[发明专利]基于上下文检测的智能手机隐式身份认证方法

权利要求书

1.一种基于上下文检测的智能手机隐式身份认证方法，其特征在于，包括：

分别采集并记录用户在移动和静止的身体姿势下多次使用智能手机输入密码过程中的触摸行为数据，根据所述触摸行为数据提取所述用户的行为特征；

将所述用户的身体姿势作为上下文信息，该上下文信息包括移动状态和静止状态两种种类的上下文，根据所述用户的行为特征建立多次触摸行为的上下文特征和认证特征，根据所述上下文特征构建上下文检测分类器，并根据所述认证特征构建每种上下文对应的触摸行为认证分类器；

利用所述上下文检测分类器和触摸行为认证分类器对待认证用户的触摸行为数据进行认证处理，根据认证结果确定所述待认证用户的身份的合法性。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的分别采集用户在移动和静止的身体姿势下多次使用智能手机输入密码过程中的触摸行为数据，根据所述触摸行为数据提取所述用户的行为特征，包括：

用户预定义一个设定长度的密码；

通过智能手机中内置的加速计、陀螺仪和磁力计，分别采集并记录所述用户在移动和静止的身体姿势下多次使用智能手机输入所述密码的过程中的触摸行为数据，对所述触摸行为数据进行规范化预处理，所述加速计采集用户敲击手机屏幕引起的手机的抖动数据，所述陀螺仪采集用户操作手机所引起的手机的方向偏转数据，所述磁力计采集用户操作手机的方向数据；

根据所述触摸行为数据提取所述用户的行为特征，所述行为特征包括所述方向偏转数据对应的陀螺仪的三轴及幅度的全局特征和所述方向数据对应的磁力计的三轴及幅度的全局特征，以及所述抖动数据对应的加速计的三轴及幅度的全局特征和局部特征。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的全局特征包括：加速计、陀螺仪和磁力计的传感器时域的平均值、中值、标准差、方差、极差、偏度、峰度、最大值、最小值、25％分位数、75％分位数、传感器频域幅度的最大值及其对应的频率、传感器频域幅度的第二大极值；

所述局部特征包括：起始值、结束值、取值从大到小排列的前n个极大值及其位置、取值从小到大排列的前n个极小值及其位置，n的大小与密码长度一致。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的规范化预处理包括：剔除异常数据，对剔除后的数据利用移动平均法滤波降噪，以及对滤波后的数据进行平移变换，所述的平移变换的操作包括：将数据的起始值和结束值的和求均值得到平移量，利用所述平移量对所有数据进行变换，将数据的变化范围成比例的缩小。

5.根据权利要求2至4任一项所述的方法，其特征在于，所述的根据所述用户的行为特征建立多次触摸行为的上下文特征和认证特征，根据所述上下文特征构建上下文检测分类器，并根据所述认证特征构建每种上下文对应的触摸行为认证分类器，包括：

通过最小冗余最大相关性mRMR特征选择法提取用户的行为特征中排名前设定数量个的行为特征，将这些行为特征作为上下文特征；

通过柯尔莫哥洛夫-斯摩洛夫KS检验统计所有行为特征的分布，如果多数用户的某些行为特征属于同分布，则剔除掉这些同分布的行为特征，将剩余的行为特征作为认证特征；

将所述上下文特征利用随机森林分类器进行训练，得到上下文检测分类器，将所述认证特征利用随机森林分类器进行训练，得到每种上下文对应的触摸行为认证分类器，该触摸行为认证分类器包括静止状态的上下文对应的触摸行为认证分类器和移动状态的上下文对应的触摸行为认证分类器。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的利用所述上下文检测分类器和触摸行为认证分类器对待认证用户的触摸行为数据进行认证处理，根据认证结果确定所述待认证用户的身份的合法性，包括：

采集并记录待认证用户使用智能手机输入所述密码过程中的触摸行为数据，根据所述触摸行为数据提取所述待认证用户的行为特征，根据所述待认证用户的行为特征获取触摸行为的上下文特征和认证特征；

将所述待认证用户的上下文特征输入所述上下文检测分类器，所述上下文检测分类器输出所述待认证用户的上下文是静止状态或者移动状态，根据所述上下文的静止状态或者移动状态选择对应的触摸行为认证分类器，将所述待认证用户的认证特征输入所述对应的触摸行为认证分类器，该触摸行为认证分类器输出待认证用户的身份的合法性的认证结果，该认证结果包括所述待认证用户的身份认证通过或者认证失败。