TWI767623B - 用於保護電子運算裝置應用程式的方法 - Google Patents

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Abstract

一種用於保護電子運算裝置應用程式的方法，該方法包括：設置一指紋偵測裝置於至少一部份重疊於上述電子運算裝置的顯示螢幕上；設置一應用程式驗證區域於該顯示螢幕，用於鎖定或解鎖被該應用程式驗證區域框列的應用程式或檔案，以及用於對被框列的該應用程式或檔案進行擷取安全性防護。

Description

用於保護電子運算裝置應用程式的方法
本發明涉及一種與電子運算裝置的安全性有關的技術領域，特別是一種用於保護電子運算裝置應用程式的裝置及方法。
隨著通訊科技的發展，電子運算裝置，例如行動裝置(mobile devices)的功能快速提升，這些行動裝置具備越來越多的各式應用程式(Apps)。其中，大部分應用程式需要透過手動輸入包括用戶名稱和密碼的登錄，經認證後才能登錄使用，例如LINE、Email以及電子支付等，這種登錄方式過程繁瑣。雖然部分應用程式可以使用“記住用戶密碼的功能”，在下一次登錄時一鍵即可登錄，但是這種登錄方式缺乏安全性，容易被別的用戶登錄看到不該看到的私人資訊，帶來部必要的困擾或麻煩。
為了避免未經授權的使用者使用電子運算裝置，例如行動裝置上的各式應用程式，這些應用程式通常都會有第一層保護，亦即將行動裝置的螢幕上鎖(利用screen saver)。螢幕上鎖的方式不外乎數字密碼設定、指紋辨識、人臉辨識或是九宮格圖案設定等，這些方式都有可能輕易破解。
如何在確保個人資訊安全的前提下，快捷地登錄各種應用程式，是本領域急需解決的一大問題。
近年來，由於大面積指紋偵測技術的發展，此一發展使得大面積指紋偵測模組可以具體與電子運算裝置，例如個人電腦、工控電腦以及行動裝置(例如智慧型手機或平板電腦)的觸控螢幕(touch screen)進行整合。使得上述 電子運算裝置，例如個人電腦、工控電腦以及行動裝置(智慧型手機或平板電腦)具備支援多手指的螢幕指紋辨識(fingerprint-on-display,FOD)感測器模組成為可能，並可進一步對行動裝置進行第二層的保護。
本發明提出一種用於保護電子運算裝置應用程式的裝置，其包括：一指紋偵測裝置，使其設置於上述電子運算裝置的顯示螢幕上，該指紋偵測裝置具有保護上蓋以及設置於其下方的電容式指紋感測器；其中該紋偵測裝具有指紋感測的區域，以全部或是部分覆蓋該顯示螢幕；以及，其中電容式指紋感測器連接到一可撓式電路，並透過其佈線連接至該行動裝置內部的控制器線路上。
以一實施例而言，其中上述之電子運算裝置可以是個人電腦、工控電腦、智慧型手機、平板電腦、可攜式多媒體裝置、個人數位助理或類似的電子運算裝置。
本發明提出一種用於保護電子運算裝置應用程式的方法，該方法包括：設置一指紋偵測裝置於上述電子運算裝置的顯示螢幕上，使得紋偵測裝具有指紋感測的區域，以全部或是部分覆蓋該顯示螢幕；以該電子運算裝置的顯示螢幕鎖定與解鎖，作為對該應用程式的第一層安全性防護；設置一應用程式驗證區域於該顯示螢幕與該指紋偵測裝置重疊的區域，用於鎖定或解鎖被該應用程式驗證區域框列的應用程式或檔案，當欲啟動或擷取該應用程式或檔案時，啟動對被框列的該應用程式或檔案進行安全性防護。
以一實施例而言，其中設置上述應用程式驗證區域的步驟包括：啟動該指紋偵測裝置；使用者進行指紋設定，作為對應框列選定的應用程式或檔案之防護。
以一實施例而言，更包含對被框列的應用程式或檔案中選定的特定應用程式或檔案進行個別指紋設定，用以鎖定該特定應用程式或檔案。
以一實施例而言，啟動上述指紋偵測裝置之步驟是在該電子運算裝置中該顯示螢幕的任何座標位置按壓一時間段，且位於該顯示螢幕下方的壓力感測器必須偵測到至少大於一閥值的壓力才啟動，啟動後指紋偵測裝置會由休眠狀態被喚醒。
以一實施例而言，對上述使用者進行指紋設定的步驟包括，利用上述指紋偵測裝置對該使用者進行全指紋掃描以及指定指紋組合。
以一實施例而言，對上述被框列的該應用程式或檔案進行安全性防護的步驟包括，對被框列的應用程式或檔案中選定的特定應用程式或檔案進行個別指紋設定，用以鎖定該特定應用程式或檔案。
以一實施例而言，對上述電子運算裝置的顯示螢幕鎖定與解鎖方式包括，數字密碼設定、指紋辨識、人臉辨識或是九宮格圖案設定。
100、400、500:電子運算裝置
102:指紋偵測裝置
104:觸控螢幕
103:保護上蓋
102a:電容式指紋感測器
105:軟性(可撓式)電路
110:顯示器
140:指紋辨識模組
150:指紋數據資料庫
160:處理器
180:記憶體
141:指紋感測器
142:指紋影像擷取電路
143:指紋影像處理電路
144:指紋影像辨識電路
401:螢幕區域
404:觸控螢幕區
406:指紋感測區
540、541:應用程式或檔案夾
506a:應用程式驗證區邊界的圖像
506:應用程式驗證區
530:手指
501:屏幕區域
511、515:使用者界面區域
511:應用程式圖標區域
521:指紋識別請求使用者界面區域
513、523:執行屏幕
602、604、606、608、610、612、614、616、618以及620:步驟
圖1-2顯示根據本發明的較佳實施例所提出的整合了指紋辨識感測器模組之電子運算裝置的外觀示意圖。
圖3顯示根據本發明所提電子運算裝置整合指紋辨識感測器模組的硬體架構。
圖4顯示根據本發明的實施例中，電子運算裝置中顯示器的螢幕區域可能配置示意圖。
圖5(A)-(B)顯示出了根據本發明實施例中執行電子運算裝置的功能的各種視圖。
圖6顯示根據本發明的實施例，提供使用者對電子運算裝置執行 至少一個應用程式的方法之流程圖。
此處本發明將針對發明具體實施例及其觀點加以詳細描述，此類描述為解釋本發明之結構或步驟流程，其係供以說明之用而非用以限制本發明之申請專利範圍。因此，除說明書中之具體實施例與較佳實施例外，本發明亦可廣泛施行於其他不同的實施例中。以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技術之人士可藉由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之功效性與其優點。且本發明亦可藉由其他具體實施例加以運用及實施，本說明書所闡述之各項細節亦可基於不同需求而應用，且在不悖離本發明之精神下進行各種不同的修飾或變更。
近年來，由於大面積指紋偵測技術的發展，此一發展使得大面積指紋偵測模組可以具體與電子運算裝置，例如個人電腦、工控電腦以及行動裝置(例如智慧型手機或平板電腦)的觸控螢幕(touch screen)進行整合。使得上述電子運算裝置，例如個人電腦、工控電腦以及行動裝置(例如，智慧型手機或平板電腦)具備支援多手指的螢幕指紋辨識(fingerprint-on-display,FOD)感測器模組成為可能，因此使用者的指紋(部分或全部)可以於螢幕的任何位置被感測到，並可據此設計多種指紋組合作為使用者輸入設定，進一步對電子運算裝置進行第二層或甚至第三層或更下一層的保護。
參考圖1-2，根據本發明的較佳實施例所提出的整合了指紋辨識感測器模組之電子運算裝置的外觀示意圖，電子運算裝置(例如智慧型手機或平板電腦)100整合一大面積指紋偵測裝置102。由圖1右側圖式所顯示，其中指紋偵測模裝置102是直接設置於電子運算裝置100的觸控螢幕104上方。以一較佳實施例而言，指紋偵測裝置102是一種電容式指紋偵測裝置。其中對於觸控螢幕104及指紋偵測裝置102的取樣(或偵測)頻率或電位不同，在另一實施例，可能將觸控螢幕104及指紋偵測裝置102整合。圖2則顯示指紋偵測裝置102可能的布局方式，其包括保護上蓋103以及設置於其下方的電容式指紋感測器102a，其可以連接到軟性(可撓式)電路105而佈線連接至上述行動裝置內部的控 制器線路上。除了以上所提電容式指紋偵測的實施方式，本發明的概念亦可以應用於光學或是超聲波等全螢幕指紋辨識方式。
圖3顯示根據本發明所提電子運算裝置整合指紋辨識感測器模組的硬體架構。如圖3所示，上述的電子運算裝置100可以是智慧型手機(smartphone)、平板電腦(tablet)、可攜式多媒體裝置(portable multimedia device)、個人電腦、工控電腦以及個人數位助理(PDA)等電子裝置。電子運算裝置100包括被配置為執行至少一項服務的多個硬體組件。提供至少一種服務，例如訪問應用程式、安裝應用程式、對與應用程式相關聯的服務的支援，用於至少一個硬體組件的多個驅動程式配置以提供與其相對應的服務。例如，顯示器驅動程式被配置為執行顯示器硬體功能。在一個實施例中，複數個感測器可以整合在顯示器110上，以單獨地或共同地用於形成顯示器上的螢幕指紋辨識(FOD)。作為形成顯示器上的螢幕指紋辨識的結果，可以從顯示器110上的任何地方感測到用戶的指紋(全部或部分)，並且可以為用戶輸入設計指紋和手勢的多個組合。在另一個實施例中，電子運算裝置100還可以包括其他感測器(未顯示)，例如慣性感測器，微機電感測器(MEMS)，加速度計等。
顯示器110可以被配置為顯示應用程式的數據項。在一個或多個實施例中，數據項包括但不限於圖形元素(即，圖標(icon)、內容、文本、影像、物件等)。
電子運算裝置100還包括手勢識別器、感興趣區域(ROI)檢測器(以上均未顯示)、指紋辨識模組140、指紋數據資料庫150、和處理器160(例如，中央處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)、硬體晶片組等)通信地耦合到記憶體180(例如，揮發性和/或非揮發性記憶體)。
指紋辨識模組140可以被配置為基於使用者的指紋數據來識別使用者。在一個實施例中，指紋辨識模組140包括至少一個指紋感測器141，其被配置為檢測由用戶提供的至少一個手指手勢。此外，指紋識別模組140包括指紋影像擷取電路142，指紋影像處理電路143和指紋影像辨識(指紋ID)電 路144。
耦合到指紋感測器141的指紋影像擷取電路142可以被配置為捕獲由指紋感測器141識別的指紋影像。
指紋影像辨識電路144可以被配置為識別(或指示)用於在顯示器110上執行手勢輸入的用戶的手指的類型。用戶的手指的類型可以是例如食指，拇指，中指，無名指和小指。在另一實施例中，指紋影像辨識電路144可以被配置為基於使用手指的類型執行的指紋手勢來識別用戶。
被擷取的指紋影像由指紋影像處理電路143提取影像特徵(亦即關鍵點)，並將其存儲在指紋數據資料庫150中。
例如，指紋數據資料庫150可以被配置為包括與每個用戶相關聯的指紋特徵模板(templates)，指紋索引資訊等。電子運算裝置100的每個授權用戶可以具有與不同活動相關聯的不同指紋生物統計資訊。
記憶體180可以存儲各種資訊，包括指紋數據、生物統計信息、安裝的應用、透過網絡裝置訪問的應用等。對於電子設備的每個用戶，可以存儲和/或從記憶體180訪問相應的指紋特徵信息。每個認證用戶的指紋特徵資訊可以包括例如圖像、模板(templates)等。指紋生物特徵資訊可以被索引，以快速確定用戶指紋是否存儲在記憶體180中。
圖4顯示根據本發明的實施例中，電子運算裝置400中顯示器的螢幕區域401可能配置示意圖。螢幕區域401中包含觸控螢幕區(與螢幕區基本重疊或是大部分重疊，這裡就不詳細繪出)404以及指紋感測區406。觸控螢幕區具備壓力感測能力，使用者對其施以壓力(用手或是觸控筆)，則與觸控螢幕區電耦接的壓力感測器可以生成相應的壓力數據，並傳送給處理器。
指紋感測區406或稱指紋驗證區，以一實施例，其至少一部分或 全部與觸控螢幕區404重疊。使用者以其手指觸摸或施以壓力至指紋感測區，則與指紋感測區電耦接的指紋感測器可以生成與所感應的指紋相應的指紋數據，經特徵化數位處理後可以儲存至記憶體或指紋數據資料庫做為後續比對用。
接下來，如何進一步對行動裝置內安裝的敏感應用程式或資料(例如，涉及個資、金融帳戶等等)進行第二層、第三層或更深層的保護，將於以下段落中做說明。
當使用者於電子運算裝置裝設本發明所提的指紋辨識感測器模組之後，需針對指紋辨識感測器模組做初始設定。首先，保留電子運算裝置原本的螢幕解鎖方式，例如數字密碼設定、指紋辨識、人臉辨識或是九宮格圖案設定等，作為對電子運算裝置的第一層保護，然而以本發明的一個實施例而言，這一步對電子運算裝置之螢幕解鎖也可以利用指紋辨識結合數字密碼輸入或九宮格輸入進行雙重保護，例如於每個數字輸入區或九宮格輸入設置指紋辨識。接著，設定應用程式驗證區，可以預設以壓力感測方式啟動，以一實施例而言，驗證區的設定方式可以是在行動裝置顯示螢幕的任何座標位置按壓一時間段且螢幕下方的壓力感測器必須偵測到至少大於一閥值的壓力才啟動，啟動後指紋偵測裝置會由休眠狀態被喚醒，螢幕會以圖像方式顯示應用程式驗證區的邊界(例如，圖4中顯示的虛線邊框)；下一步進行指紋設定(亦即，利用指紋偵測裝置進行指紋掃描或/及指紋組合設定)作為應用程式解鎖比對用；接下來將需要高安全等級的應用程式或檔案夾框列入應用程式驗證區內，再對極端重要的應用程式或檔案夾進行個別指紋設定，例如解鎖email信箱為按壓中指指紋、解鎖facebook為按壓食指指紋等，而其他位於應用程式驗證區內的應用程式或檔案夾則不進行進一步設定；於設定完成後應用程式驗證區啟動鎖定，使應用程式驗證區的邊界的圖像隱沒(指紋偵測裝置回復休眠狀態)。
應用程式驗證區的邊界的圖像隱沒後，螢幕上的外觀與未設定前無異，但是位於應用程式驗證區的應用程式或檔案夾已被保護。在一實施例中，需要受到保護之應用程式或檔案夾，需拖曳到上述之應用程式驗證區。
參照圖5(A)和5(B)，其顯示出了根據本發明實施例中執行電子運算裝置500的功能的各種視圖。當使用者於解開電子運算裝置500的螢幕保護後(第一層安全措施)，使用者對於位於應用程式驗證區外的應用程式或檔案夾(540、541)可以進行正常操作。
當使用者要操作位於應用程式驗證區內的應用程式或檔案夾，先需要啟動應用程式或檔案之驗證(應用程式驗證區邊界的圖像506a會出現)，接著以預先設定的指紋進行指紋驗證並對其解鎖。以一實施例而言，當進行指紋識別時，使用者必須以預設的手指將手指按壓於應用程式驗證區506內，指紋偵測裝置會掃瞄並測指紋數據。電子運算裝置500可以將擷取到的指紋數據與儲存在記憶體中的參考指紋數據做比對，當兩者匹配時，應用程式或檔案解鎖成功。
電子運算裝置500解鎖後，在一實施例中，只要是預先拖曳在應用程式驗證區之應用程式，當想要啟動或開啟時，使用者碰觸對應應用程式或檔案夾，則立即啟動指紋驗證程序。在另一較佳實施例，參照圖5(A)，使用者透過手指530對包括在屏幕區域501中的使用者界面(user interface,UI)區域511(或稱為應用程式圖標(App icon)區域)，亦即LINE應用程式圖標(App icon)區域，施加壓力時，或者在用手指觸摸UI區域511時，電子運算裝置500可以執行該應用程式的功能。例如，手指530按壓應用程式圖標(App icon)區域511，亦即LINE應用程式可以正常操作，手指530按壓後會跳出LINE相對應的執行屏幕513(圖式應占滿電子運算裝置螢幕，這裡只是簡化的示意圖)。
參照圖5(B)，如果將使用者手指530的壓力施加到UI區域515，亦即email應用程式圖標(App icon)區域，則電子運算裝置500可以在螢幕區域506中(應用程式驗證區)顯示指紋識別請求UI 521。例如，指紋識別請求UI 521可以以彈出UI的形式顯示在螢幕中；或不發出請求訊息，直接在背景中掃描指紋。
使用者可以遵循顯示的指紋識別請求UI 521，透過使用者的手指 來觸摸應用程式驗證區506的一部分。電子運算裝置500可以獲得透過使用指紋感測裝置，擷取指紋數據。電子運算裝置500可以將獲得的指紋數據與參考指紋數據進行比較。當比較結果顯示所獲得的指紋數據和參考指紋數據匹配時，電子運算裝置500可以執行指定的操作。例如，電子運算裝置500可以在螢幕區域顯示與觸摸的UI區域515相對應的應用的執行屏幕523。
圖6顯示根據本發明的實施例，提供使用者對電子運算裝置執行至少一個應用程式的方法之流程圖。首先，使用者(以現存的電子運算裝置的解鎖方式)解鎖螢幕保護鎖定(步驟602)，接著驗證該使用者是否被授權(步驟604)，若被判定為未授權使用者(步驟606)向原用戶提供指示未授權用戶的通知(例如顯示關於密碼、圖案或密碼錯誤、振動指示、蜂鳴聲等的通知)；若被判定為授權使用者，依照使用者手指動作所接觸的螢幕區域判斷該使用者是否要操作位於應用程式驗證區的應用程式(步驟608)，若使用者手指動作所接觸的螢幕區域位於應用程式驗證區的外部，則允許執行位於該區域的應用程式或存取檔案夾(步驟610)；若使用者手指動作所接觸的螢幕區域位於應用程式驗證區內，則對該使用者進行應用程式驗證區的指紋驗證(步驟612，此步驟為選擇性，可以採取無須進行驗證區的指紋驗證，直接進行應用程式或檔案夾之驗證步驟618)，驗證通過後對螢幕上的應用程式驗證區解鎖並允許使用者執行該區域內未上鎖的應用程式(步驟616，此也是選擇性步驟)；至於驗證區解鎖後，若使用者要對執行該區域內已上鎖的應用程式或檔案夾(步驟614)，則須要通過相應應用程式或檔案夾的指紋驗證(步驟618)，以對個別應用程式或檔案夾解鎖並執行該應用程式或存取該檔案夾(步驟620)。
因此，本文上一段落中的步驟608、612、614以及616描述的方法對電子運算裝置100、400、500上的應用程式或檔案夾提供第二層安全性保護，此外，步驟614、618以及620描述的方法對行動裝置100、400、500上的應用程式或檔案夾提供進一步的第三層安全性保護。依據上述，若不進行驗證區的指紋驗證，則提供兩層的保護，端賴使用者或廠商的選擇。
依循如上述圖5(A)-(B)、圖6及其相關敘述所提的思路，以本發 明的一個實施例而言，亦可以對位於應用程式驗證區內的應用程式或檔案夾內容中的機敏資料(例如email內容中的特定文字段落、檔案中機敏內容，例如公司報表的特定機密欄位等)進行下一層的安全性保護。亦即，於圖6的步驟620之後可以選擇性地加入對位於應用程式驗證區內的應用程式或檔案夾內容中的機敏資料進行指紋驗證以提供第四層安全性保護。
以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明及其效益進行詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明權利要求的範圍。
602、604、606、608、610、612、614、616、618、620:步驟

Claims (10)

  1. 一種用於保護電子運算裝置應用程式的方法，該方法包括：設置一指紋偵測裝置，使其至少一部份重疊於上述電子運算裝置的顯示螢幕上；設置一應用程式驗證區域於該顯示螢幕，用於鎖定或解鎖被該應用程式驗證區域框列的應用程式或檔案，以及用於對被框列的該應用程式或檔案進行擷取安全性防護，更包含對該電子運算裝置的顯示螢幕解鎖，以提供雙重安全性防護；其中，對於該顯示螢幕解鎖與該應用程式或檔案進行解鎖之掃描頻率不同。
  2. 如請求項1所述的用於保護電子運算裝置應用程式的方法，其中設置上述應用程式驗證區域的方式包括：啟動該指紋偵測裝置；使用者進行指紋設定；框列選定的應用程式或檔案至該應用程式驗證區域；以及對該應用程式驗證區域啟動鎖定。
  3. 如請求項2所述的用於保護電子運算裝置應用程式的方法，更包含於對該應用程式驗證區域啟動鎖定之前對被框列的應用程式或檔案中所選定的特定應用程式或檔案進行個別指紋設定，用以鎖定該特定應用程式或檔案並提供第三層安全性防護，其中，上述對該電子運算裝置的顯示螢幕解鎖係提供第一層安全性防護；上述設置一應用程式驗證區域於該顯示螢幕，用於鎖定或解鎖被該應用程式驗證區域框列的應用程式或檔案係提供第二層安全性防護。
  4. 如請求項2所述的用於保護電子運算裝置應用程式的方法，其中啟動上述指紋偵測裝置之方法是在該電子運算裝置中該顯示螢幕的任何座標位置按壓一時間段，且位於該顯示螢幕下方的壓力感測器必須偵測到至少大於一閥值的壓力才啟動，啟動後指紋偵測裝置會由休眠狀態被喚醒。
  5. 如請求項1所述的用於保護電子運算裝置應用程式的方法，其中對上述使用者進行指紋設定的方法包括，利用上述指紋偵測裝置對該使用者進行指紋掃描以及指定指紋組合。
  6. 如請求項1所述的用於保護電子運算裝置應用程式的方法，其中對上述被框列的該應用程式或檔案進行安全性防護的步驟包括，對被框列的應用程式或檔案中所選定的特定應用程式或檔案中進行個別指紋設定，用以鎖定該特定應用程式或檔案。
  7. 如請求項3所述的用於保護電子運算裝置應用程式的方法，其中更包含於上述應用程式驗證區域中被框列且被鎖定的該特定應用程式或檔案的內容中之機敏資料提供第四層安全性防護。
  8. 如請求項1所述的用於保護電子運算裝置應用程式的方法，其中對上述電子運算裝置的顯示螢幕解鎖步驟包括，數字密碼設定、指紋辨識、人臉辨識或是九宮格圖案設定。
  9. 如請求項7所述的用於保護電子運算裝置應用程式的方法，其中上述機敏資 料包含檔案中特定文字段落、機敏內容、以及公司報表的特定機密欄位。
  10. 如請求項1所述的用於保護電子運算裝置應用程式的方法，其中對於該顯示螢幕解鎖與該應用程式或檔案進行解鎖之掃描電位不同。
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