Nghiên cứu và xây dựng hệ thống xác thực chữ ký viết tay

HӐC VIӊN CÔNG NGHӊ BѬU CHÍNH VIӈN THÔNG NGUYӈN BÁ THӎNH NGHIÊN CӬU VÀ XÂY DӴNG Hӊ THӔNG XÁC THӴC CHӲ KÝ VIӂT TAY Chuyên ngành: Truy Ӆn dӳ liӋu v à M ҥng máy tính Mã s ӕ: 60.48.15 TÓM T ҲT LUҰN VĂN THҤC SƬ Hà N ӝi - 2012 Lu ұn văn ÿ ѭ ӧc ho àn thành t ҥi: H ӐC VIӊN CÔNG NGHӊ B ѬU CHÍNH VI ӈN THÔNG Ngѭ ӡi h ѭ ӟng dүn khoa hӑc: PGS.TS. Tr ӏnh Nhұt TiӃn Ph ҧn biӋn 1: PGS.TS. Ngô Qu ӕc Tҥo Ph ҧn biӋn 2 : TS. Tr ҫn Nguy ên Ng ӑc Lu ұn văn sӁ ÿ ѭ ӧc bҧo vӋ tr ѭ ӟc Hӝi ÿӗng chҩm luұn văn thҥc sƭ tҥi Hӑc viӋn Công nghӋ Bѭu chính Vi Ӊn thông Vào lúc: 16 gi ӡ 00 ngày 20 tháng 01 năm 2013. Có th Ӈ t ìm hi Ӈu luұn văn tҥi: - Thѭ vi Ӌn c ӫa H ӑc viӋn Công nghӋ B ѭu chính Vi Ӊn thông MӢ ĈҪU Ngày nay có rҩt nhiӅu cách ÿӇ xác ÿӏnh danh tính cӫa mӝt ngѭӡi và viӋc xác ÿӏnh danh tính cӫa mӝt ng ѭ ӡi là rҩt quan trӑng và cҫn thiӃt. Chúng ta có thӇ xác ÿӏnh danh tính cӫa mӝt ngѭӡi thông qua dҩu vân tay, chӭng minh thѭ, chӳ ký, tên và m ұt kh ҭu, ÿһc ÿiӇm nhұn dҥng« Trong các giao dӏch thѭѫng mҥi, các hӧp ÿӗng kinh doanh, các giao kèo, công cө chính ÿӇ xác minh ng ѭ ӡi có trách nhiӋm trong các biên bҧn giao dӏch chính là chӳ ký cӫa ngѭӡi ÿó. CNJng nhѭ trong giao dӏch tҥi các ÿiӇm giao dӏch cӫa ViӉn thông H à Nӝi, ÿӇ uӹ quyӅn cho ngѭӡi khác th ì ch ӳ ký cNJng có ý nghƭa rҩt quan trӑng. Chӳ ký sӁ xác minh, xác thӵc ÿѭӧc ngѭӡi ký l à ai và hӑ có quyӅn hay không. V ӟi tҫm quan trӑng cӫa chӳ ký nhѭ vұy, nên viӋc giҧ mҥo chӳ ký ngày mӝt trӣ nên nhiӅu hѫn, viӋc xác thӵc chӳ ký bҵng mҳt thѭӡng sӁ có rҩt nhiӅu sai sót ÿӕi vӟi nhӳng chӳ ký mà ngѭӡi ký cӕ tình giҧ mҥo. Vӟi nhӳng quan chӭc cҩp cao, nhӳng giám ÿӕc các doanh nghiӋp, thӫ tr ѭ ӣng các cѫ quan« viӋc ký các văn bҧn giҩy tӡ là rҩt nhiӅu, hӑ sӁ không thӇ ký hӃt ÿѭӧc, khi ÿó thì cҫn có sӵ uӹ hoһc là chӳ ký cӫa hӑ ÿѭӧc lѭu ӣ dҥng ҧnh. Chính vì vұy chúng ta cNJng cҫn xây dӵng nên nhӳng thѭ vi Ӌn chӳ ký dùng ÿӇ xác minh, xác thӵc chӳ ký khi cҫn thiӃt. Luұn văn sӁ ÿi nghiên cӭu phѭѫng pháp ÿӇ xác thӵc chӳ ký viӃt tay, chӭng minh sӵ giҧ mҥo chӳ ký. Các nӝi dung chính tr ình bày: Ch˱˯ng 1 : T ӘNG QUAN Vӄ CHӲ KÝ V À S Ӵ GIҦ MҤO Ӣ chѭѫng này luұn văn sӁ ÿi tìm hiӇu vӅ khái niӋm chӳ ký và sӵ giҧ mҥo chӳ ký vi Ӄt tay. Ch˱˯ng 2 : Hӊ THӔNG XÁC THӴC CHӲ KÝ VIӂT TAY Ӣ chѭѫng này luұn văn sӁ tìm hiӇu và nghiên cӭu hӋ thӕng xác thӵc chӳ ký viӃt tay, phân tích quá trình xây dӵng hӋ thӕng xác thӕng chӳ ký vi Ӄt tay. Ch˱˯ng 3 : THӰ NGHIӊM CHѬѪNG TRÌNH XÁC THӴC CHӲ KÝ VIӂT TAY Trong chѭѫng này sӁ giӟi thiӋu mӝt sӕ hӋ thӕng xác thӵc chӳ ký viӃt tay và áp dөng lý thuyӃt ÿã tìm hiӇu ӣ các chѭѫng trѭӟc ÿӇ xây dӵng hӋ thӕng xác thӵc chӳ ký viӃt tay. KӂT LUҰN VÀ KI ӂN NGHӎ Tәng kӃt các kӃt quҧ ÿã ÿ ҥt ÿ ѭӧc và các mong muӕn, kiӃn nghӏ ÿӇ phát triӇn hӋ thӕng. Ch˱˯ng 1. T ӘNG QUAN Vӄ CHӲ KÝ V À S Ӵ GIҦ MҤO 1.1. KHÁI NIӊM CHӲ KÝ Mӝt sӕ loҥi chӳ ký nhѭ: chӳ ký viӃt tay, chӳ ký ÿiӋn tӱ, chӳ ký sӕ. 9 Chӳ ký viӃt tay (handwritten signature): là chӳ ký ÿѭӧc ký bҵng bút ӣ tr ên giҩy. 9 Chӳ ký sӕ (digital signature): là thông tin ÿã ÿѭӧc mã hoá ÿi kèm theo dӳ liӋu (văn bҧn, hình ҧnh, video«) nhҵm mөc ÿích xác ÿӏnh ng ѭ ӡi chӫ cӫa dӳ liӋu ÿó. 9 Chӳ ký ÿiӋn tӱ: là thông tin ÿi kèm theo dӳ liӋu (văn bҧn, hình ҧnh, video«) nhҵm mөc ÿích xác ÿӏnh ngѭӡi chӫ cӫa dӳ liӋu. Chúng ta sӁ ÿi nghiên cӭu vӅ chӳ ký viӃt tay. Chӳ ký viӃt tay là mӝt phҫn không thӇ thiӃu trong các giao dӏch thѭѫng mҥi, trong các hӧp ÿӗng và các giao kèo. Ĉ һc biӋt chӳ ký giúp xác minh, nhұn dҥng ÿѭӧc ngѭӡi ký. Khi ÿã ký vào mӝt tài li Ӌu ngѭӡi ký ÿã chҩp thuұn ÿiӅu khoҧn ÿiӅu lӋ nӝi dung cӫa tài liӋu, lúc này ngѭӡi ký cҫn có trách nhiӋm vӟi nhӳng gì trong tài li Ӌu ÿó. Bӕn thuӝc tính pháp lý cӫa mӝt chӳ ký viӃt tay nhѭ sau: 9 Tính xác thӵc (Authentication): mӝt chӳ ký cho phép xác minh, xác thӵc ngѭ ӡi ký. 9 S ӵ công nhұn (Acceptance): chӳ ký truyӅn ý ÿӏnh chӫ tâm và sӵ chҩp thuұn nӝi dung t ài li Ӌu mà ngѭӡi ký ÿã ký. 9 Tính toàn vҽn (integrity): chӳ ký thiӃt lұp xác minh tài liӋu ÿѭӧc ký, cho biӃt tài liӋu ÿó không bӏ thay ÿәi theo bҩt kǤ cách nào. 9 Không thӇ tӯ chӕi trách nhiӋm (Non-repudiation): tác dөng cӫa ba ÿiӅu tr ên nhѭ là lӡi hӭa cӫa ngѭӡi ký, m à h ӑ không thӇ phӫ nhұn nhӳng g ì ÿ ã ký. Chӳ ký viӃt tay có rҩt nhiӅu hình dҥng và kích thѭӟc khác nhau. Sӵ thay ÿәi ӣ trong chúng cNJng rҩt nhiӅu, nó trӣ nên khó khăn cho ngѭӡi muӕn phân biӋt chӳ ký ÿúng và chӳ ký giҧ mҥo khi quan sát bҵng mҳt thѭ ӡng. Chúng ta có thӇ chia chӳ ký viӃt tay nhѭ là: chӳ ký ÿѫn giҧn, chӳ ký ҭu và chӳ ký ÿӗ hoҥ (h ình 1.1): - Chӳ ký ÿѫn giҧn (simple): l à ch ӳ ký mà ӣ ÿó ng ѭӡi ký viӃt t ên c ӫa hӑ. - Chӳ ký viӃt ҭu (cursive): l à ch ӳ ký ÿѭӧc viӃt ҭu thҧ. - Chӳ ký ÿӗ hoҥ (graphical): là chӳ ký ÿѭӧc phân loҥi nhѭ là ÿӗ hoҥ khi miêu tҧ kiӇu dáng h ình h ӑc cӫa chӳ viӃt ҭu. Hình 1.1: Các ki Ӈu chӳ ký viӃt tay HӋ thӕng xác thӵc chӳ ký tӵ ÿӝng ÿã trӣ nên rҩt cҫn thiӃt khi mà viӋc phân biӋt giӳa chӳ ký thұt và chӳ ký giҧ mҥo trӣ nên khó khăn bҵng mҳt th ѭ ӡng. ViӋc d ùng máy tính ÿ Ӈ xác th ӵc ch ӳ ký viӃt tay tr ӣ nên ÿáng tin c ұy v à có hiӋu quҧ cao h ѫn. Xác th ӵc chӳ ký là mӝt mҧng nghi ên c ӭu quan trӑng trong viӋc xác thӵc thông tin cá nhân, vӟi rҩt nhiӅu các ӭng dөng khác nhau nhѭ: kiӇm tra séc, truy cұp ATM, truy cұp máy tính«vӅ cѫ bҧn có thӇ chia x ác th ӵc chӳ ký thành 2 phҫn chính: - Online: chӳ ký ÿѭӧc nhұn vào hӋ thӕng bҵng thiӃt bӏ ngay trong quá trình vi Ӄt vì vұy dӳ liӋu ÿ ѭ ӧc xӱ lý ÿӝng. - Offline: chӳ ký ÿ ѭ ӧc nhұn vào hӋ thӕng sau khi viӋc ký ÿã hoàn tҩt v à d ӳ liӋu ӣ ÿây l à ҧnh tƭnh. 1.2. VҨN Ĉӄ GIҦ MҤO CHӲ KÝ Trong thӵc tӃ vӟi vai trò cӫa chӳ ký, thì viӋc giҧ mҥo chӳ ký diӉn ra khá nhiӅu và trong nhiӅu lƭnh vӵc, viӋc phát hiӋn sӵ giҧ mҥo l à r ҩt cҫn thiӃt v à quan tr ӑng. Mӝt sӕ loҥi chӳ ký giҧ mҥo nhѭ (h ình 1.2): - Giҧ mҥo ngүu nhiên (Random forgery): ngѭӡi ký không biӃt chӳ ký cӫa ng ѭ ӡi hӑ giҧ mҥo, hӑ chӍ biӃt tên cӫa ngѭӡi hӑ ÿӏnh giҧ mҥo chӳ ký. ViӋc ký diӉn ra ngүu nhi ên theo ý c ӫa hӑ. KiӇu giҧ mҥo n ày r ҩt dӉ phát hiӋn bҵng mҳt th ѭ ӡng. - Giҧ mҥo không tұp luyӋn (Unskilled signature): ngѭӡi ký bҳt chѭ ӟc chӳ ký cӫa ngѭӡi khác không cùng bҩt cӭ mӝt sӵ hiӇu nào, hӑ chӍ ÿѭӧc quan sát qua chӳ ký cӫa ng ѭ ӡi ÿó sau mӝt ít thӡi gian mà thôi. KiӇu giҧ mҥo này cNJng không khó phát hi Ӌn. - Giҧ mҥo có tұp luyӋn (Skilled signature): ÿây là kiӇu giҧ mҥo khó phát hiӋ n nhҩt bӣi viӋc ký ÿѭӧc thӵc hiӋn bӣi nhӳng ngѭӡi có kinh nghiӋm trong viӋc sao chép, giҧ mҥo chӳ ký, nói cách khác chúng ÿѭӧc ký bӣi các chuyên gia trong vi Ӌc giҧ mҥo. Hình 1.2: M ӝt sӕ kiӇu chӳ ký giҧ mҥo. Trong các phҫn tiӃp theo chúng ta sӁ mô tҧ chi tiӃt các thành phҫn cӫa mӝt hӋ thӕng xác thӵc chӳ ký viӃt tay. Mӝt hӋ thӕng xác thӵc chӳ ký viӃt tay có thӇ ÿѭӧc mô tҧ nhѭ hình sau: Hình 1.3: Mô hình xác th ӵc chӳ ký viӃt tay Mӝt sӕ phѭѫng pháp dùng ÿӇ xác thӵc và phát hiӋn sӵ giҧ mҥo chӳ ký: - Xác thӵc và phát hiӋn chӳ ký viӃt tay off-line sӱ dөng mô hình mӡ (Off-line signature verification and forgery detection using fuzzy modeling). - Xác thӵc và nhұn dҥng chӳ ký viӃt tay off-line bӣi sӵ hӛ trӧ cӫa véc tѫ máy (Off -line signature verification and recognition by support vector machine). - Nhұn dҥng và xác thӵc chӳ ký viӃt tay of f -line sӱ dөng mҥng Neural ( Off - Line Signature Recognition and Verification Using Neural Network). Luұn văn sӁ nghi ên c ӭu hӋ thӕng tӵ ÿӝng xác thӵc và phát hiӋn sӵ giҧ mҥo chӳ ký viӃt tay Offline dӵa trên mô hình mӡ. HӋ thӕng này sӱ dөng mô hình Takagi-sugeno kӃt hӧp cùng vӟi cҩu trúc tham sӕ ÿӇ tính toán sӵ thay ÿәi ӣ trong nhӳng nét ÿһc tr ѭng cӫa chӳ ký viӃt tay. Ӣ giai ÿoҥn khӣi tҥo chӳ ký cҫn xác thӵc ÿѭ ӧc tiӅn xӱ lý bҵng cách: chuҭn hoá kích thѭӟc, biӃn ÿәi nhӏ phân (màu thành ÿen trҳng) và ÿѭӧc làm mҧnh tr ѭ ӟc khi trích chӑn ÿһc trѭng tӯ ҧnh chӳ ký ÿó. Các ÿһc trѭng này tҥo ra kiӃn thӭc cѫ sӣ, dùng làm căn cӭ ÿӇ chӳ ký cҫn xác th ӵc so sánh v ӟi nó. TiӃp ÿó là chúng ta thӵc hiӋn viӋc xác thӵc, chúng ta sӁ so sánh các ÿһc trѭng cӫa chӳ ký cӫa chӳ ký vӯa ÿ ѭ ӧc trích chӑn này vӟi các ÿһc trѭng cӫa chӳ ký gӕc cҫn so sánh. Vì không có hai chӳ ký nào giӕng nhau hoàn toàn, nên chúng ta sӱ dөng logic mӡ ÿӇ làm mӡ các ÿһc trѭng chӳ ký c ӫa tӯng ngѭӡi, sau ÿó so sánh chӳ ký cҫn xác thӵc vӟi các ÿһc trѭng mӡ ÿӇ khҷng ÿӏnh chӳ ký mӟi này có phҧi là cӫa ngѭӡi nào ÿó trong cѫ sӣ dӳ liӋu không. Ch˱˯ng 2 . H ӊ THӔNG XÁC THӴC CHӲ KÝ VIӂT TAY M ӝt hӋ thӕng xác thӵc chӳ ký viӃt tay bao gӗm các giai ÿo ҥn sau: - Thu nhұn dӳ liӋu . - TiӅn xӱ lý dӳ liӋu . - Trích chӑn các ÿһc trѭng . - Xác thӵc chӳ ký. 2.1. THU NHҰN DӲ LIӊU Ch ӳ ký cҫn kiӇm tra ÿ ѭ ӧc ký bҵng tay, bҵng bút ÿen trên giҩy trҳng, sau ÿó ÿ ѭ ӧc quét vӟi ÿӝ phân giҧi 200 dpi (hình 2.1). Chӳ ký sau khi ÿѭӧc quét gӑi là chӳ ký ban ÿҫu sӁ trҧi qua các thao tác tiӅn xӱ lý: chuҭn lҥi kích th ѭ ӟc, nhӏ phân ҧnh, và làm mҧnh trѭӟc khi các ÿһc ÿiӇm cӫa nó ÿ ѭ ӧc trích xuҩt. Các ÿһc ÿiӇm này tҥo nên cѫ s ӣ tri thӭc ÿӇ sau n ày s ӱ dөng trong viӋc xác thӵc v à phát hiӋn sӵ giҧ mҥo. Hình 2.1: Quét ҧnh Hình 2.2: L ҩy chӳ ký ra [...]... T TAY 3.1.1 Ch CH NG TRÌNH XÁC TH C CH NG TRÌNH XÁC TH C CH KÝ ng trình xác th c ch ký vi t tay c a Ingvald Straume 3.1.2 Ch ng trình xác th c ch ký vi t tay c a Ajay R, Keshav Kumar HK và Sachin Sudhendra 3.2 XÂY D NG CH NG TRÌNH XÁC TH C CH 3.2.1 Gi i thi u ch ng trình xác th c ch ký vi t tay KÝ VI T TAY D a trên mô hình m Takagi-sugeno k t h p v i c u trúc tham s chúng ta i xây d ng ch ng trình xác. .. chính: 1/ Nghiên c u v ch ký vi t tay và h th ng xác th c ch ký vi t tay 2/ Th nghi m ch ng trình xác th c và phát hi n s gi m o ch ký vi t tay tin c y (hay s chính xác) c a quá trình xác th c các ch ký t i thi u b ng ho c x p x v i các chuyên gia phân tích ch ký gi m o, có kh n ng xác th c m t s l ng l n các ch ký trong th i gian ng n, h th ng có th tri n khai và ho t trong Vi n Thông Hà N i và trong... kích vào nút Sau khi ng ký thì nó s g i ng nh p n form ng nh p ng nh p vào h th ng, chúng ta có quy n h c ch ký mà chúng ta nh p vào, ti p theo chúng ta c n nh p m t ch ký vào ch ng trình Trong c a s nh p ch ký vào ta ch cho phép ch n nh ng nh ch ký d ng bitmap B c nh c nh p vào s hi n th nh hình d Hình 3.9: Ch ký ã i ây (hình 3.9): c nh p vào Chúng ta n nút Sang i m nh th c hi n vi c nh phân hoá ch ký. .. Takagi-sugeno k t h p v i c u trúc tham s chúng ta i xây d ng ch ng trình xác th c ch ký M c ích chính xây d ng ch ký h c ng trình c chúng ta c n rút trích ra li u, chúng ta s dùng nh ng thông tin này úng là ch ký c a m t ng Ch ti n hành vi c h c và xác th c ch c tr ng c a ch ký và l u vào c s d xác th c m t ch ký xem ch ký ó có i nào ó trong c s d li u hay không ng trình s d ng c s d li u Access D li... Chúng ta s d ng 30 ch ký c a ba ng ký và sau ó c quét v i c a ch ký v kích th Khi ch y ch i, m i ng i ký 10 l n Ch ký phân gi i 200dpi Sau ó chúng ta ch nh l i kích th c c c 120 x 60 pixels ng trình, m t giao di n nh hình 3.7 c hi n ra v i m t bi u c t o s n Chúng ta c n tin ng nh p s ng nh p ti n hành vi c h c và xác th c m t ch ký, thông c l u vào c s d li u, ph c v cho vi c h c và xác th c Form ng... áng k nh ng sai sót do quá trình xác th c ch ký th công gây ra H th ng xác th c này không ch có kh n ng xác th c nh ng ch ký úng mà còn xác ch ký H th ng ã c áp d ng nh ki m tra h chi u Australian v i c s gi m o chính xác cao V i k t qu ã t c tôi mong mu n c ng d ng ch ng trình vào th c t t i Vi n thông Hà N i, và tri n khai nhân r ng trong quy mô l n h n trong ngành và các ngành khác ... max c xác nh i v i m i ch ký c n xác th c, ta ki m tra ng v i m i giá tr hàm liên thu c n m trong kho ng min, max t ng ng thì ta tính là true, ng c l i là false N = t ng s l n tính là true, ta so sánh N/96 v i C là m c ph n tr m quy nh tính xác th c (ví d 90%), n u N/96 > C thì ta nói ch ký c n xác th c úng là c a ng và ng c l i ta k t lu n ó là ch ký gi m o i ó, Ch ng 3 TH NGHI M CH KÝ VI T TAY 3.1... h c l u các c tr ng góc vào c s d li u ho c ti n hành vi c xác th c xem ây có ph i là ch ký c a ng i c n xác th c không K T LU N VÀ KI N NGH Sau m t th i gian làm vi c, v i s n l c c a b n thân và s t n tình ch b o c a th y giáo PGS.TS.Tr nh Nh t Ti n tôi ã hoàn thành lu n v n c a mình Lu n v n ã nghiên c u mô hình xác th c ch ký vi t tay và phát hi n s gi m o d a trên mô hình m c a Takagi - sugeno... dùng: dùng cho vi c h c - Nh p ch ký: nh p ch ký vào - Sang i m nh: chu n hóa kích th - Trích ch n các - H c: l u thông tin các - Xác th c: xác th c ch ký ng 3.2.4 Ch ng trình c tr ng: rút ra h c ho c xác th c c, nh phân hóa nh, làm m nh nh c tr ng c a nh c tr ng c a nh i dùng ng trình M t s hàm ch c n ng c a ch - Hàm phân chia nh: - Hàm tính trung bình góc: - Hàm xác th c ng trình: 3.2.5 H Ch ng d... các ch ký thu c c tr ng góc c a ch ký 2.4 XÁC TH C Chúng ta s s d ng mô hình m c a các c tr ng góc cho vi c xác th c ch ký và phát hi n s gi m o ch ký Chúng ta có th d a vào mô hình m c a Takagisugeno i v i vi c xác th c ch ký d a trên nhi u tr ng v góc, t c tr ng v kho ng cách c tr ng c a ch ký nh thì chúng ta có th c a v mô hình m ng t mô hình Takagi-sugeno 2.4.1 Mô hình Takagi-sugeno 2.4.1.1 Công . chӳ ký và sӵ giҧ mҥo chӳ ký vi Ӄt tay. Ch˱˯ng 2 : Hӊ THӔNG XÁC THӴC CHӲ KÝ VIӂT TAY Ӣ chѭѫng này luұn văn sӁ tìm hiӇu và nghiên cӭu hӋ thӕng xác. NIӊM CHӲ KÝ Mӝt sӕ loҥi chӳ ký nhѭ: chӳ ký viӃt tay, chӳ ký ÿiӋn tӱ, chӳ ký sӕ. 9 Chӳ ký viӃt tay (handwritten signature): là chӳ ký ÿѭӧc ký bҵng