一种防伪电子签名设备、签名方法及认证方法与流程

本发明属于电子签名设备领域，尤其涉及一种防伪电子签名设备、签名方法及认证方法。

背景技术：

随着科学技术的发展，电子签名设备已经广泛的应用于金融领域，移动通信领域以及无纸化办公领域。目前，市面上出现的各种电子签名设备作为实名认证的一种辅助方式，逐渐得到普及。

然而，现有的电子签名设备仅能单纯的模拟用户的签名笔迹，极易被不法分子仿冒，防伪性能较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种防伪电子签名设备、签名方法及认证方法，旨在解决现有的电子签名设备仅能单纯的模拟用户的签名笔迹，极易被不法分子仿冒，防伪性能较低的问题。

本发明是这样实现的，一种防伪电子签名设备，通过PC客户端与服务器连接，包括触控屏和与所述触控屏配套的触控笔，还包括：

与所述PC客户端连接并双向通信，输入电能为所述防伪电子签名设备供电的接口模块；

与所述接口模块连接，用于捕捉用户面部特征的动态视频信号或静态图像信号，并通过所述接口模块传递给所述PC客户端处理为视频显示信号或图像显示信号的摄像头模组；

与所述触控屏和所述接口模块连接，以通过所述接口模块获取所述视频显 示信号或所述图像显示信号，并传递给所述触控屏进行显示的控制板；

与所述触控屏和所述接口模块连接，以将通过所述触控笔写入的原笔迹签名加签到所述视频显示信号或所述图像显示信号上，处理为视频签名信号或图像签名信号，并通过所述接口模块回传给所述PC客户端以通过所述服务器保存或认证的图像处理模块。

优选的，所述防伪电子签名设备还包括分别与所述控制板、所述触控屏和所述图像处理模块连接并供电，通过所述接口模块外接电源或所述PC客户端输入电能的电源管理模块。

优选的，所述图像处理模块包括：

将所述原笔迹签名加签到所述视频显示信号上，合成为视频签名信号的视频签名处理单元；

将所述原笔迹签名加签到所述图像显示信号上，合成为图像签名信号的图像签名处理单元。

优选的，所述触控屏为同时支持电容屏手指触控及电磁笔触控的双触控屏，对应的，所述触控笔为电磁笔。

优选的，还包括与所述图像处理模块和所述电源管理模块连接，用于采集用户指纹图像以代替所述原笔迹签名的指纹采集面板。

优选的，所述接口模块包括与所述PC客户端连接并双向通信的主接口以及与主接口连接并双向通信的多个子接口，所述多个子接口包括与所述控制板连接并双向通信的第一子接口、与所述电源管理模块连接的第二子接口、与所述图像处理模块连接的第三子接口以及与所述摄像头模组连接的第四子接口。

优选的，所述接口模块为有线或基于无线通信技术的USB集线器，对应的，所述主接口为USB上联接口，所述第一子接口、所述第二子接口、所述第三子接口以及所述第四子接口均为USB下联接口。

优选的，所述控制板包括：

与所述第一子接口连接并双向通信的USB接口；

与所述触控屏连接的LVDS接口；以及

分别与所述USB接口和所述LVDS接口连接，以实现USB协议和LVDS协议之间数据转换的FPGA数据转换单元。

本发明还一种防伪电子签名方法，所述方法通过如前任一项所述的防伪电子签名设备来执行，该方法包括：

摄像头模组捕捉用户面部特征的动态视频信号或静态图像信号；

接口模块将所述动态视频信号或所述静态图像信号传递给PC客户端处理为视频显示信号或图像显示信号，并接收PC客户端回传的视频显示信号或图像显示信号；

控制板获取所述视频显示信号或所述图像显示信号并发送给所述触控屏；

触控屏接收所述视频显示信号或所述图像显示信号并进行显示；

触控笔受用户控制在所述触控屏所显示的所述视频显示信号或所述图像显示信号上加签原笔迹签名；

图像处理模块获取所述加签了原笔迹签名之后的视频显示信号或图像显示信号，将其处理为视频签名信号或图像签名信号并发送给所述接口模块；

所述接口模块将所述视频签名信号或所述图像签名信号发送给PC客户端，以通过服务器保存或认证。

本发明还提供一种防伪电子签名的认证方法，所述方法通过PC客户端来执行，该方法包括：

接收用户通过防伪电子签名设备发送的电子签名认证请求，并对该请求进行响应；

接收用户通过防伪电子签名设备发送的包含用户面部特征的动态视频签名信号或静态图像签名信号；

调取如前所述的保存在服务器上的视频签名信号或图像签名信号；

将所述用户通过防伪电子签名设备发送的视频签名信号或图像签名信号，与所述保存在服务器上的视频签名信号或图像签名信号进行比对；

若比对结果一致，则认证成功；

若比对结果不一致，则认证失败。

本发明提供的防伪电子签名设备与现有技术相比，有益效果在于：

通过设置用于摄取用户面部特征的摄像头模组，并通过图像处理模块将包含用户面部特征的动态视频信号或静态图像信号与用户的原笔迹签名进行结合处理，在原有的单纯的原笔迹签名的基础上增加了用户的面部特征，增加了电子签名的防伪性能；

通过在图像处理模块中设置视频签名处理单元和图像签名处理单元，分别用于对用户面部特征的动态视频信号、原笔迹签名的合成以及静态图像信号、原笔迹签名的合成进行处理，提高了处理性能；

通过设置指纹采集面板，用以采集用户指纹图像来代替原笔迹签名，为用户提供了多种可选的防伪电子签名方式，同时也方便了部分不会写字或者由于特殊原因不方便写字的用户；

通过选用同时支持电容屏手指触控及电磁笔触控的双触控屏作为所述防伪电子签名设备的触控屏，选用配套的电磁笔进行原笔迹书写，使得通过所述触控屏不但能真实模拟用户的笔迹还可以真实模拟笔迹的笔锋和粗细，实现了与在纸张上书写同等的效果，可以做笔记分析很鉴别；

通过单独的接口模块来与PC客户端连接，使其可以根据用户需要与任何PC客户端设备连接进行电子签名，即插即用，简单方便；

通过USB集线器作为与PC客户端设备连接的接口设备，可支持所有具有USB接口的PC客户端设备，应用广泛，支持热插拔；

电源管理模块内置可充电电池，并通过无线USB集线器作为与PC客户端设备进行无线连接的接口设备，使得用户可通过该防伪电子签名设备与处于同一无线局域网络覆盖范围内任何PC客户端进行无线连接，不受通信线缆长度的限制，更加的方便、灵活。

本发明提供的防伪电子签名方法，与现有技术相比，有益效果在于：

通过将用户的原笔迹签名加签在包含用户面部特征的动态视频信号或静态图像信号上，给用户提供了可选的多种防伪电子签名方式，同时，由于用户的面部特征不易被不法分子仿冒，因而进一步增加了电子签名的防伪性能。

本发明提供的防伪电子签名认证方法，与现有技术相比，有益效果在于：

通过将加签有用户原笔迹签名的包含用户面部特征的视频签名信号或图像签名信号与服务器中存储的视频签名信号或图像签名信号进行比对，根据比对结果可快速认证电子签名的真假，同时由于用户的面部特征信息不易被仿冒，因而增加了电子签名认证结果的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的防伪电子签名设备的基本结构框图；

图2是本发明的优选实施例提供的防伪电子签名设备的具体结构框图；

图3是本发明实施例提供的防伪电子签名方法的流程框图；

图4是本发明实施例提供的防伪电子签名的认证方法的流程框图。

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，以下结合附图及实施例，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。

图1是本发明实施例提供的防伪电子签名设备的基本结构框图。

如图1所示，本发明实施例提供的防伪电子签名设备100，通过PC客户端200与服务器300连接，包括触控屏10和与所述触控屏配套的触控笔20，还包括接口模块30、摄像头模组40、控制板50、图像处理模块60以及电源管理模块70。

在具体应用中，用户可以根据自身需要选择电子签名方式，对于普通的需要进行电子签名的文件，若不需要太高的防伪性能，用户可以仅通过触控笔在 触控屏上进行原笔迹签名，然后通过控制板进行格式转换，并经接口模块传递给PC客户端，以保存在服务器中，或者与服务器中事先保存的电子签名进行比对认证真伪。

在本实施例中，触控屏10优选为同时支持电容屏手指触控及电磁笔触控的双触控屏，对应的，触控笔20优选为电磁笔。

双触控屏接收电磁笔发射的无线触控信号，并对信号进行定位，该无线触控信号不仅具有平行于触控屏平面的水平X轴或Y轴信号，还能够提供垂直于触控屏平面的纵向Z轴信号，使得触控屏不但能真实模拟用户的笔迹还可以真实模拟笔迹的笔锋和粗细，实现了与在纸张上书写同等的效果，可以做笔记分析很鉴别。

在具体应用中，触控屏也可以选用电容屏或电磁屏，对应的触控笔也可以是电容笔，只是本实施例中优选双触控屏和电磁笔作为最佳实施方式。

接口模块30与PC客户端200连接并双向通信，所述双向通信可以采用有线通信方式也可以采用无线通信方式，接口模块30外接电源输入电能为防伪电子签名设备100供电。

在具体应用中，接口模块30可以是通过线缆与PC客户端200有线连接的有线通信模块，也可以是基于无线通信技术的无线通信模块，该接口模块也可以同时具备有线与无线通信功能，当采用无线通信方式时，对应连接的PC客户端也应具备相应的无线联网功能。所述无线通信技术，可以选用ZigBee、蓝牙、WiFi、红外等常用的无线通信技术。

摄像头模组40与接口模块30连接，用于捕捉用户面部特征的动态视频信号或静态图像信号，并通过接口模块30传递给PC客户端200处理为视频显示信号或图像显示信号。

在本实施例中，所述用户面部特征的动态视频信号，具体是指用户根据特定的顺序所做的多种不同或相同的面部表情，也可以是用户按照非特定顺序随机做出的多种不同或相同的面部表情。

在具体应用中，对于防伪性能要求较高的签名认证场合，用户可以通过摄像头模组捕捉用户面部特征的动态视频信号并加签原笔迹签名作为用以验证身份的电子签名；对于防伪性能要求相对较低的签名认证场合，用户可以通过摄像头模组捕捉自身面部特征的静态图像信号并加签原笔迹签名作为用以验证身份的电子签名。可以同等替换的是，也可以采用用户特质的具有特殊含义或明显辨识度的普通图形来代替用户的面部特征，作为所述静态图像信号。本实施例所提供的防伪电子签名屏，仅通过包含用户面部特征的动态视频信号或静态图像信号来完成签名验证，而不加签用户的原笔迹签名，在技术上也是可行的。

控制板50与触控屏10和接口模块30连接，以通过接口模块30获取视频显示信号或图像显示信号，并传递给触控屏10进行显示。

在本实施例中，控制面板主要用来进行格式转换，将经触控屏输入的原笔迹签名转换为支持PC客户端的显示格式，同时也将PC客户端回传给触控屏的相关信号转换为支持触控屏显示的格式。

图像处理模块60与触控屏10和接口模块30连接，以将通过触控笔20写入触控屏10的原笔迹签名加签到视频显示信号或图像显示信号上，处理为视频签名信号或图像签名信号，并通过接口模块30回传给所述PC客户端200以通过服务器300保存或认证。

在具体应用中，通过服务器对加签有原笔迹签名的视频签名信号或图像签名信号进行认证的过程，包含对用户的原笔迹签名进行认真的步骤，也包含基于人脸识别技术的人脸识别认证步骤。

电源管理模块70分别与控制板50、触控屏10和图像处理模块60连接并供电，其通过接口模块30外接电源或PC客户端200输入电能。

在本实施例中，当接口模块为具备无线通信功能的无线通信模块时，电源管理模块可选用内置可充电电池的电源设备，用以配合无线通信模块使所述防伪电子签名设备可以与PC客户端之间的无线连接。

图2是本发明的优选实施例提供的防伪电子签名设备的具体结构框图。

图2所示的防伪电子签名设备，是在图1所示的防伪电子签名设备的基础之上所做的进一步扩充和完善。

如图2所示，在本优选实施例中，防伪电子签名设备100还包括指纹采集面板80，该指纹采集面板与图像处理模块60和电源管理模块70连接，用于采集用户的指纹图像以代替所述原笔迹签名。

在具体应用中，对于部分不会写字或者由于特殊原因不方便写字的用户，可通过指纹采集面板输入指纹，用于同等替代原笔迹签名。

接口模块30包括与所述PC客户端连接并双向通信的主接口31，以及与主接口31连接并双向通信的多个子接口，所述多个子接口包括与控制板50连接并双向通信的第一子接口311、与电源管理模块70连接的第二子接口312、与图像处理模块60连接的第三子接口313以及与摄像头模组40连接的第四子接口314。

在本优选实施例中，接口模块30为USB集线器，对应的，所述主接口31为USB上联接口，所述第一子接口311、所述第二子接口312、所述第三子接口313以及所述第四子接口314均为USB下联接口。

在具体应用中，电源管理模块70可以内置可充电电池，接口模块30可以为无线USB集线器，对应的，所述主接口31为基于无线通信技术的无线收发接口，所述第一子接口311、所述第二子接口312、所述第三子接口313以及所述第四子接口314均为与所述无线收发接口连接的USB下联接口。

控制板50包括：与所述第一子接口311连接并双向通信的USB接口51；与触控屏10连接的LVDS接口52；以及分别与所述USB接口51和所述LVDS接口52连接，以实现USB协议和LVDS协议之间数据转换的FPGA数据转换单元53。

图像处理模块60包括视频签名处理单元61和图像签名处理单元62，其中，视频签名处理单元61，用于将所述原笔迹签名加签到所述视频显示信号上，合成为视频签名信号；图像签名处理单元62用于将所述原笔迹签名加签到所述图 像显示信号上，合成为图像签名信号。

图3是本发明实施例提供的防伪电子签名方法的流程框图。

如图3所示，所述防伪电子签名方法，通过如前所述的防伪电子签名设备100来执行，该方法包括：

步骤S101：摄像头模组捕捉用户面部特征的动态视频信号或静态图像信号。

在一优选实施例中，步骤S101还可以是：摄像头模组捕捉特定图像的静态图像信号。

步骤S102：接口模块将所述动态视频信号或所述静态图像信号传递给PC客户端处理为视频显示信号或图像显示信号，并接收PC客户端回传的视频显示信号或图像显示信号。

在具体应用中，所述传递给PC客户端处理为视频显示信号或图像显示信号，具体是指，PC客户端将所述动态视频信号或所述静态图像信号处理为适合于所述触控屏的最佳显示分辨率的信号。

步骤S103：控制板获取所述视频显示信号或所述图像显示信号并发送给所述触控屏。

在一优选实施例中，步骤103具体包括，控制面板获取所述视频显示信号或所述图像显示信号，通过FPGA协议将所述视频显示信号或所述图像显示信号转换为支持LVDS协议的数据，并发送给所述触控屏进行显示。

步骤S104：触控屏接收所述视频显示信号或所述图像显示信号并进行显示。

步骤S105：触控笔受用户控制在所述触控屏所显示的所述视频显示信号或所述图像显示信号上加签原笔迹签名。

步骤S106：图像处理模块获取所述加签了原笔迹签名之后的视频显示信号或图像显示信号，将其处理为视频签名信号或图像签名信号，并发送给所述接口模块。

在具体应用中，所述图像处理模块获取所述加签了原笔迹签名之后的视频显示信号或图像显示信号，将其处理为视频签名信号或图像签名信号，具体是 指，将所述原笔迹签名加签到所述视频显示信号上，合成为视频签名信号；将所述原笔迹签名加签到所述图像显示信号上，合成为图像签名信号的图像签名处理单元。

在一优选实施例中，步骤S105还可以是：

指纹采集面板输入用户的指纹图像，并通过所述图像处理模块加签在所述视频显示信号或所述图像显示信号上；

对应的，步骤S106还可以是：

图像处理模块将所述加签了原笔迹签名之后的视频显示信号或图像显示信号，处理为视频签名信号或图像签名信号并发送给所述接口模块。

步骤S107：所述接口模块将所述视频签名信号或所述图像签名信号发送给PC客户端，以通过服务器保存或认证。

图4是本发明实施例提供的防伪电子签名的认证方法的流程框图。

如图4所示，所述防伪电子签名的认证方法通过PC客户端来执行，该方法包括：

步骤S201：接收用户通过防伪电子签名设备发送的电子签名认证请求，并对该请求进行响应。

在一优选实施例中，步骤S201之前还包括：

判断服务器中是否已经保存有当前验证用户的视频签名信号或图像签名信号；

若是，则进入步骤S201；

若否，则提示该用户按照步骤S101～S107保存视频签名信号或图像签名信号，并退出本次认证服务。

步骤S202：接收用户通过防伪电子签名设备发送的包含用户面部特征的动态视频签名信号或静态图像签名信号。

步骤S203：调取保存在服务器上的视频签名信号或图像签名信号。

上述步骤S203中所述保存在服务器上的视频签名信号或图像签名信号，具 体是指前述步骤S101～S107所述的保存在服务器上的视频签名信号或图像签名信号。

步骤S204：将所述用户通过防伪电子签名设备发送的视频签名信号或图像签名信号，与所述保存在服务器上的视频签名信号或图像签名信号进行比对。

步骤S205：若比对结果一致，则认证成功；若比对结果不一致，则认证失败。

在具体应用中，所述与所述保存在服务器上的视频签名信号或图像签名信号进行比对的步骤基于人脸识别技术。

本发明实施例还提供一种防伪电子签名的认证系统，该系统以PC客户端作为物理载体，该系统包括：

请求响应模块：用于接收用户通过防伪电子签名设备发送的电子签名认证请求，并对该请求进行响应。

信号接收模块：用于接收用户通过防伪电子签名设备发送的包含用户面部特征的动态视频签名信号或静态图像签名信号.

调取模快：用于调取保存在服务器上的视频签名信号或图像签名信号。

所述保存在服务器上的视频签名信号或图像签名信号，具体是指前述步骤S101～S107所述的保存在服务器上的视频签名信号或图像签名信号。

比对模块：用于将所述用户通过防伪电子签名设备发送的视频签名信号或图像签名信号，与所述保存在服务器上的视频签名信号或图像签名信号进行比对；

认证模块：若比对结果一致，则认证成功；若比对结果不一致，则认证失败。

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。