。如果用户选择的口令不是这些口令但包含这些口令，令sp＝1。如果用户选择的口令不是字符形状，且不包含这些字符形状时，令sp＝2。
第七步，强度得分记为score，
Figure BDA0002123000870000031
将口令强度得分划分为强、中、弱三个等级。
进一步，第二步具体包括：记录安卓图形口令的长度，在绘制安卓图形口令时，长度为4-9，至少需要连接4个点。字母l表示安卓图形口令的实际长度，定义l'为计算的最小长度，如果长度小于等于6，则令l'＝0。否则l'＝l-6。
进一步，第六步中，L型口令为：1,4,7,8,9；1,4,7,8；1,2,3,6；1,2,3,6,9；1,2,5,8；3,2,5,8；2,5,8,9；2,5,8,7；1,4,5,6；4,5,6,9；4,7,8,9；7,8,9,6；7,8,9,6,3；3,6,9,8；2,3,6,9；2,1,4,7。
Z型口令为：1,2,3,5,7,8,9；2,3,5,7,8；1,4,7,5,3,6,9；4,7,5,3,6；1,2,4,5；2,3,5,6；4,5,7,8；5,6,8,9；1,2,7,8；2,3,8,9。
M型口令为：7,4,1,5,3,6,9；7,4,8,6,9；4,1,5,3,6。
N型口令为：7,4,1,5,9,6,3；4,1,5,2；5,2,6,3；7,4,8,5；8,5,9,6；7,4,1,8,5,2；8,5,2,9,6,3。
进一步，第七步中，当0≤score≤0.33时，强度等级为弱。
当0.34≤score≤0.67时，强度等级为中。
当0.68≤score≤1.00时，强度等级为强。
进一步，第七步后还需进行：
根据用户选择口令的强度，以口令强弱进度条的方式显示给用户，或使用文字描述方式显示给用户所选择的口令强度。
进一步，所述安卓图形口令强度度量方法进一步包括：
1)检查图形口令的起始点是否为左上角点1，图形口令的起始点为1，s＝0。
2)计算图形口令的实际长度，图形口令的实际长度为9，l’＝9-6＝3。
3)计算图形口令的交叉点数量，交叉点数量为0，i＝0，故min(i,5)＝0。
4)统计安卓图形口令中方向改变的数量，发生4次方向的改变，故d’＝1。
5)分析安卓图形口令中重叠结点的数量，是否有结点被多次经过，图形口令不存在重叠结点，o＝0。
6)分析安卓图形口令是否为字符形状或者是否包含字符形状，图形口令包含L型，sp＝1。
7)根据上述的分析，计算出强度得分为
Figure BDA0002123000870000041
判断图形口令的强度等级为弱。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述安卓图形口令强度度量方法的安卓图形口令强度度量反馈系统。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述安卓图形口令强度度量方法的计算机程序。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述安卓图形口令强度度量方法的信息数据处理终端。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的安卓图形口令强度度量方法。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
在本发明中，字符形状在安卓图形口令中，用户常常绘制的L、Z、M、N型及其相似的字符。口令强度度量计是指当用户输入口令，系统评估用户所选择口令强度，并以某种形式向用户显示口令是强、中、还是弱口令。类似温度计用来显示温度的高低。
本发明提出的安卓图形口令强度度量计中考虑了是否存在字符形状的口令，当口令中出现字符形状，口令强度评估得分会降低，这种评估方法能够更准确地度量安卓口令的强度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的安卓图形口令强度度量方法流程图。
图2是本发明实施例中提供的一个用户选择的安卓图形口令为“1,4,7,8,9,6,3,2,5”示意图。
图3是本发明中设计的安卓图形口令强度度量方法与Andriotis等人设计的度量方法的效果比较图。
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。
现有技术中，不能准确度量口令强度，没有考虑到用户在实际使用中更可能会绘制一些字符形状来帮助自己记忆，当用户使用这些字符形状作为口令时，这些口令的强度会更弱。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种安卓图形口令强度度量方法及系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的安卓图形口令强度度量方法包括：
第一步，起始点：分析判断安卓图形口令的起始点是否为左上角点，用户对左上角点的偏见较强，常常从左上角点开始绘制安卓图形口令，因此用s表示起始点，如果起始点为左上角点，则令s＝0。否则，令s＝1。
第二步，最小长度：记录安卓图形口令的长度，在绘制安卓图形口令时，要求长度为4-9，至少需要连接4个点。用字母l表示安卓图形口令的实际长度，定义l'为计算的最小长度，如果长度小于等于6，则令l'＝0。否则l'＝l-6。
第三步，交叉点：用户在绘制图形口令时，会出现有线段交叉的情况，交叉点数量越多，则口令的强度会越强，用i表示交叉点的数量。在安卓图形口令中，交叉点数量最多为14个，但在用户实际的使用中，很少会出现交叉点数量超过5个的情况，并且当交叉点的数量多于5个时，对口令的实际强度影响较小，所以在强度度量计的计算中用min(i,5)即可。
第四步，方向改变：用户绘制安卓图形口令时，当图形口令中三个连续的点不在一条直线上形成一个不同于180度的角度时，则认为方向发生了改变。当图形口令中方向改变的数量d大于等于5时，令d’＝2。方向改变的数量为3和4时，d’＝1。否则d’＝0。
第五步，重叠结点：在绘制安卓口令时，某些结点可能会被经过多次，虽然在记录图形口令时只会记录一次，比如8,5,2,1,3，其中的结点2被经过了两次。定义在安卓图形口令中，结点被经过的次数n大于等于3次，则令o＝2。结点被经过的次数为2次，则o＝1。否则o＝0。
第六步，字符形状：用户在设置安卓图形口令时，常常会选择常见的一些字符形状或者包含这些字符形状的图形口令，比如“L”“Z”“M”“N”这些英文字母常常会被用户选择作为口令。当用户选择的图形口令为以下的字符形状：L型口令(1,4,7,8,9；1,4,7,8；1,2,3,6；1,2,3,6,9；1,2,5,8；3,2,5,8；2,5,8,9；2,5,8,7；1,4,5,6；4,5,6,9；4,7,8,9；7,8,9,6；7,8,9,6,3；3,6,9,8；2,3,6,9；2,1,4,7)，Z型口令(1,2,3,5,7,8,9；2,3,5,7,8；1,4,7,5,3,6,9；4,7,5,3,6；1,2,4,5；2,3,5,6；4,5,7,8；5,6,8,9；1,2,7,8；2,3,8,9)，M型口令(7,4,1,5,3,6,9；7,4,8,6,9；4,1,5,3,6)，N型口令(7,4,1,5,9,6,3；4,1,5,2；5,2,6,3；7,4,8,5；8,5,9,6；7,4,1,8,5,2；8,5,2,9,6,3)以及这些口令的逆序时，令sp＝0。如果用户选择的口令不是这些口令但包含这些口令，即这些字符形状是用户选择的口令的一部分时，令sp＝1。如果用户选择的口令不是字符形状，且不包含这些字符形状时，令sp＝2。
第七步，口令强度得分计算：强度得分记为score，定义
Figure BDA0002123000870000061
将口令强度得分划分为强、中、弱三个等级，当0≤score≤0.33时，强度等级为弱。当0.34≤score≤0.67时，强度等级为中。当0.68≤score≤1.00时，强度等级为强。
第八步，根据用户选择口令的强度，以口令强弱进度条的方式显示给用户，也可以使用文字描述方式告诉用户所选择的口令强度。
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例
本发明实施例提供的安卓图形口令强度度量方法中，假设一个用户选择的安卓图形口令为“1,4,7,8,9,6,3,2,5”，如图2所示。具体包括以下步骤：
1)检查图形口令的起始点是否为左上角点“1”，本例中图形口令的起始点为“1”，即左上角点，故s＝0。
2)计算图形口令的实际长度，本例中图形口令的实际长度为9，故l’＝9-6＝3。
3)计算图形口令的交叉点数量，本例中交叉点数量为0，即i＝0，故min(i,5)＝0。
4)统计安卓图形口令中方向改变的数量，本例中，共发生了4次方向的改变，故d’＝1。
5)分析安卓图形口令中重叠结点的数量，即是否有结点被多次经过，本例的图形口令不存在重叠结点，故o＝0。
6)分析安卓图形口令是否为字符形状或者是否包含字符形状，本例中的图形口令包含L型(1,4,7,8,9)，故sp＝1。
7)根据上述的分析，可以计算出强度得分为
Figure BDA0002123000870000071
可以判断该图形口令的强度等级为弱。
图3是本发明中设计的安卓图形口令强度度量方法与Andriotis等人设计的度量方法的效果比较图。左侧的强度条是根据本发明设计的方法度量的，右侧的强度条是根据Andriotis等人设计的方法度量的。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
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 (6)

1.一种安卓图形口令强度度量方法，其特征在于，所述安卓图形口令强度度量方法包括以下步骤：
第一步，分析判断安卓图形口令的起始点是否为左上角点，如果起始点为左上角点，则令s＝0；否则，令s＝1；
第二步，记录安卓图形口令的长度；
第三步，绘制图形口令时，采用i表示交叉点的数量；交叉点数量对口令的强度影响中，强度度量计的计算采用min(i,5)；
第四步，当图形口令中三个连续的点不在一条直线上形成一个不同于180度的角度时，则认为方向发生改变；当图形口令中方向改变的数量d大于等于5时，令d’＝2；方向改变的数量为3和4时，d’＝1；否则d’＝0；
第五步，在安卓图形口令中，结点被经过的次数n大于等于3次，令o＝2；结点被经过的次数为2次，则o＝1；否则o＝0；
第六步，选择的图形口令为L型口令、Z型口令、N型口令以及这些口令的逆序时，令sp＝0；如果用户选择的口令不是这些口令但包含这些口令，令sp＝1；如果用户选择的口令不是字符形状，且不包含这些字符形状时，令sp＝2；
第七步，强度得分记为score，
Figure FDA0002768061780000011
将口令强度得分划分为强、中、弱三个等级；
第二步具体包括：记录安卓图形口令的长度，在绘制安卓图形口令时，长度为4-9，至少需要连接4个点；字母l表示安卓图形口令的实际长度，定义l'为计算的最小长度，如果长度小于等于6，则令l'＝0；否则l'＝l-6。
2.如权利要求1所述的安卓图形口令强度度量方法，其特征在于，第六步中，L型口令为：1,4,7,8,9；1,4,7,8；1,2,3,6；1,2,3,6,9；1,2,5,8；3,2,5,8；2,5,8,9；2,5,8,7；1,4,5,6；4,5,6,9；4,7,8,9；7,8,9,6；7,8,9,6,3；3,6,9,8；2,3,6,9；2,1,4,7；
Z型口令为：1,2,3,5,7,8,9；2,3,5,7,8；1,4,7,5,3,6,9；4,7,5,3,6；1,2,4,5；2,3,5,6；4,5,7,8；5,6,8,9；1,2,7,8；2,3,8,9；
M型口令为：7,4,1,5,3,6,9；7,4,8,6,9；4,1,5,3,6；
N型口令为：7,4,1,5,9,6,3；4,1,5,2；5,2,6,3；7,4,8,5；8,5,9,6；7,4,1,8,5,2；8,5,2,9,6,3。
3.如权利要求1所述的安卓图形口令强度度量方法，其特征在于，第七步中，当0≤score≤0.33时，强度等级为弱；
当0.34≤score≤0.67时，强度等级为中；
当0.68≤score≤1.00时，强度等级为强。
4.如权利要求1所述的安卓图形口令强度度量方法，其特征在于，第七步后还需进行：
根据用户选择口令的强度，以口令强弱进度条的方式显示给用户，或使用文字描述方式显示给用户所选择的口令强度。
5.如权利要求1所述的安卓图形口令强度度量方法，其特征在于，所述安卓图形口令强度度量方法进一步包括：
1)检查图形口令的起始点是否为左上角点1，图形口令的起始点为1，s＝0；
2)计算图形口令的实际长度，图形口令的实际长度为9，l’＝9-6＝3；
3)计算图形口令的交叉点数量，交叉点数量为0，i＝0，故min(i,5)＝0；
4)统计安卓图形口令中方向改变的数量，发生4次方向的改变，故d’＝1；
5)分析安卓图形口令中重叠结点的数量，是否有结点被多次经过，图形口令不存在重叠结点，o＝0；
6)分析安卓图形口令是否为字符形状或者是否包含字符形状，图形口令包含L型，sp＝1；
7)根据上述的分析，计算出强度得分为
Figure FDA0002768061780000021
判断图形口令的强度等级为弱。
6.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-5任意一项所述的安卓图形口令强度度量方法。
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