專利名稱：一種基于觸摸屏漢字筆跡的文檔加密及解密方法
技術領域：
本發(fā)明屬于計算機信息安全文檔保護技術領域，具體涉及一種基于觸摸屏漢字筆 跡的文檔加密及解密方法。
背景技術：
目前，人們生產(chǎn)生活中大量私密、重要信息普遍以電子文檔的形式存放于個人電 腦或文檔服務器中。電子文檔本身易遭受網(wǎng)絡攻擊，存在被竊取、破壞、未授權散布等危險。 尤其是隨著智能手機的大量普及，手機中大量私密信息以文檔形式存儲，一旦手機丟失，私 密信息極易泄漏。因此，對文檔的加密保護顯得非常重要。對用戶而言，文檔加密除了具有高保密性外，還希望能方便、靈活，即有較好的用 戶體驗。目前的文檔加密一般采用以下2種1)對文檔加解密之前要求用戶輸入密鑰，密鑰由用戶自行保管，一般記憶在人腦 中。2)將加密密鑰經(jīng)加密后存儲在本地文件系統(tǒng)中，對文檔加解密時由系統(tǒng)自行調 用；加密密鑰的密鑰由公私鑰體系生成，一般為數(shù)字證書，存儲在U盾等專門設備中，用戶 隨身攜帶。用人腦記憶密鑰，增加了人腦的工作負擔，存在遺忘密鑰的可能，用戶體驗不好。 另外，人記憶密鑰的能力有限，實際使用中往往是“一碼通”，即所有的文件只用一個密鑰加 解密，安全性不高。用U盾等專門設備進行加解密在私人住所等環(huán)境使用比較方便，但在移動環(huán)境或 公共場合中使用卻不方便，更有丟失U盾的危險。尤其智能手機不僅小巧，而且在不斷移動 中，在其上使用U盾，顯然不太方便。綜上，現(xiàn)有的文檔加密方法在人們生產(chǎn)生活中的某些場合使用并不方便，尤其在 對智能手機的私密信息進行保護時。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在上述不足，提出了一種基于觸摸屏漢字筆跡的文檔加密 及解密方法，該方法無需用戶記憶密鑰，也無需用戶攜帶專門設備，使用方便，并且可以做 到一檔一密。其在提供用戶良好體驗的同時，也具備較高的安全性。該方法特別適用于智 能手機，具有較好的用戶體驗。本發(fā)明采取以下技術方案基于觸摸屏漢字筆跡的文檔加密方法第一步，用戶在觸摸屏上書寫簽名，觸摸屏數(shù)據(jù)采樣函數(shù)記錄用戶書寫軌跡，取得 采樣結果；第二步，從用戶書寫軌跡中提取筆跡向量，并標準化；第三步，將第二步標準化后的筆跡向量映射為區(qū)域向量，并提取加密密鑰1 ；第四步，產(chǎn)生隨機漢字文本串，顯示給用戶，用戶在觸摸屏上書寫這些漢字，觸摸屏數(shù)據(jù)采樣函數(shù)記錄用戶書寫軌跡；第五步，從第四步獲得的用戶書寫軌跡中提取筆跡向量，并標準化；第六步，將第五步標準化后的筆跡向量映射為區(qū)域向量，并提取加密密鑰2 ；第七步，選定對稱加密算法+加密密鑰2加密待加密文檔，生成加密文檔1 ；第八步，將第四步中產(chǎn)生的隨機文本串與加密文檔1 一起打包，生成中間文檔；第九步，用選定的對稱加密算法+加密密鑰1加密第八步得到的中間文檔，得到加 密文檔2。加密文檔2即為最后的加密文檔。優(yōu)選的，第二步中，標準化處理分兩步進行標準化處理1與標準化處理2，以第1 個采樣點為坐標原點，后續(xù)采樣點與第1采樣點的差值為新坐標值，將采樣結果轉化為新 坐標值，完成標準化處理1 ；標準化處理2將尺寸規(guī)整到約定的矩形范圍內，通過掃描采樣 結果序列，取出序列中長、寬的最大值做分母，約定的矩形長、寬值做分子，得到長、寬的標 準化比值；將采樣結果序列乘以標準化比值得到標準化結果。優(yōu)選的，第三步，將約定的矩形范圍細分為一定數(shù)量的小矩形，筆跡向量經(jīng)過的小 矩形序列即為區(qū)域向量，小矩形的中心點為該區(qū)域的區(qū)域值；每一段筆劃提取若干比特作 為密鑰，若干段筆劃提取的比特順次拼接形成加密密鑰1。優(yōu)選的，第五步，標準化處理分兩步進行標準化處理1與標準化處理2，以第1個 采樣點為坐標原點，后續(xù)采樣點與第1采樣點的差值為新坐標值，將采樣結果轉化為新坐 標值，完成標準化處理1 ；標準化處理2將尺寸規(guī)整到約定的矩形范圍內，通過掃描采樣結 果序列，取出序列中長、寬的最大值做分母，約定的矩形長、寬值做分子，得到長、寬的標準 化比值；將采樣結果序列乘以標準化比值得到標準化結果。優(yōu)選的，第六步，將約定的矩形范圍細分為一定數(shù)量的小矩形，筆跡向量經(jīng)過的小 矩形序列即為區(qū)域向量，小矩形的中心點為該區(qū)域的區(qū)域值；每一段筆劃提取若干比特作 為密鑰，若干段筆劃提取的比特順次拼接形成加密密鑰2?；谟|摸屏漢字筆跡的文檔方法第一步，用戶在觸摸屏上書寫簽名，觸摸屏數(shù)據(jù)采樣函數(shù)記錄用戶書寫軌跡，取得 采樣結果；第二步，從用戶書寫軌跡中提取筆跡向量，并標準化；第三步，將第二步標準化后的筆跡向量映射為區(qū)域向量，并提取解密密鑰1 ；第四步，用選定的對稱加密算法+解密密鑰1，解密加密文檔，生成臨時文檔；第五步，從臨時文檔中析出隨機文本串，用戶在觸摸屏上書寫該文本串，并記錄書 寫軌跡；第六步，從第五步記錄的書寫軌跡中提取筆跡向量，并標準化；第七步，將第六步標準化后的筆跡向量映射為區(qū)域向量，并提取解密密鑰2 ；第八步，用選定的對稱加密算法+解密密鑰2解密臨時文檔，完成文檔解密。優(yōu)選的，第二步中，標準化處理分兩步進行標準化處理1與標準化處理2，以第1 個采樣點為坐標原點，后續(xù)采樣點與第1采樣點的差值為新坐標值，將采樣結果轉化為新 坐標值，完成標準化處理1 ；標準化處理2將尺寸規(guī)整到約定的矩形范圍內，通過掃描采樣 結果序列，取出序列中長、寬的最大值做分母，約定的矩形長、寬值做分子，得到長、寬的標 準化比值；將采樣結果序列乘以標準化比值得到標準化結果。
優(yōu)選的，第三步，將約定的矩形范圍細分為一定數(shù)量的小矩形，筆跡向量經(jīng)過的小 矩形序列即為區(qū)域向量，小矩形的中心點為該區(qū)域的區(qū)域值；每一段筆劃提取若干比特作 為密鑰，若干段筆劃提取的比特順次拼接形成解密密鑰1。優(yōu)選的，第六步，標準化處理分兩步進行標準化處理1與標準化處理2，以第1個 采樣點為坐標原點，后續(xù)采樣點與第1采樣點的差值為新坐標值，將采樣結果轉化為新坐 標值，完成標準化處理1 ；標準化處理2將尺寸規(guī)整到約定的矩形范圍內，通過掃描采樣結 果序列，取出序列中長、寬的最大值做分母，約定的矩形長、寬值做分子，得到長、寬的標準 化比值；將采樣結果序列乘以標準化比值得到標準化結果。優(yōu)選的，第七步，將約定的矩形范圍細分為一定數(shù)量的小矩形，筆跡向量經(jīng)過的小 矩形序列即為區(qū)域向量，小矩形的中心點為該區(qū)域的區(qū)域值；每一段筆劃提取若干比特作 為密鑰，若干段筆劃提取的比特順次拼接形成解密密鑰2。(注前述觸摸屏采樣函數(shù)為觸摸屏操作系統(tǒng)自帶的，具體采樣函數(shù)視不 同的觸摸屏操作系統(tǒng)而異，如Android系統(tǒng)提供了如下采樣函數(shù)andr0id_serVer_ KeyInputQueue_readEvent()。)本發(fā)明基于觸摸屏漢字筆跡的文檔加密及解密方法，該方法無需用戶記憶密鑰， 也無需用戶攜帶專門設備，使用方便，并且可以做到一檔一密。其在提供用戶良好體驗的同 時，也具備較高的安全性。該方法特別適用于智能手機，具有較好的用戶體驗。


圖1為基于觸摸屏漢字筆跡的文檔加密過程示意圖。圖2為漢字筆跡密鑰提取流程圖。圖3為筆跡向量映射到區(qū)域向量示意圖。圖4為基于觸摸屏漢字筆跡的文檔解密過程示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。如圖1所示，基于觸摸屏漢字筆跡的文檔加密方法流程第一步，用戶在觸摸屏上書寫簽名。書寫的漢字大小無限制，筆劃有限制，即用戶 需固定簽名所完成的筆劃數(shù)及筆劃的先后順序，一般用戶的書寫習慣筆劃順序及筆劃數(shù) 都是固定的。觸摸屏數(shù)據(jù)采樣函數(shù)(此采樣函數(shù)為觸摸屏操作系統(tǒng)自帶的，具體采樣函 數(shù)視不同的觸摸屏操作系統(tǒng)而異，如Android系統(tǒng)提供了如下采樣函數(shù)andr0id_serVer_ KeyInputQueue_readEvent ())能夠記錄用戶手在觸摸屏上移動留下的筆劃軌跡。第二步，從用戶書寫軌跡中提取筆跡向量，并標準化。觸摸屏數(shù)據(jù)采樣函數(shù)能夠 支持對用戶書寫過程中離開觸摸屏表面的行為進行記錄，依據(jù)此記錄可以對用戶書寫時的 筆劃進行準確的分段，分段后筆劃數(shù)據(jù)即為筆跡向量。標準化處理分2步進行，標準化處 理1與標準化處理2。以第1個采樣點為坐標原點，后續(xù)采樣點與第1采樣點的差值為新 坐標值，將采樣結果轉化為新坐標值，完成標準化處理1。用戶書寫漢字有大小，標準化處 理2將尺寸規(guī)整到約定的矩形范圍內，矩形大小可根據(jù)觸摸屏的實際情況決定(如可設為 300X400)。方法為掃描采樣結果序列，取出序列中長、寬的最大值做分母，約定的矩形長、寬值做分子，得到長、寬的標準化比值；將采樣結果序列乘以標準化比值得到標準化結果。第三步，將第二步標準化后的筆跡向量映射為區(qū)域向量，并提取加密密鑰1。加密 密鑰的提取流程如圖2所示。筆跡向量到區(qū)域向量的映射如圖3所示。將約定的矩形范圍 (如300X400)細分為一定數(shù)量的小矩形(小矩形尺寸可調，可選15X20像素)。筆跡向 量經(jīng)過的小矩形序列即為區(qū)域向量，小矩形的中心點為該區(qū)域的區(qū)域值。每一段筆劃提取 若干比特作為密鑰，若干段筆劃提取的比特順次拼接形成加密密鑰。比特提取方法為非筆劃起始點提取比特=(區(qū)域值-筆劃起始點區(qū)域值)_>比特序列；
筆劃起始點提取比特=[■跳_施]->比特序列?！?表示取整數(shù)，N為縮放系數(shù)(10，15，20等均可)，N的作用可以視為放大小矩形 的尺寸，增加筆劃起始點的匹配概率。第四步，產(chǎn)生隨機漢字文本串(具體產(chǎn)生方法可由用戶自定義；建議為選定一個 漢字集合，含若干漢字，如100個常用漢字，用隨機函數(shù)，如rand () /100，選定集合中某一漢 字，重復若干步，得到隨機漢字文本串)，顯示給用戶，用戶在觸摸屏上書寫這些漢字，觸摸 屏數(shù)據(jù)采樣函數(shù)記錄用戶書寫軌跡。該步驟對用戶的書寫要求與第一步相同。由于漢字文 本串可以任意選取，因此加密用戶文檔可以做到一檔一密。第五步，從用戶書寫軌跡中提取筆跡向量，并標準化。該步驟實施過程與第二步相 同。第六步，將第五步標準化后的筆跡向量映射為區(qū)域向量，并提取加密密鑰2。該步 驟實施過程與第三步相同。第七步，選定對稱加密算法(如AES、3DES等，因AES、3DES為加密領域經(jīng)典算法， 因此不作詳述)，用加密密鑰2加密待加密文檔，生成加密文檔1。第八步，將第四步中產(chǎn)生的隨機文本串與加密文檔1 一起打包，生成中間文檔。第九步，用選定的對稱加密算法+加密密鑰1加密第八步得到的中間文檔，得到加 密文檔2，此加密文檔2即為最后的加密文檔?；谟|摸屏漢字筆跡的文檔解密流程如圖4所示第一步，用戶在觸摸屏上書寫簽名，觸摸屏數(shù)據(jù)采樣函數(shù)記錄用戶書寫軌跡。該步 驟實施過程與文檔加密部分第一步相同。第二步，從用戶書寫軌跡中提取筆跡向量，并標準化。該步驟實施過程與文檔加密 部分第二步相同。第三步，將第二步標準化后的筆跡向量映射為區(qū)域向量，并提取解密密鑰1。該步 驟實施過程與文檔加密部分第三步相同。第四步，用選定的對稱加密算法+解密密鑰1解密加密文檔，生成臨時文檔。選定 的對稱加密算法與文檔加密部分選定的算法相同。第五步，從臨時文檔中析出隨機文本串，用戶在觸摸屏上書寫該文本串，并記錄書 寫軌跡。該步驟對用戶的書寫要求與第一步相同。第六步，從第五步記錄的書寫軌跡中提取筆跡向量，并標準化。該步驟實施過程與 文檔加密部分第五步相同。
第七步，將第六步標準化后的筆跡向量映射為區(qū)域向量，并提取解密密鑰2。該步 驟實施過程與文檔加密部分第六步相同。

第八步，用選定的對稱加密算法+解密密鑰2解密臨時文檔，完成文檔解密。
權利要求
1.一種基于觸摸屏漢字筆跡的文檔加密方法，其特征是按如下步驟進行第一步，用戶在觸摸屏上書寫簽名，觸摸屏數(shù)據(jù)采樣函數(shù)記錄用戶書寫軌跡，取得采樣 結果；第二步，從用戶書寫軌跡中提取筆跡向量，并標準化； 第三步，將第二步標準化后的筆跡向量映射為區(qū)域向量，并提取加密密鑰1 ； 第四步，產(chǎn)生隨機漢字文本串，顯示給用戶，用戶在觸摸屏上書寫這些漢字，觸摸屏數(shù) 據(jù)采樣函數(shù)記錄用戶書寫軌跡；第五步，從第四步獲得的用戶書寫軌跡中提取筆跡向量，并標準化； 第六步，將第五步標準化后的筆跡向量映射為區(qū)域向量，并提取加密密鑰2 ； 第七步，選定對稱加密算法結合加密密鑰2加密待加密文檔，生成加密文檔1 ； 第八步，將第四步中產(chǎn)生的隨機文本串與加密文檔1 一起打包，生成中間文檔； 第九步，用選定的對稱加密算法結合加密密鑰1加密第八步得到的中間文檔，得到加 密文檔2。加密文檔2即為最后的加密文檔。
2.如權利要求1所述的基于觸摸屏漢字筆跡的文檔加密方法，其特征是第二步中，標 準化處理分兩步進行標準化處理1與標準化處理2，以第1個采樣點為坐標原點，后續(xù)采 樣點與第1采樣點的差值為新坐標值，將采樣結果轉化為新坐標值，完成標準化處理1 ；標 準化處理2將尺寸規(guī)整到約定的矩形范圍內，通過掃描采樣結果序列，取出序列中長、寬的 最大值做分母，約定的矩形長、寬值做分子，得到長、寬的標準化比值；將采樣結果序列乘以 標準化比值得到標準化結果。
3.如權利要求1所述的基于觸摸屏漢字筆跡的文檔加密方法，其特征是第三步，將約 定的矩形范圍細分為一定數(shù)量的小矩形，筆跡向量經(jīng)過的小矩形序列即為區(qū)域向量，小矩 形的中心點為該區(qū)域的區(qū)域值；每一段筆劃提取若干比特作為密鑰，若干段筆劃提取的比 特順次拼接形成加密密鑰1。
4.如權利要求1所述的基于觸摸屏漢字筆跡的文檔加密方法，其特征是第五步，標準 化處理分兩步進行標準化處理1與標準化處理2，以第1個采樣點為坐標原點，后續(xù)采樣 點與第1采樣點的差值為新坐標值，將采樣結果轉化為新坐標值，完成標準化處理1 ；標準 化處理2將尺寸規(guī)整到約定的矩形范圍內，通過掃描采樣結果序列，取出序列中長、寬的最 大值做分母，約定的矩形長、寬值做分子，得到長、寬的標準化比值；將采樣結果序列乘以標 準化比值得到標準化結果。
5.如權利要求1所述的基于觸摸屏漢字筆跡的文檔加密方法，其特征是第六步，將約 定的矩形范圍細分為一定數(shù)量的小矩形，筆跡向量經(jīng)過的小矩形序列即為區(qū)域向量，小矩 形的中心點為該區(qū)域的區(qū)域值；每一段筆劃提取若干比特作為密鑰，若干段筆劃提取的比 特順次拼接形成加密密鑰2。
6.一種基于觸摸屏漢字筆跡的文檔解密方法，其特征是按如下步驟進行第一步，用戶在觸摸屏上書寫簽名，觸摸屏數(shù)據(jù)采樣函數(shù)記錄用戶書寫軌跡，取得采樣 結果；第二步，從用戶書寫軌跡中提取筆跡向量，并標準化； 第三步，將第二步標準化后的筆跡向量映射為區(qū)域向量，并提取解密密鑰1 ； 第四步，用選定的對稱加密算法結合解密密鑰1，解密加密文檔，生成臨時文檔；第五步，從臨時文檔中析出隨機文本串，用戶在觸摸屏上書寫該文本串，并記錄書寫軌跡；第六步，從第五步記錄的書寫軌跡中提取筆跡向量，并標準化；第七步，將第六步標準化后的筆跡向量映射為區(qū)域向量，并提取解密密鑰2 ；第八步，用選定的對稱加密算法結合解密密鑰2解密臨時文檔，完成文檔解密。
7.如權利要求6所述的基于觸摸屏漢字筆跡的文檔解密方法，其特征是第二步中，標 準化處理分兩步進行標準化處理1與標準化處理2，以第1個采樣點為坐標原點，后續(xù)采 樣點與第1采樣點的差值為新坐標值，將采樣結果轉化為新坐標值，完成標準化處理1 ；標 準化處理2將尺寸規(guī)整到約定的矩形范圍內，通過掃描采樣結果序列，取出序列中長、寬的 最大值做分母，約定的矩形長、寬值做分子，得到長、寬的標準化比值；將采樣結果序列乘以 標準化比值得到標準化結果。
8.如權利要求6所述的基于觸摸屏漢字筆跡的文檔解密方法，其特征是第三步，將約 定的矩形范圍細分為一定數(shù)量的小矩形，筆跡向量經(jīng)過的小矩形序列即為區(qū)域向量，小矩 形的中心點為該區(qū)域的區(qū)域值；每一段筆劃提取若干比特作為密鑰，若干段筆劃提取的比 特順次拼接形成解密密鑰1。
9.如權利要求6所述的基于觸摸屏漢字筆跡的文檔解密方法，其特征是第六步，標準 化處理分兩步進行標準化處理1與標準化處理2，以第1個采樣點為坐標原點，后續(xù)采樣 點與第1采樣點的差值為新坐標值，將采樣結果轉化為新坐標值，完成標準化處理1 ；標準 化處理2將尺寸規(guī)整到約定的矩形范圍內，通過掃描采樣結果序列，取出序列中長、寬的最 大值做分母，約定的矩形長、寬值做分子，得到長、寬的標準化比值；將采樣結果序列乘以標 準化比值得到標準化結果。
10.如權利要求6所述的基于觸摸屏漢字筆跡的文檔解密方法，其特征是第七步，將 約定的矩形范圍細分為一定數(shù)量的小矩形，筆跡向量經(jīng)過的小矩形序列即為區(qū)域向量，小 矩形的中心點為該區(qū)域的區(qū)域值；每一段筆劃提取若干比特作為密鑰，若干段筆劃提取的 比特順次拼接形成解密密鑰2。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于觸摸屏漢字筆跡的文檔加密及解密方法。加密方法一，觸摸屏數(shù)據(jù)采樣函數(shù)記錄用戶書寫軌跡；第二步，從書寫軌跡中提取筆跡向量，并標準化；三，將筆跡向量映射為區(qū)域向量，提取加密密鑰1；四，系統(tǒng)產(chǎn)生隨機漢字文本串，用戶在觸摸屏上書寫這些漢字，觸摸屏數(shù)據(jù)采樣函數(shù)記錄用戶書寫軌跡；五，從第四步獲得的用戶書寫軌跡中提取筆跡向量并標準化；六，將第五步的筆跡向量映射為區(qū)域向量并提取加密密鑰2；七，選定對稱加密算法+加密密鑰2加密待加密文檔，生成加密文檔1；八，將第四步的隨機文本串與加密文檔1一起打包，生成中間文檔；九，用對稱加密算法+加密密鑰1加密第八步得到的中間文檔，得到加密文檔2。
文檔編號G06F21/24GK102063599SQ20111000351
公開日2011年5月18日 申請日期2011年1月10日 優(yōu)先權日2011年1月10日
發(fā)明者吳震東 申請人:杭州電子科技大學