不同速度條件下電子簽名筆跡的檢驗研究

向 明

（中國刑事警察學院，遼寧 沈陽110035）

1 實驗理論

1.1 電子簽名筆跡概述

電子簽名筆跡是指書寫人用手指或專用筆在電子屏上書寫形成具有個人特點的文字符號的電子數(shù)據信息。電子簽名筆跡與傳統(tǒng)簽名筆跡在書寫條件上雖有所不同，但兩者的本質仍然一致，均是反映一個人在日常生活和學習過程中形成的穩(wěn)定的書寫習慣和書寫技能的特點。因此，這種一致性是研究不同速度下書寫電子簽名筆跡引起字體形態(tài)多樣化的基礎。

1.2 研究現(xiàn)狀及目的

在2005 年，我國發(fā)布的《電子簽名法》對電子簽名進行了定義：“數(shù)據電文中以電子形式所含、所附用于識別簽名人身份并表明簽名人認可其中內容的數(shù)據”。從法律上，保障了電子簽名筆跡的效力，由此促進了電子簽名筆跡在政務、商務等活動中的應用。目前電子簽名設備是一種新興的簽名手段，市面上用于書寫電子簽名筆跡的設備分為三種，分別為電阻式、電容式、電磁式。國內對于電子簽名筆跡的檢驗研究還不充分，主要集中于對電子簽名筆跡與紙筆簽名筆跡的比較研究、不同電容屏筆跡之間的特征比較以及對電子簽名筆跡的速度、加速度、壓力等動態(tài)特征進行量化分析。對于電子簽名筆跡受書寫條件變化的影響，特別是不同速度條件下的電子簽名筆跡尚沒有學者進行研究。針對這種情況，筆者根據實驗結果對同一個人在不同速度下書寫的電子簽名筆跡進行研究分析，從中找出因速度改變而引起的筆跡特征變化規(guī)律，區(qū)分本質差異和非本質差異，為偽裝電子簽名筆跡的同一人認定提供理論上的參考。

2 實驗設計

2.1 實驗器材

ipad Air2 平板電腦一臺、黑色簽字筆（0.5mm）一支、佳能9000F 掃描儀一臺、A4 紙一張。

2.2 實驗對象

本次實驗隨機邀請某大學研究生30 人作為實驗對象，年齡大約在22到25歲之間，此年齡階段的書寫人書寫技能進入穩(wěn)定期，簽名筆跡質量較高。

2.3 實驗步驟

首先安排實驗對象在光線充足、安靜的實驗環(huán)境中，盡量避免外在環(huán)境因素影響實驗對象的書寫水平，其次將平板電腦水平放置于書桌上，讓實驗對象采用正常坐姿在平板電腦上進行書寫練習，最后以常用書寫習慣用食指在平板電腦上用快速、慢速和正常三種速度書寫簽名，每種書寫速度各書寫三遍，通過截圖軟件保存簽名圖片。本實驗所稱的快速、慢速書寫均是以書寫人正常書寫速度作為參照，在此基礎上加快或者減慢書寫速度。實驗者在相同的實驗環(huán)境下，采用正常坐姿，用0.5mm 黑色簽字筆在A4紙上采用正常書寫速度書寫簽名筆跡3個，用佳能9000F掃描儀以600dpi分辨率掃描輸出為圖片，保存到電腦上面，以供實驗研究，此次紙筆簽名筆跡在此實驗中僅作參考。上述實驗樣本，電子簽名筆跡270 個，紙筆簽名90個，總計360個簽名樣本。

3 實驗結果與分析

3.1 實驗結果統(tǒng)計

根據實驗中收集到的電子簽名筆跡和紙筆簽名筆跡的靜態(tài)圖像，對簽名筆跡進行觀察分析，主要從筆跡的宏觀層次特征、中觀層次特征、微觀層次特征三方面進行統(tǒng)計分析，表1為正常速度書寫的電子簽名筆跡與慢速書寫的電子簽名筆跡特征變化情況，表2 為正常速度書寫的電子簽名筆跡與快速書寫的電子簽名筆跡特征變化情況。

表1 慢寫簽名筆跡與正常簽名筆跡特征比較

表2 快寫簽名筆跡與正常簽名筆跡特征比較

3.2 實驗結果分析

3.2.1 慢速書寫與正常速度書寫的簽名筆跡

（1）書寫水平特征

書寫水平是反映一個人在長期學習訓練過程中書寫技能的高低。書寫水平高的人可以書寫形成水平低的筆跡，而書寫水平低的人很難在短時間內通過練習達到高水平的書寫。通過對實驗樣本進行觀察分析，在四種不同的簽名筆跡中，以紙筆正常書寫速度的書寫水平最高。

一類人書寫簽名的正常速度稍快，當慢速書寫時，由于書寫人不適應慢寫簽名，違背了原有的書寫習慣，降低了書寫流暢性，筆跡出現(xiàn)抖動彎曲，運筆生硬等現(xiàn)象，從而導致書寫水平降低，尤其是專門設計的藝術簽名筆跡，此類藝術簽名書寫速度本身要求書寫速度快且經過書寫人的反復多次練習，使的原本書寫水平低的簽名者寫出書寫水平高的簽名筆跡，當使用慢速書寫時，簽名者的書寫水平完全暴露，展現(xiàn)出低水平書寫簽名筆跡。如圖1 所示。另一類人由于書寫水平低，簽名筆跡多使用楷書一筆一劃書寫完成，連筆少，書寫速度緩慢。因此這類人的書寫簽名筆跡無論是與電子簽名筆跡還是與紙筆簽名筆跡做對比，書寫水平受書寫速度的影響并不明顯。如圖2所示。

圖1

圖2

（2）布局特征

在布局特征中，通過實驗可以觀察到在慢寫過程中，實驗對象注意力更加集中，在視覺監(jiān)督的作用下，能夠隨時調整書寫筆畫，使字跡整潔規(guī)范，因此在字行形態(tài)特征、字位傾斜特征方面較為穩(wěn)定，但是在字間距特征方面有較大變化，這是因為書寫人書寫速度較慢，單字與單字之間缺少連筆畫，字間連接不緊湊，導致字間距離增大。如圖3所示。

圖3

（3）行筆特征

行筆過程中運筆緩慢，筆跡的轉折處較為尖銳，缺少圓潤之形，筆畫與筆畫之間孤立性較強，缺乏書寫節(jié)奏感。電子屏上的簽名筆跡為靜態(tài)的電子圖片，無論是慢速、快速、正常書寫的簽名筆跡，筆畫的輕重疾徐均不能在電容屏上很好的體現(xiàn)出來，只能通過連筆畫的多少判斷書寫速度，因此，采用起收筆關系、筆畫疊壓等方法判斷慢寫簽名筆跡的筆順次序還存在一定的困難。

在電子屏幕上慢寫時，書寫者刻意降低書寫速度，會發(fā)現(xiàn)某些筆畫在正常速度中書寫為橫筆，在慢寫中就由橫筆變?yōu)辄c筆產生筆畫變異現(xiàn)象。如圖4 所示，“李雨蕭”簽名的“雨”字。在正常速度書寫的電子簽名和紙筆簽名筆跡中，“雨”字內部為橫筆，慢寫電子簽名筆跡“雨”字內部為點筆。產生這種筆畫變異的原因為電子屏為觸摸屏，食指指腹接觸面的大小與筆畫的粗細在一定程度上成正比，由于書寫速度的降低，簽名是一筆一劃書寫完成，手指在電容屏上持續(xù)停留時間較短，接觸面較小，因而出現(xiàn)筆畫變異現(xiàn)象。

圖4

（4）起收筆特征

與正常速度書寫的簽名筆跡相比，慢寫簽名筆跡的起收筆動作明顯且多為直起筆、直收筆。這是因為書寫速度慢，手指停筆的瞬間便離開電子觸控屏幕而不會產生電流感應，因此不會像紙筆簽名收筆時形成輕微的拖拽痕跡，也不會形成在電子屏幕上用正常速度書寫形成明顯的諸如回鋒起筆、回轉收筆等起收筆痕跡。

（5）連筆特征

在四種簽名筆跡中，慢寫簽名筆跡的連筆最少，甚至沒有連筆，筆畫次數(shù)最多。慢寫簽名筆跡由于書寫人是故意降低書寫速度，導致連筆減少，但這種違背書寫習慣的行為方式難以持久，因此可以發(fā)現(xiàn)即使是在慢寫簽名筆跡中也會發(fā)現(xiàn)偶有連筆，書寫速度不穩(wěn)定，快慢交替出現(xiàn)等現(xiàn)象。如圖5所示。

圖5

3.2.2 快速書寫與正常速度書寫的簽名筆跡

（1）書寫水平特征

快速書寫時，字體以草書居多，由于書寫人不適應快寫簽名，字體的結構變化跟不上速度變化，為了加快書寫速度導致強行連筆會出現(xiàn)刻意的連筆劃現(xiàn)象，導致運筆紊亂，破壞了字的整體結構，字跡潦草，不可辨認，書寫水平顯著降低。如圖6所示。

圖6

（2）運筆特征

在快速書寫的情況下，書寫人為了刻意提高書寫速度，往往將原本由數(shù)個筆畫書寫完成的動作轉變?yōu)橐还P畫書寫完成，甚至將字形結構簡化，出現(xiàn)特殊寫法現(xiàn)象。如圖7 所示。根據收集的實驗樣本進行觀察，發(fā)現(xiàn)某些簽名筆跡的連筆畫戛然而止，存在缺失現(xiàn)象，造成這種現(xiàn)象的原因是多方面的，一方面是由于書寫速度過快，指甲太長導致食指腹部未能與電子屏接觸，使得某些連筆缺失，另一方面是手指皮膚表面存在乳突紋線的阻力導致書寫不流暢出現(xiàn)的筆畫缺失。如圖8 所示，快寫簽名筆跡“唐”字的“口”部筆畫有缺失現(xiàn)象。

圖7

圖8

書寫速度過快，會使運筆過程不穩(wěn)定，連筆具有很大的隨意性，隨意的增減筆畫且不具有連續(xù)性，連筆的方向隨意改變。如圖9 所示，“揚”字左右兩部分連接筆畫，快速書寫時，兩部分的連接處為逆時針繞行，正常速度為取捷徑直接連接。

（3）布局特征

在布局特征中，習慣性的簽名筆跡中比較穩(wěn)定的字位傾斜特征、字行形態(tài)特征均會發(fā)生改變，這種改變并不具有穩(wěn)定性。這是由于書寫速度的提高，一方面使得視覺監(jiān)督矯正作用減弱，另一方面是手指皮膚表面乳突紋線產生阻力的原因，使得書寫人在書寫過程中不能及時調整書寫筆畫造成的。如圖10所示。

圖10

（4）搭配比例特征

通過分析收集的實驗樣本發(fā)現(xiàn)，筆畫的交接位置、鄰位筆畫的距離特征、偏旁的搭配特征總體較為穩(wěn)定，說明在快速簽名的情況下，對字體的搭配比例影響很小，但也會存在少量的筆畫交接位置與正常書寫簽名筆跡的交接位置不一樣的情況出現(xiàn)。產生這種現(xiàn)象的原因，一方面是由于書寫速度的提高，使得書寫人在書寫過程中對筆畫交接位置把握不準確。另一方面是由于指頭的寬度，眼睛不能直接觀察到指腹與電子屏的接觸點，從而使交接位置產生誤差導致的。

4 總結

通過實驗分析可以得出，電子簽名筆跡在書寫水平、運筆特征等方面受書寫速度變化影響最大，在布局特征、搭配比例特征等方面變化較小，筆順特征最為穩(wěn)定，基本不受書寫速度的影響。在司法鑒定實踐過程中，對于受速度影響比較大的筆跡特征，鑒定價值較低，應該慎重選取，對于不易受書寫速度影響而產生變化的特征要重點關注。