40、基于少量击键样本的可靠击键生物识别系统

基于少量击键样本的可靠击键生物识别系统

1. 引言

击键生物识别系统（KBS）通过用户的击键动态来验证合法用户。虽然KBS具有成本低、易访问和不引人注意等优点，但与其他生理生物识别系统（如指纹、视网膜和虹膜识别）相比，其可靠性较低。这是因为KBS是基于用户的击键模式，这些模式虽然总体相似，但并不完全一致。因此，在许多增强登录过程中，KBS通常与密码结合使用，作为二级安全系统。

KBS在分类时存在两种错误类型：错误接受率（FAR）和错误拒绝率（FRR）。FAR是指冒名者的击键模式被识别为合法用户的百分比，而FRR是指合法用户的击键模式被识别为冒名者的百分比。由于这两种错误的性质，降低FAR通常会导致FRR升高，反之亦然。为了综合考虑这两种错误，Peacock等人提出了平均错误率（AFR），即FAR和FRR的平均值。

构建可靠的KBS通常需要一定数量的击键训练样本，大多数情况下需要两位数的样本量。这意味着用户需要多次重复输入击键模式，这对于许多用户来说可能是一项麻烦的工作。如果KBS只需要个位数的击键样本，并且能达到与需要两位数样本量的KBS相同的可靠性，那么这种需要小样本量的KBS将更具吸引力。

一般来说，少量的用户击键训练样本会导致低FAR，但高FRR。在这种情况下，如果具有一致击键模式的用户提供更多的击键样本，FRR往往会降低，而FAR可能保持不变或略有增加。本文的核心问题是如何使用少量的训练样本降低FRR并保持低FAR。我们的解决方案是通过重采样技术来扩大训练样本的规模，且重采样在时间和小波两个域中进行。

2. 击键时间向量

击键样本可以表示为击键时间向量（KTV），它由以毫秒为精度测量的持续时间和间隔时间组成。