本发明涉及一种密码保护系统，具体地，涉及一种基于多功能按键行为识别的智能密码保护系统。
背景技术：
密码，作为信息安全的保护神，是财产保护和信息安全的重要保障。目前，广泛使用的密码系统主要有数字密码和指纹、刷脸、DNA等生物信息密码。传统的数字密码极易被人偷窥、偷用，由此造成财产损失、个人信息被盗的案件屡见不鲜。而人们普遍认为安全性较高的指纹密码也并非安全。指纹密码容易在扫描屏上留下痕迹，被人采集；目前也有通过人手部照片复制指纹的技术；而且指纹密码只能使用事先录入的指纹解锁，导致在紧急情况下使用不便。而且，指纹、刷脸、DNA等生物信息密码，一旦被盗，将无法更改。如何解决密码系统本身的防偷窥、防破解安全性问题，已成为人们迫切期望解决的问题。
经对现有技术的文献检索发现一篇公告号为CN 104408363A、公告日为2015年03月11日、专利名称为“安全密码系统”的中国专利，该专利技术包括输入终端、储存有用户预设的基础密码信息的数据库、用于将基础密码按照加密原则进行加密运算而形成验证密码的加密运算单元及用于验证用户输入的密码中的有效码是否与加密运算单元经加密运算形成的验证密码所包含的有效字码相一致的验证单元，输入终端设有用于用户输入干扰码和有效码的输入按键，使用户在输入密码时需按照输入终端显示屏上的加密输入提示输入干扰码和经加密后的有效码，加强密码输入的安全性。其不足之处在于，通过窥视、摄像等，依然可以获得输入的密码，而且输入后均能通过验证，从而达不到密码系统本身的防偷窥、防破解的目的。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于多功能按键行为识别的智能密码保护系统，其能不依赖现有ATM机、POS机等采用的防护罩等任何外在装置，有效解决目前密码系统本身的防偷窥、防破解安全性问题。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
基于多功能按键行为识别的智能密码保护系统，包括用于输入密码的多功能按键模块、按键行为信息采集模块、隐性密码模块、隐式变换模块、密码组合模块、密码验证模块，其中：所述按键行为信息采集模块从所述多功能按键模块获得按键编码与按键行为信息，所述隐性密码模块根据按键行为信息自动形成隐性密码，所述隐式变换模块自动对来自所述按键行为信息采集模块采集到的按键编码进行隐式变换，所述密码组合模块自动将所述隐性密码、所述隐式变换后的密码组合成最终密码，所述密码验证模块自动认证所述最终密码的合法性。
优选地，所述智能密码保护系统还设置有按键触感反馈模块，在隐性密码模块的控制下，向用户手指反馈按键压力的大小和/或时间的长短和/或角度的大小，以提高用户友好性。
优选地，所述多功能按键模块包括密码输入所需的全部按键，可以输出每个按键在密码输入时的按键编码以及按键的压力大小、按键的时间长短和按键的角度等按键行为信息。
其中，按键的压力大小、按键的时间长短和按键的角度等按键行为信息可以采用其中的任意1个或2个或3个。
优选地，所述多功能按键模块的按键采用现有电脑中常用的指点杆模块。
优选地，所述隐性密码模块利用所述按键的压力大小和/或按键的时间长短分别自动形成压力码和/或时间码等隐性密码，所述隐性密码在所述最终密码中的位置和/或这些隐性密码的编码值可由用户自定义。
优选地，所述隐性密码模块还可以根据所述按键的压力大小和按键的时间信息以及由此得出的按键节奏等自动形成基于按键动力学的密码使用者身份识别隐性密码。
优选地，所述隐式变换模块利用所述按键的角度信息对密码输入过程中的按键编码值进行隐式变换，也可以利用按键的压力大小或时间的长短对密码输入过程中的按键编码值进行隐式变换，使用户从键盘输入按键编码与真实密码不同、也可以相同，从而实现同一密码具有不同的灵活输入方法；隐式变换的规则可由用户自定义。
优选地，所述密码验证模块用于对所述最终密码的合法性验证：在该最终密码中的全部数码及其顺序均正确，而且其中的隐性密码都是来自隐性密码模块时，判断最终密码为正确；否则，判断最终密码为错误。
优化地，所述多功能按键模块、按键行为信息采集模块、隐性密码模块、隐式变换模块、密码组合模块、密码验证模块，可以在一个电路板上实现，也可以在不同电路板上分别实现其中的1个或多个模块，还可以在本地终端实现或部分在远程服务器实现，各模块间通过电信号或网络通信进行信息传输，以适应本地输入密码并验证、本地输入远程验证的使用需要。
本发明的基于多功能按键行为识别的智能密码保护系统的工作过程及原理如下：
(1)在输入密码过程中，按键行为信息采集模块自动从多功能按键模块采集按键的编码值，同时采集按键的压力大小、按键的时间长短和按键的角度大小等按键行为信息，并经隐性密码模块形成隐性密码来加密所定义的密码位，经隐式变换模块对采集的按键编码值进行隐式变化，经密码组合模块形成最终密码，由密码验证模块对最终密码进行验证；
(2)实现密码系统本身防偷窥、防破解的原理为：
A.由于人眼、摄像等手段无法识别按键的压力大小、难于区分按键的时间长短与按键角度的差异，使得所述隐性密码在输入密码的过程中“不可见”，只能在密码输入过程中根据按键压力、按键时间、按键角度自动产生，经所述密码验证模块认证，而且其隐码值与密码中的其它数码看起来没什么区别，所在位甚至隐性密码值也由用户自定义预设，具有个人独特性和保密性。因此，即使键盘输入时密码被人看到，他人也将因无法正确输入，无法通过认证，从而实现密码的防偷窥、防破解。
B.由于所述隐式变换实现同一密码具有不同的灵活输入方法，别人即使看到输入密码时的按键数码，同样输入后亦无法通过认证，进一步增强密码的防偷窥、防破解。
C.由于不同人的按键压力和时间及其变化特征明显不同，按键行为特征可以代表个人身份。因此，基于按键行为动力学特征的密码使用者身份识别隐性密码，使除非本人的其他人均将无法通过密码认证。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明不依赖防护罩等任何外在装置的保护，实现了密码系统本身的防偷窥和防破解安全性，可解除人们对自己密码泄露的担心。
(2)本发明的智能密码保护系统，较现有数字密码本身的不能防偷窥、防破解，将密码的防偷窥、防破解安全性提升到了100％。
(3)本发明的智能密码保护系统，解除指纹、DNA等生物信息密码已被复制，而且一旦被盗将无法更改的问题。
(4)经测试，本发明的智能密码保护系统具有与现有密码系统相当的用户辨识性。
(5)本发明的智能密码保护系统的适用范围广泛，可用于AMT机、POS机、门锁、保险柜、计算机、网页登录与网络支付等任何需要适用密码的设备，且便于系列化生产制造。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明基于多功能按键行为识别的智能密码保护系统的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
图1所示，本发明实施例提供了一种基于多功能按键行为识别的智能密码保护系统，包括用于输入密码的指点杆键盘、按键行为信息采集模块、隐性密码模块、隐式变换模块、密码组合模块、密码验证模块，其中：所述按键行为信息采集模块从所述指点杆键盘获得按键编码与按键行为信息，所述隐性密码模块根据按键行为信息自动形成隐性密码，所述隐式变换模块自动对来自所述按键行为信息采集模块采集到的按键编码进行隐式变换，所述密码组合模块自动将所述隐性密码、所述隐式变换后的密码组合成最终密码，所述密码验证模块自动认证所述最终密码的合法性。
所述智能密码保护系统还设置有按键触感反馈模块，在所述隐性密码模块的控制下，利用手机微震动马达，向用户手指反馈按键压力的大小等级，以提高用户友好性。
所述指点杆键盘包括密码输入所需的全部按键，每个按键采用指点杆模块，可以输出在密码输入时的按键编码、按键在X轴和Y轴的压力大小和方向、按键的时间长短。
所述隐性密码模块利用所述按键在X轴和Y轴的压力大小和方向，计算按键的压力大小及其与X轴或Y轴的夹角的大小，按预设的压力等级形成压力码；利用按键的时间长短，按预设的等级形成时间码；所述压力码、时间码在所述最终密码中的位置、隐性密码编码值可由用户自定义。
所述隐性密码模块还可以根据所述按键的压力大小和按键的时间信息以及由此得出的按键节奏等自动形成基于按键动力学的密码使用者身份识别隐性密码。
所述隐式变换模块利用所述按键的压力与X轴或Y轴的夹角的大小，将按键角度方位区分为上、下、左、右、中，对来自所述按键行为信息采集模块的按键编码值进行隐式变换，对按键编码值加上或减去用户自定义的相应整数(如，依次为+2、-2、+1、-1、0)，使用户从键盘输入按键编码与真实密码不同或相同，从而实现同一密码具有不同的灵活输入方法。
所述密码验证模块用于对所述最终密码的合法性验证：在该最终密码中的全部数码及其顺序均正确，而且其中的隐性密码都是来自隐性密码模块时，判断最终密码为正确；否则，判断最终密码为错误。
所述指点杆键盘、按键行为信息采集模块、隐性密码模块、隐式变换模块、密码组合模块、密码验证模块，可以在一个电路板上实现，也可以在不同电路板上分别实现其中的1个或多个模块，用于适应本地输入密码并验证；还可以在本地实现指点杆键盘、按键行为信息采集模块、隐性密码模块、隐式变换模块、密码组合模块，远程服务器实现密码验证模块，用于适应网络登录、网络支付等的使用需要。
本实施例的工作过程及原理如下：
(1)在输入密码过程中，按键行为信息采集模块自动从指点杆模块采集按键的编码值，同时采集按键的压力大小、按键的时间长短并计算按键的角度大小等按键行为信息，再经隐性密码模块形成隐性密码，经隐式变换模块对采集的按键编码值进行隐式变化，经密码组合模块形成最终密码，由密码验证模块对最终密码进行验证；
(2)实现密码系统本身防偷窥、防破解的原理为：A.由于人眼、摄像等手段无法识别按键的压力大小、难于区分按键的时间长短与按键角度的差异，使得所述隐性密码在输入密码的过程中“不可见”，只能在密码输入过程中根据按键压力、按键时间、按键角度自动产生，经所述密码验证模块认证，而且其隐码值与密码中的其它数码看起来没什么区别，所在位甚至隐性密码值也由用户自定义预设，具有个人独特性和保密性。因此，即使键盘输入时密码被人看到，他人也将因无法正确输入，无法通过认证，从而实现密码的防偷窥、防破解。B.由于所述隐式变换实现同一密码具有不同的灵活输入方法，别人即使看到输入密码时的按键数码，同样输入后亦无法通过认证，进一步增强密码的防偷窥、防破解。C.由于不同人的按键压力和时间及其变化特征明显不同，按键行为特征可以代表个人身份。因此，基于按键行为动力学特征的密码使用者身份识别隐性密码，使除非本人的其他人均将无法通过密码认证。
本发明所提供的基于按键行为识别的智能密码保护系统，将电脑中常用的指点杆用于密码器的数字按键，通过采集数字编码信息，同时采集与识别按键压力、时间、角度等行为信息，在输入的数字编码信息中增加压力、角度、时间及密码使用者身份四种隐性密码，并通过隐式变换实现对同一密码的不同方法的灵活输入，解决了密码系统本身的防偷窥、防破解安全性问题。测试表明，本发明的智能密码保护系统，不依赖防护罩等任何外在装置的保护，实现了密码系统本身的防偷窥和防破解安全性，可解除人们对自己密码泄露的担心；较现有数字密码本身的不能防偷窥、防破解，将密码的防偷窥、防破解安全性提升到了100％；解除指纹、DNA等生物信息密码已被复制，而且一旦被盗将无法更改的问题；经测试，本发明的智能密码保护系统具有与现有密码系统相当的用户辨识性；适用范围广泛，可用于AMT机、POS机、门锁、保险柜、计算机、网页登录与网络支付等任何需要适用密码的设备，且便于系列化生产制造。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。