數(shù)字手寫(xiě)簽名筆跡檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)研究

閆龍飛，王立梅

（中國(guó)政法大學(xué)，北京100088）

鑒定科學(xué)Research Paper

數(shù)字手寫(xiě)簽名筆跡檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)研究

閆龍飛，王立梅

（中國(guó)政法大學(xué)，北京100088）

目的數(shù)字手寫(xiě)簽名的應(yīng)用日益廣泛，研究該新型筆跡的特征變化，為數(shù)字手寫(xiě)簽名筆跡的檢驗(yàn)提供依據(jù)。方法提取并比對(duì)常見(jiàn)的四種數(shù)字手寫(xiě)簽名與普通簽名的筆跡特征，統(tǒng)計(jì)各類(lèi)筆跡特征變化率，并對(duì)特征變異情況進(jìn)行歸納分析。結(jié)果與普通簽名相比，數(shù)字手寫(xiě)簽名筆跡的起筆、收筆等特征發(fā)生重大變化，其他各類(lèi)筆跡特征則基本不變。結(jié)論數(shù)字手寫(xiě)簽名筆跡仍具有穩(wěn)定性，但進(jìn)行筆跡鑒定時(shí)要注意排除非本質(zhì)特征差異的干擾。

數(shù)字手寫(xiě)簽名；筆跡特征；筆跡鑒定

筆跡是書(shū)寫(xiě)動(dòng)作技能與習(xí)慣的反映。從筆跡形成的要素看，它是人們根據(jù)符號(hào)的書(shū)寫(xiě)動(dòng)作規(guī)范，運(yùn)用書(shū)寫(xiě)工具，通過(guò)書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)器官的書(shū)寫(xiě)動(dòng)作遺留下的動(dòng)態(tài)痕跡［1］。筆跡鑒定作為認(rèn)定書(shū)寫(xiě)人的重要手段，在訴訟活動(dòng)中十分常見(jiàn)。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字手寫(xiě)技術(shù)憑借其支持無(wú)紙化辦公的優(yōu)勢(shì)，迅速為各類(lèi)用戶所接受，數(shù)字手寫(xiě)筆跡也將越來(lái)越多地出現(xiàn)在案件糾紛中。數(shù)字手寫(xiě)筆跡所需的書(shū)寫(xiě)工具和書(shū)寫(xiě)承載物與傳統(tǒng)筆跡全然不同，因而可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)字手寫(xiě)筆跡出現(xiàn)特征變異。在筆跡鑒定領(lǐng)域，對(duì)數(shù)字手寫(xiě)筆跡的研究尚屬空白，本文旨在通過(guò)各類(lèi)數(shù)字手寫(xiě)簽名筆跡與傳統(tǒng)簽名筆跡的特征比對(duì)，發(fā)現(xiàn)數(shù)字手寫(xiě)筆跡的特征變異情況，為數(shù)字手寫(xiě)筆跡鑒定工作提供參考。

1　數(shù)字手寫(xiě)簽名筆跡概述

1．1數(shù)字手寫(xiě)技術(shù)

數(shù)字手寫(xiě)技術(shù)是一項(xiàng)以觸控筆為書(shū)寫(xiě)工具、以電子屏幕為書(shū)寫(xiě)承載物，以電磁壓感技術(shù)或電流感應(yīng)技術(shù)為核心，將筆尖在屏幕上的運(yùn)動(dòng)軌跡記錄下來(lái)的電子技術(shù)。以電磁壓感技術(shù)為例，一方面，當(dāng)電磁數(shù)位壓感筆筆尖與電容觸控屏接觸時(shí)，觸控屏后的電磁板能感應(yīng)到筆尖發(fā)出的電磁信號(hào)，計(jì)算出筆尖所在的坐標(biāo)位置；另一方面，電磁筆內(nèi)的壓力感應(yīng)器根據(jù)書(shū)寫(xiě)壓力大小確定筆劃之粗細(xì)。在確定了筆劃位置和粗細(xì)后，“簽名”便呈現(xiàn)出來(lái)。電磁筆與電容屏的結(jié)構(gòu)如圖1～2所示。

圖1　電磁筆結(jié)構(gòu)圖

圖2　電容觸控屏

1．2數(shù)字手寫(xiě)簽名筆跡的類(lèi)別

根據(jù)書(shū)寫(xiě)載體不同，數(shù)字手寫(xiě)簽名筆跡可分為普通電容屏筆跡、電磁板電容屏筆跡等；按照書(shū)寫(xiě)工具不同，數(shù)字手寫(xiě)簽名筆跡可分為電容筆筆跡、電磁筆筆跡。電容筆可與兩種電容屏搭配使用，電磁筆則須與電磁板電容屏搭配使用。電磁筆簽名筆跡常見(jiàn)于三星Note系列產(chǎn)品和E人E本等使用Mind Mark技術(shù)的產(chǎn)品，電容筆簽名筆跡常見(jiàn)于蘋(píng)果公司系列產(chǎn)品如iPhone、iPad等。

1．3數(shù)字手寫(xiě)簽名的應(yīng)用

傳統(tǒng)的文件簽批方法必須當(dāng)面進(jìn)行，耗時(shí)耗力、保存和查閱困難，數(shù)字手寫(xiě)簽名以其能夠遠(yuǎn)程傳輸、無(wú)擦刮或消退風(fēng)險(xiǎn)、可作為電子數(shù)據(jù)長(zhǎng)久保存、隨時(shí)調(diào)取的優(yōu)點(diǎn)被迅速應(yīng)用到政企、酒店、醫(yī)療、教育和金融等用戶量大、業(yè)務(wù)單據(jù)繁多的行業(yè)中。以商務(wù)辦公領(lǐng)域?yàn)槔?，E人E本在2012年和2013年始終占據(jù)40%的市場(chǎng)份額［2］，其主打的數(shù)字簽名技術(shù)在商務(wù)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。

近年來(lái)，數(shù)字手寫(xiě)技術(shù)呈現(xiàn)出由專(zhuān)為政商人士打造，轉(zhuǎn)而向普通用戶靠攏的趨勢(shì)——三星Galaxy Note系列的S-pen手寫(xiě)技術(shù)，以及各類(lèi)手寫(xiě)平板電腦設(shè)備，都是數(shù)字手寫(xiě)技術(shù)的應(yīng)用范例。

2　數(shù)字手寫(xiě)簽名筆跡特征變化實(shí)驗(yàn)

2．1研究筆跡特征變化的必要性

筆跡的形成應(yīng)具有三個(gè)要素，即文字符號(hào)的書(shū)寫(xiě)動(dòng)作規(guī)范、書(shū)寫(xiě)工具、書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)。筆跡鑒定的客體是人的書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)習(xí)慣，即人們?cè)陂L(zhǎng)時(shí)間的書(shū)寫(xiě)過(guò)程中所形成的脫離規(guī)范技能動(dòng)作的系統(tǒng)特點(diǎn)。與普通簽名相比，由于書(shū)寫(xiě)載體和書(shū)寫(xiě)工具均發(fā)生變化，數(shù)字手寫(xiě)筆跡中表征書(shū)寫(xiě)習(xí)慣的筆跡特征會(huì)否發(fā)生顯著變化決定著能否根據(jù)通行理論對(duì)數(shù)字手寫(xiě)筆跡進(jìn)行同一認(rèn)定。因此，研究數(shù)字手寫(xiě)筆跡特征變異情況是數(shù)字手寫(xiě)簽名筆跡檢驗(yàn)的必由之路。

2．2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2．2．1對(duì)象與儀器

（1）對(duì)象：隨機(jī)選取50名大學(xué)生書(shū)寫(xiě)者①將大學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，主要是因?yàn)樗麄兘?jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的書(shū)寫(xiě)訓(xùn)練，形成了較穩(wěn)定的書(shū)寫(xiě)習(xí)慣和書(shū)寫(xiě)技能。作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，編號(hào)為1～50。（2）儀器：佳能9000F彩色掃描儀一臺(tái)，普通A4紙若干，晨光牌0．5mm黑色簽字筆一支，iPad Air一臺(tái)，Wacom bamboo cs600壓感電容筆一支，三星Galaxy Note 5100平板一部。iPad和三星的數(shù)字手寫(xiě)模式均設(shè)置為“黑色0．5mm簽字筆”。

2．2．2步驟與方法

（1）收集筆跡樣本。使50名志愿者分別使用同一支簽字筆在A4紙上簽名，每個(gè)簽名寫(xiě)三遍，可稱(chēng)之為普通簽名筆跡（圖3-A），作為與數(shù)字手寫(xiě)簽名筆跡的比對(duì)對(duì)象；再用電容筆和手指分別在iPad上簽名，同樣每個(gè)簽名寫(xiě)三遍，取得兩種數(shù)字手寫(xiě)簽名筆跡（圖3-B、圖3-C）；再以同樣的方式用電磁筆和手指在三星Galaxy Note上各寫(xiě)三遍簽名（圖3-D、圖3-E）。共取得各類(lèi)簽名筆跡750遍。

圖3　各式簽名筆跡

（2）將普通簽名筆跡掃描為圖片。

（3）制作筆跡特征比對(duì)表。考察50名志愿者的12種筆跡特征，包括一般特征：熟練程度特征、字形特征、字傾斜程度特征、字體大小特征；細(xì)節(jié)特征：起筆特征、行筆特征和收筆特征、筆劃基本形態(tài)特征、筆劃交叉特征、連筆特征、筆順特征、筆劃搭配特征，共制作600份筆跡特征比對(duì)表，每份比對(duì)表中均容納5種筆跡。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，筆力特征全部消失，故不再分析筆力特征。

（4）計(jì)算數(shù)字手寫(xiě)簽名筆跡特征變化率。統(tǒng)計(jì)四種數(shù)字手寫(xiě)簽名中各項(xiàng)筆跡特征發(fā)生變化的志愿者人數(shù)，并計(jì)算其占全部志愿者的比例，統(tǒng)計(jì)如表1。

表1　筆跡特征變化率統(tǒng)計(jì)表（%）

2．3結(jié)果

2．3．1穩(wěn)定特征

基本保持不變的筆跡特征占絕大多數(shù)，如字的傾斜程度特征、行筆特征、筆劃基本形態(tài)特征、筆劃交叉特征、連筆特征、筆順特征、筆劃搭配特征等。這是因?yàn)槿说臅?shū)寫(xiě)習(xí)慣動(dòng)力定型具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，不易因書(shū)寫(xiě)工具和書(shū)寫(xiě)載體的變化而變化（圖4）。

圖4　字傾斜特征

2．3．2易變特征

（1）字體大小特征。數(shù)字手寫(xiě)簽名筆跡的字體大小變化的原因是電容筆及電磁筆或者指尖相比簽字筆筆尖更粗，不易形成細(xì)微筆畫(huà)，且新型書(shū)寫(xiě)載體摩擦系數(shù)比紙張小，導(dǎo)致字體結(jié)構(gòu)松散，字體變大。

（2）起收筆特征。起筆和收筆特征變化主要表現(xiàn)為提筆、頓筆和筆鋒幾乎消失，這是因?yàn)槠聊粺o(wú)法準(zhǔn)確感應(yīng)到書(shū)寫(xiě)壓力，不能隨之發(fā)生筆劃粗細(xì)之變化，亦不能反映頓壓起筆和提收筆特征，而是一律變?yōu)橹逼鹬笔?，這一變化以電容筆筆跡和手指筆跡最為明顯。如圖5～7中數(shù)字“1”和“3”所示。

但是相比而言，電磁筆起收筆筆跡特征變化率比電容筆筆跡特征變化率小得多，這是因?yàn)殡姶殴P內(nèi)部具有壓力感應(yīng)器，電磁筆能部分反映出書(shū)寫(xiě)人的力量大小，因而電磁筆起收筆與普通筆跡特征更為接近。

（3）行筆特征。數(shù)字手寫(xiě)簽名行筆特征易出現(xiàn)抖動(dòng)彎曲現(xiàn)象，這是因?yàn)楣P尖與屏幕間的摩擦系數(shù)小，運(yùn)筆時(shí)易滑動(dòng)，行筆方向不易控制，此現(xiàn)象以電磁筆筆跡最為突出。如圖7中數(shù)字“2”所示。

圖5　運(yùn)筆特征變化圖（一）

圖6　運(yùn)筆特征變化圖（二）

圖7　運(yùn)筆特征變化圖（三）

2．4結(jié)論

通過(guò)特征比對(duì)表和統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，數(shù)字手寫(xiě)簽名筆跡的特殊性和穩(wěn)定性并沒(méi)有發(fā)生太多改變，在電子屏介面上這些特征仍然得到了較好的反映，在鑒定中可以以普通簽名筆跡為比對(duì)樣本，對(duì)數(shù)字手寫(xiě)簽名筆跡進(jìn)行同一認(rèn)定。但是，由于書(shū)寫(xiě)工具和書(shū)寫(xiě)載體的變化，某些筆跡特征如起筆、收筆、行筆、字體大小等還是發(fā)生了劇烈變異，在檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)引起注意。隨著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展，新型筆跡可能會(huì)取代紙質(zhì)筆跡，甚至?xí)霈F(xiàn)無(wú)紙質(zhì)簽名作為樣本的情形，而不同種類(lèi)的數(shù)字手寫(xiě)簽名間能否互為檢材或樣本進(jìn)行鑒定仍有待進(jìn)一步探索。筆者基于本次研究的結(jié)果，初步推論不同種類(lèi)的新型簽名筆跡間是可以實(shí)現(xiàn)同一認(rèn)定的。

3　數(shù)字手寫(xiě)簽名筆跡檢驗(yàn)建議

3．1檢材應(yīng)保持原始狀態(tài)

數(shù)字手寫(xiě)筆跡種類(lèi)繁多，方便傳輸，但傳輸時(shí)易因存儲(chǔ)設(shè)備的變化而發(fā)生變異。此外，數(shù)字手寫(xiě)筆跡以電子數(shù)據(jù)的形態(tài)存在，而電子數(shù)據(jù)易刪改、不易留痕［3］，司法鑒定人應(yīng)格外注意檢材是否經(jīng)過(guò)刻意修改，明確檢材最初存儲(chǔ)設(shè)備的品牌和型號(hào)、電容筆所寫(xiě)還是手指書(shū)寫(xiě)、書(shū)寫(xiě)時(shí)電子設(shè)備的參數(shù)設(shè)置（如“筆”的類(lèi)型選擇、筆畫(huà)粗細(xì)和顏色設(shè)定）等情況。因此，如有條件，應(yīng)將最原始狀態(tài)時(shí)的電子形式的檢材送檢。如果條件不允許，應(yīng)選用失真度最低的導(dǎo)出方法遞檢，并詳細(xì)記錄，說(shuō)明文件導(dǎo)出原因、導(dǎo)出方式備案。必要時(shí)可以將筆跡與電子數(shù)據(jù)相互印證，綜合評(píng)判。

3．2謹(jǐn)慎選取檢材特征

各類(lèi)數(shù)字手寫(xiě)筆跡與傳統(tǒng)筆跡相比會(huì)發(fā)生一些非本質(zhì)特征變異，以往的特征選取規(guī)則不一定適用于新型筆跡。例如，檢材中出現(xiàn)缺筆少劃現(xiàn)象，則很可能是因?yàn)闀?shū)寫(xiě)工具不靈敏、電磁感應(yīng)功能故障造成，如果按照傳統(tǒng)方法，選取這種現(xiàn)象作為“錯(cuò)字”特征，則會(huì)導(dǎo)致誤判。

3．3改進(jìn)特征比對(duì)方法

數(shù)字手寫(xiě)筆跡不似傳統(tǒng)筆跡具有實(shí)體性，傳統(tǒng)的比對(duì)方法較難適應(yīng)這種新型筆跡。由于數(shù)字手寫(xiě)筆跡本就儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)終端中，而電子數(shù)據(jù)易復(fù)制、不失真，因此可以將檢材和樣本復(fù)制后置于電子設(shè)備中直接比對(duì)，無(wú)須人工測(cè)量。這一方法有如下優(yōu)點(diǎn)：第一，避免打印造成的特征變異或缺失及人為測(cè)量造成的誤差；第二，在電子設(shè)備中借助各類(lèi)計(jì)算機(jī)軟件，直接對(duì)檢材與樣本的重合度、形體高寬比等進(jìn)行測(cè)量，便捷且精確，由以往的經(jīng)驗(yàn)主義為主轉(zhuǎn)向以數(shù)據(jù)為有力支撐，提高鑒定說(shuō)服力和準(zhǔn)確性；第三，若比對(duì)時(shí)出現(xiàn)失誤，可以在原有基礎(chǔ)上撤銷(xiāo)，重新檢驗(yàn)，提高效率。

3．4運(yùn)用系統(tǒng)的眼光綜合評(píng)斷

數(shù)字手寫(xiě)筆跡屬于書(shū)寫(xiě)條件變化筆跡［4］，檢材和樣本筆跡之間，符合點(diǎn)和差異點(diǎn)并存，而且兩者往往難分伯仲。在進(jìn)行數(shù)字手寫(xiě)筆跡鑒定時(shí)，應(yīng)更側(cè)重于符合點(diǎn)和差異點(diǎn)的質(zhì)量評(píng)斷。

數(shù)字手寫(xiě)筆跡是由多種要素組成的有機(jī)整體，各式書(shū)寫(xiě)內(nèi)容、各式新型書(shū)寫(xiě)工具和書(shū)寫(xiě)載體等要素之間相互依存，相互聯(lián)系。筆跡檢驗(yàn)中，不僅要研究筆跡特征，還要依靠文件物證系統(tǒng)的整體性和結(jié)構(gòu)性，充分發(fā)揮系統(tǒng)內(nèi)各部分的功能，站在全局角度，系統(tǒng)地開(kāi)展工作。

［1］鄒明理．筆跡學(xué)［M］．北京：中國(guó)政法大學(xué)出版社，1993：1．

［2］麗莉：E人E本穩(wěn)據(jù)商務(wù)平板市場(chǎng)第一［DB/OL］．（2013-04-24）［2015-05-06］．http：//www．ccn．com．cn/it/yaowen/2013/ 0424/486966．htm l．

［3］麥永浩．電子數(shù)據(jù)司法鑒定實(shí)務(wù)［M］．北京：法律出版社，2011：47．

［4］童章毅．條件變化筆跡的研究［J］．中國(guó)司法鑒定，2003，（3）：26-29．

（本文編輯：施少培）

Study on the Identification of Digital Hand Signatures

YAN Long-fei，WANG Li-mei
（China University of Political Science and Law，Beijing 100088，China）

Objective To study the characteristics of digital hand signatures for providing scientific basis of forensic identification．M ethod The handwriting characteristics of four kinds of commonly used digital hand signatures and traditional signatures were collected and compared．The variation of handwriting characteristics between digital hand signatures and traditional signatures were analyzed．Result The characteristics of digital hand signatures like writing pressure and the start and end strokeswere found to vary significantly，compared with traditional signatures．Other types of handwriting characteristics remained stable．Conclusion Digital hand signatures can still be identified by traditional handwriting identification theory，but the differences of non-essential handwriting characteristic should be noted．

digital hand signature；handwriting characteristic；handwriting identification

DF794．2

A

10．3969/j．issn．1671-2072．2016．04．004

1671-2072-（2016）04-0025-05

2015-06-15

中國(guó)政法大學(xué)電子證據(jù)青年教師學(xué)術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)資助項(xiàng)目（2014CXTD01）

閆龍飛（1993—），男，碩士研究生，主要從事刑事訴訟法、司法鑒定學(xué)研究。E-mail：15652910570@163．com。

王立梅（1974—），女，副教授，主要從事電子證據(jù)學(xué)研究工作。E-mail：limeiw@cupl．edu．cn。