[发明专利]一种针对智能手机敏感APP的可持续身份认证方法

权利要求书

1.一种针对智能手机敏感APP的可持续身份认证方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，合法用户的身份模型构建

合法用户在使用手机敏感APP的过程中，采集并记录合法用户触屏操作数据；对所述的触屏操作数据进行预处理后进行归类，得到触屏操作的数据集；针对每一种触屏操作分别从所述的数据集中提取特征向量，并对所述的特征向量行标准化处理，以形成每一种触屏操作对应的训练特征集；

针对每一种触屏操作对应的训练特征集，分别利用分类器进行训练，以分别得到每一种触屏操作对应的行为模型，从而构成合法用户的身份模型；

其中，触屏操作数据在完成预处理后进行归类的过程包括：

步骤1.2.2，在触屏操作数据中，如相邻的两个采样点中的手指运动状态A依次为DOWN和UP，则这两个采样点构成的采样点序列为合法用户的一次单击操作；如果手指运动状态A为DOWN和UP的采样点之间还有一个以上的手指运动状态A为KEEP的采样点，则这两个采样点以及手指运动状态为KEEP的采样点共同构成的采样点序列为合法用户的一次滑动操作；

步骤1.2.2.1，对于每一个单击操作，计算单击操作的采样点序列中，两个采样点之间的时间间隔，若时间间隔小于300ms，则认为是双击操作，将双击操作对应的采样点序列删除；

步骤1.2.2.2，对于每一个滑动操作，依次计算滑动操作的采样点序列中，第一个采样点与其他采样点的距离，如果距离依次增大，则为正常的滑动操作，否则为非流畅的滑动操作，将非流畅的滑动操作对应的采样点序列删除；

步骤1.2.2.3，对于每一个滑动操作，计算该滑动操作的采样点序列中，第一个采样点与最后一个采样点之间的连线与水平方向的夹角θ，若θ在0°～30°或150°～180°，该滑动操作是水平滑动；若θ在30°～60°或120°～150°，则该滑动操作是斜向滑动；若θ在60°～120°之间，则该滑动操作是垂直滑动；

步骤2，当前用户的身份可持续认证

当前用户在使用手机时，以滑动窗口的方式采集当前用户的触屏操作数据，按照步骤1相同的处理方法得到对应的特征向量，将特征向量输入到对应的行为模型中，对每个行为模型的识别结果进行融合，根据融合结果判定当前用户是否合法用户；

所述的针对每一种触屏操作分别从所述的数据集中提取特征向量，包括：

步骤1.4.1，对于单击操作数据集中的每一个单击操作，提取单击位置的：

{X坐标，Y坐标，压力，持续时间}作为单击操作的特征向量；

步骤1.4.2，对于水平滑动操作数据集、垂直滑动操作数据集以及斜向滑动操作数据集，分别提取每个数据集中滑动操作的特征向量：

水平滑动操作的特征向量为：

{起点的X坐标，起点的Y坐标，起点的压力，终点的X坐标，终点的Y坐标，终点的压力，最大水平速度、最大水平速度点的X坐标，最小水平速度、最小水平速度点的X坐标}；

垂直滑动操作的特征向量为：

{起点的X坐标，起点的Y坐标，起点的压力，终点的X坐标，终点的Y坐标，终点的压力，最大竖直速度，最大竖直速度点的Y坐标，最小竖直速度，最小竖直速度的Y坐标}；

斜向滑动操作的特征向量为：

{起点的X坐标，起点的Y坐标，起点的手指压力，终点的X坐标，终点的Y坐标，终点的压力，拐点的X坐标，拐点的Y坐标，拐点的压力，起点与终点之间连线的斜率tanθ，起点与终点之间连线的截距，拐点到起点与终点之间连线的垂直距离，拐点前在水平方向的平均速度，拐点前在垂直方向的平均速度，拐点后在水平方向的平均速度，拐点后在垂直方向的平均速度}；

对所述的特征向量行标准化处理，包括：

分别对四种触屏操作的特征向量进行最小-最大标准化，公式如下：

上式中，X_scaled为标准化后的特征值，X为待标准化的特征值，X_min为所有同类特征的最小值，X_max为所有同类特征的最大值，max、min为最小、最大化的上界和下界；

所述的对每个行为模型的识别结果进行融合，包括：

所述的滑动窗口的长度为N，指该滑动窗口包含N个当前用户的触屏操作数据；

若当前用户的N次触屏操作对应的特征向量经四个行为模型识别后：

(1)有次以下的触屏操作被判定为正常操作，则认为当前用户为非法用户；

(2)有及以上次触屏操作被判定为正常操作，则通过下面的过程来判定当前用户是否合法用户：

a.计算所述N次触屏操作识别的加权平均准确率ρ：

上式中，a_i为四个行为模型的准确度，c_i为四个行为模型的置信度，d_i为N次触屏操作中每一类触屏操作的个数，i＝0，1，2，3；

b.计算所述N次触屏操作全部为正常操作的概率ac_N：

ac_N＝ρ^N

c.计算所述N次触屏操作中j次触屏操作为正常操作的概率：

ac_j＝ac_j+1*t

上式中，ac_j、ac_j+1分别为N次触屏操作中j次、j+1次操作为正常操作的概率；

d.将j的值减1，重复步骤c，直至j等于得到j等于时的ac_j；

e.将步骤c、d的结果相加，得到N次触屏操作中有次及以上为正常操作的概率E；

f.若概率E大于用户设定的阈值ε，则判定当前用户为合法用户，手机系统不干预当前用户的操作；若E小于阈值ε，则判定当前用户为非法用户。