ديناميكيات ضغطات المفاتيح

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

تشير ديناميكيات ضغطات المفاتيح ، أو القياسات الحيوية لضغطات المفاتيح ، أو ديناميكيات الكتابة، أو القياسات الحيوية للكتابة ، إلى مجموعة المعلومات البيومترية الناتجة عن أحداث ضغط المفاتيح التي تحدث عند كتابة المستخدم على لوحة المفاتيح . [ 1 ] إن استخدام أنماط ضغط المفاتيح لتحديد هوية المستخدمين يسبق الحوسبة الحديثة، [ 2 ] وقد طُرح كبديل للتحقق من الهوية بدلاً من كلمات المرور وأرقام التعريف الشخصية (PIN) . [ 3 ]

علوم

تعتمد القياسات الحيوية السلوكية لديناميكيات ضغطات المفاتيح على أسلوب وإيقاع كتابة الأحرف على لوحة المفاتيح أو لوحة الأرقام. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] تُقاس إيقاعات ضغطات المفاتيح لإنشاء نموذج بيومتري فريد لنمط كتابة المستخدم، وذلك لأغراض المصادقة المستقبلية. [ 7 ] تُصنف ضغطات المفاتيح إلى كتابة ثابتة وديناميكية، ويُستخدم هذان النوعان للمساعدة في التمييز بين المستخدمين المصرح لهم وغير المصرح لهم. [ 8 ] يمكن استخدام معلومات الاهتزاز لإنشاء نمط يُستخدم لاحقًا في مهام التعريف والمصادقة.

تاريخ

خلال أواخر القرن التاسع عشر، اكتُشف أن لكل مُشغّل برقيات إيقاعية فريدة يستخدمها في كتابة شفرة مورس . وكان بإمكان المُشغّل الخبير تمييز مُشغّل آخر بناءً على هذه الإيقاعات فقط، تمامًا كما هو الحال مع الصوت أو بصمة الإصبع. [ 9 ] وحتى الحرب العالمية الثانية ، كان الجيش ينقل الرسائل عبر شفرة مورس، واستخدمت الاستخبارات العسكرية هذه الإيقاعات الفريدة لكل مُشغّل كوسيلة لتتبع السفن أو الوحدات العسكرية، ولتحليل حركة الاتصالات . [ 10 ] [ 11 ]

حظيت ديناميكيات لوحة المفاتيح بالاهتمام كبديل محتمل لأرقام التعريف الشخصية القصيرة، والتي كانت تستخدم على نطاق واسع للمصادقة في وقت مبكر من توسع الحوسبة الشبكية. [ 12 ]

جمع بيانات ديناميكيات ضغطات المفاتيح واستخدامها المحتمل

تعتمد القياسات الحيوية السلوكية لديناميكيات ضغطات المفاتيح على أسلوب وإيقاع كتابة الأحرف على لوحة المفاتيح أو لوحة الأرقام. [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] تُقاس إيقاعات ضغطات المفاتيح لإنشاء نموذج بيومتري فريد لنمط كتابة المستخدم، وذلك لأغراض المصادقة المستقبلية. [ 7 ] تُصنف ضغطات المفاتيح إلى كتابة ثابتة وديناميكية، ويُستخدم هذان النوعان للمساعدة في التمييز بين المستخدمين المصرح لهم وغير المصرح لهم. [ 16 ] يمكن استخدام معلومات الاهتزاز لإنشاء نمط يُستخدم لاحقًا في مهام التعريف والمصادقة.

يمكن استخدام المعلومات الديناميكية لضغطات المفاتيح للتحقق من هوية الشخص الذي يقوم بضغط المفاتيح أو تحديدها. [ 17 ] وتختلف التقنيات المستخدمة في ذلك اختلافًا كبيرًا في درجة تعقيدها، وتتراوح من التقنيات الإحصائية إلى أساليب الذكاء الاصطناعي مثل الشبكات العصبية .

قد يختلف وقت البحث عن مفتاح والضغط عليه (وقت البحث) ووقت الضغط المستمر عليه (وقت الضغط) من شخص لآخر، بغض النظر عن سرعة كتابته الإجمالية. يستغرق معظم الناس وقتًا أطول للعثور على أحرف معينة على لوحة المفاتيح أو الوصول إليها مقارنةً بمتوسط ​​وقت البحث عن جميع الأحرف. وتختلف الأحرف التي تتطلب وقتًا أطول بشكل كبير وثابت بين الأشخاص. قد يكون مستخدمو اليد اليمنى أسرع إحصائيًا في الوصول إلى المفاتيح التي يضغطون عليها بأصابعهم اليمنى مقارنةً بأصابعهم اليسرى. وقد تكون أصابع السبابة أسرع من الأصابع الأخرى، وهذا ثابت لدى المستخدم بغض النظر عن سرعته الإجمالية.

بالإضافة إلى ذلك، قد تحمل تسلسلات الأحرف خصائص مميزة للمستخدم. ففي اللغة الإنجليزية، يُعد استخدام أداة التعريف "the" شائعًا جدًا، وقد تُعرف هذه الأحرف الثلاثة بتسلسل سريع. كما أن النهايات الشائعة، مثل "ing"، قد تُكتب بسرعة أكبر بكثير من الأحرف نفسها بترتيب عكسي ("gni")، وذلك بدرجة تختلف باختلاف المستخدم. وقد يظل هذا التناسق قائمًا، ويكشف عن تسلسلات شائعة في لغة المستخدم الأم حتى عند الكتابة بلغة مختلفة تمامًا.

قد تكون "الأخطاء" الشائعة سمةً مميزةً للمستخدم. يوجد تصنيفٌ للأخطاء، مثل أكثرها شيوعًا "الاستبدالات"، و"العكس"، و"حذف الأحرف"، و"الضربات المزدوجة"، و" تداخل الأحرف المتجاورة "، و"الكلمات المتجانسة"، وأخطاء مدة الضغط (عند الضغط على مفتاح Shift لفترة قصيرة جدًا أو طويلة جدًا). ​​حتى دون معرفة اللغة التي يستخدمها المستخدم، يمكن اكتشاف هذه الأخطاء بالنظر إلى بقية النص والأحرف التي يعود المستخدم لاستبدالها.

المصادقة مقابل تحديد الهوية

تُعدّ ديناميكيات ضغطات المفاتيح جزءًا من فئة أوسع من القياسات الحيوية تُعرف بالقياسات الحيوية السلوكية، وهو مجالٌ تتسم فيه الأنماط المرصودة بطابع إحصائي. ونظرًا لهذا الغموض المتأصل، يسود اعتقادٌ بأن القياسات الحيوية السلوكية ليست موثوقة كالقياسات الحيوية المستخدمة للتحقق من الهوية بناءً على خصائص قابلة للملاحظة المادية، مثل بصمات الأصابع أو مسح الشبكية أو الحمض النووي . تستخدم القياسات الحيوية السلوكية مقياسًا للثقة بدلًا من مقاييس النجاح/الفشل التقليدية . ولذلك، لم تعد المعايير التقليدية لمعدل القبول الخاطئ (FAR) ومعدل الرفض الخاطئ (FRR) ذات علاقة خطية.

تكمن فائدة ديناميكيات ضغطات المفاتيح (وكذلك القياسات الحيوية السلوكية الأخرى) في إمكانية تعديل معدلات الرفض الخاطئ/القبول الخاطئ عن طريق تغيير عتبة القبول على المستوى الفردي. وهذا يسمح بتخفيف المخاطر الفردية المحددة بوضوح، وهو ما لا تستطيع تقنيات القياسات الحيوية الفيزيائية تحقيقه.

إحدى المشكلات الرئيسية التي تواجهها ديناميكيات ضغطات المفاتيح هي أن كتابة المستخدم تختلف اختلافًا كبيرًا خلال اليوم وبين الأيام المختلفة، وقد تتأثر بأي عدد من العوامل الخارجية.

بسبب هذه الاختلافات، قد يُصدر أي نظام أخطاءً إيجابية وسلبية خاطئة. وقد اعتمدت بعض المنتجات التجارية الناجحة استراتيجيات لمعالجة هذه المشكلات، وأثبتت فعاليتها في الاستخدام واسع النطاق في بيئات وتطبيقات واقعية.

قد يشكل استخدام برامج تسجيل ضغطات المفاتيح انتهاكًا مباشرًا وصريحًا للقوانين المحلية، مثل قانون باتريوت الأمريكي ، والذي بموجبه قد يشكل هذا الاستخدام التنصت على المكالمات الهاتفية .

براءات الاختراع

استخدامات أخرى

لأن البشر هم من يحددون توقيتات ضغطات المفاتيح، فإنها لا ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالعمليات الخارجية. ولذلك، تُستخدم هذه التوقيتات بشكل متكرر كمصدر للأرقام العشوائية التي تولدها الأجهزة لأنظمة الحاسوب.

كما تم ربط أعراض الصحة النفسية مثل الاكتئاب والقلق بخصائص توقيت ضغطات المفاتيح. [ 18 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ روبرت موسكوفيتش، كلينت فيهير، أريك ميسرمان، نيكلاس كيرشنيك، طارق مصطفى، أحمد كامتيبي، برنارد لولين، أولريش هايستر، سيباستيان مولر ، ليور روكاش، يوفال إلوفيتشي (2009). سرقة الهوية، الحواسيب، والقياسات الحيوية السلوكية (ملف PDF) . وقائع المؤتمر الدولي لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات حول معلوماتية الاستخبارات والأمن. الصفحات 155-160 . {{cite conference}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  2. ↑ مونروز، فابيان، وأفييل د. روبين. "ديناميكيات ضغطات المفاتيح كقياس حيوي للمصادقة". أنظمة حاسوب الجيل القادم .{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  3. ↑ مونروز، ف.؛ روبين، أ. (1997). "المصادقة عبر ديناميكيات ضغطات المفاتيح" . وقائع المؤتمر الرابع لجمعية الحوسبة الآلية حول أمن الحاسوب والاتصالات . الصفحات 48-56 . doi : 10.1145/266420.266434 . 
  4. ↑ دينغ، ي.؛ يو، ي. (2013). "مصادقة المستخدم باستخدام ديناميكيات ضغطات المفاتيح بناءً على نموذج خليط غاوسي وشبكات الاعتقاد العميق" . معالجة الإشارات ISRN . 2013 565183. doi : 10.1155/2013/565183 .
  5. ↑ "مصادقة المستخدم من خلال ميزات القياسات الحيوية للكتابة" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 4 مارس 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 نوفمبر 2013 .
  6. ↑ شيبارد، إس. جيه. (1995). "المصادقة المستمرة من خلال تحليل خصائص الكتابة على لوحة المفاتيح" . الاتفاقية الأوروبية للأمن والكشف . ص 111-114 . doi : 10.1049/cp:19950480 . ISBN  0-85296-640-7.
  7. 1 2 باناسيوك، بيوتر؛ سعيد، خالد (2010). "خوارزمية مُعدّلة لتحديد هوية المستخدم من خلال كتابته على لوحة المفاتيح" . معالجة الصور وتحديات الاتصالات 2. التطورات في الحوسبة الذكية والناعمة. المجلد 84. الصفحات 113-120 . doi : 10.1007/978-3-642-16295-4_13 . ISBN   978-3-642-16294-7.
  8. ↑ الزبيدي، عبد العزيز؛ كاليتا، جوجال (2016). "التحقق من هوية مستخدمي الهواتف الذكية باستخدام القياسات الحيوية السلوكية". مجلة IEEE للمسح والدروس التعليمية في الاتصالات . 18 (3): 1998-2026 . arXiv : 1911.04104 . doi : 10.1109/comst.2016.2537748 . ISSN 1553-877X . S2CID 8443300 .  
  9. ↑ مونروز، فابيان؛ روبين، أفيل د. (2000). "ديناميكيات ضغطات المفاتيح كقياس حيوي للمصادقة" . أنظمة حاسوب الجيل القادم . 16 (4): 351-359 . Bibcode : 2000FGCS...16..351M . doi : 10.1016/S0167-739X(99)00059-X .
  10. ↑ "ديناميكيات ضغطات المفاتيح" . القياسات الحيوية . تم الاسترجاع في 18-01-2018 .
  11. ↑ هارينغ، كريستين (2007). الثقافة التقنية لهواة الراديو . مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ص 23. ISBN  978-0-262-08355-3.
  12. ↑ مونروز، ف.؛ روبين، أ. (1997). "المصادقة عبر ديناميكيات ضغطات المفاتيح" . وقائع المؤتمر الرابع لجمعية الحوسبة الآلية حول أمن الحاسوب والاتصالات . الصفحات 48-56 . doi : 10.1145/266420.266434 . 
  13. ↑ دينغ، ي.؛ يو، ي. (2013). "مصادقة المستخدم باستخدام ديناميكيات ضغطات المفاتيح بناءً على نموذج خليط غاوسي وشبكات الاعتقاد العميق" . معالجة الإشارات ISRN . 2013 565183. doi : 10.1155/2013/565183 .
  14. ↑ "مصادقة المستخدم من خلال ميزات القياسات الحيوية للكتابة" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 4 مارس 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 نوفمبر 2013 .
  15. ↑ المصادقة المستمرة من خلال تحليل خصائص الكتابة على لوحة المفاتيح
  16. ↑ الزبيدي، عبد العزيز؛ كاليتا، جوجال (2016). "التحقق من هوية مستخدمي الهواتف الذكية باستخدام القياسات الحيوية السلوكية". مجلة IEEE للمسح والدروس التعليمية في الاتصالات . 18 (3): 1998-2026 . arXiv : 1911.04104 . doi : 10.1109/comst.2016.2537748 . ISSN 1553-877X . S2CID 8443300 .  
  17. ↑ لو، شياوفينغ؛ تشانغ، شنغفي؛ هوي، بان؛ ليو، بيترو (2020-09-01). "المصادقة المستمرة عن طريق ضغطات المفاتيح النصية الحرة باستخدام الشبكات العصبية الالتفافية والشبكات العصبية المتكررة" . الحوسبة والأمن . 96 101861. doi : 10.1016/j.cose.2020.101861 . hdl : 11573/1719684 . ISSN 0167-4048 . 
  18. ↑ براوند، تايلور أ.؛ أوديا، بريديان؛ بال، ديبوبريو؛ ماستون، كيت؛ لارسن، مارك إي.؛ فيرنر-سيدلر، أليزا؛ تيلمان، غابرييل؛ كريستنسن، هيلين (15 مايو 2023). "الارتباطات بين بيانات ضغطات المفاتيح على الهواتف الذكية وأعراض الصحة النفسية لدى المراهقين: نتائج دراسة Future Proofing" . مجلة JMIR للصحة النفسية . 10 e44986. doi : 10.2196/44986 . PMC 10227695. PMID 37184904 .  

مراجع أخرى

  • تشيكو، ج. (2003). ديناميكيات ضغطات المفاتيح وأمن الشركات. مجلة WSTA Ticker ،
  • بيرغادانو، ف.؛ غونيتي، د.؛ بيكاردي، س. (2002). "مصادقة المستخدم من خلال ديناميكيات ضغطات المفاتيح". معاملات ACM في أمن المعلومات والأنظمة . 5 (4): 367-397 . doi : 10.1145/581271.581272 . S2CID 507476 . 
  • برنامج iMagic. (موقع الويب الخاص بالبائع) (مايو 2006). ملاحظات: مورد متخصص في مصادقة ضغطات المفاتيح للمؤسسات الكبيرة.
  • أدميت وان سيكيوريتي - المعروفة سابقًا باسم بايو باسورد. (الصفحة الرئيسية لموقع الشركة [صفحة الويب]). عنوان URLملاحظات: مورد متخصص في ديناميكيات ضغطات المفاتيح
  • غارسيا، ج. (مخترع). (1986). جهاز تحديد الهوية الشخصية. (الولايات المتحدة الأمريكية 4621334). ملاحظات: مكتب براءات الاختراع الأمريكي -
  • بندر، إس وبوستلي، إتش. (مخترعان) (2007). نظام وطريقة التعرف على إيقاع تسلسل المفاتيح. (الولايات المتحدة الأمريكية 7206938)، ملاحظات: مكتب براءات الاختراع الأمريكي -أُرشف بتاريخ 15 يناير 2016 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
  • جويس، ر.، وغوبتا، ج. (1990). التحقق من الهوية بناءً على زمن استجابة ضغطات المفاتيح. اتصالات رابطة آلات الحوسبة ، 33(2)، 168-176. ملاحظات: مراجعة حتى عام 1990
  • ماهار، د.؛ نابيير، ر.؛ فاغنر، م.؛ لافيرتي، و.؛ هندرسون، ر.د.؛ هيرون، م. (1995). "تحسين أنظمة التحقق البيومترية من مهارة الكتابة القائمة على زمن استجابة الرسم البياني الموجه: الاختلافات بين الكاتبين وداخل الكاتب الواحد في توزيعات زمن استجابة الرسم البياني الموجه". المجلة الدولية لدراسات التفاعل بين الإنسان والحاسوب . 43 (4): 579-592 . doi : 10.1006/ijhc.1995.1061 . S2CID 206564985 . 
  • مونروز، فابيان؛ روبين، أفيل (1997). "المصادقة عبر ديناميكيات ضغطات المفاتيح". وقائع المؤتمر الرابع لجمعية ACM حول أمن الحاسوب والاتصالات - CCS '97 . نيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية: مطبعة ACM . الصفحات 48-56 . doi : 10.1145/266420.266434 . ISBN  0-89791-912-2.كثيرًا ما يُستشهد به
  • مونروز، فابيان؛ روبين، أفيل د. (2000). "ديناميكيات ضغطات المفاتيح كقياس حيوي للمصادقة" (ملف PDF) . أنظمة حاسوب الجيل القادم . 16 (4). إلسيفير بي في: 351-359X. doi : 10.1016/s0167-739x(99)00059-x . ISSN 0167-739X . S2CID 1202473 .  
  • مونروز، إف آر إم كيه، وويتزل، إس. (1999). تعزيز أمان كلمات المرور بناءً على ديناميكيات ضغطات المفاتيح. وقائع المؤتمر السادس لجمعية الحوسبة الآلية (ACM) حول أمن الحاسوب والاتصالات ، 73-82. ملاحظات: مختبرات كينت ريدج الرقمية، سنغافورة
  • روبنسون، جيه إيه؛ ليانغ، في دبليو؛ تشامبرز، جيه إيه إم؛ ماكنزي، سي إل (1998). "التحقق من هوية مستخدم الحاسوب باستخدام ديناميكيات ضغطات المفاتيح في سلسلة تسجيل الدخول". معاملات IEEE في الأنظمة والإنسان وعلم التحكم الآلي - الجزء أ: الأنظمة والبشر . 28 (2). معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE): 236-241 . doi : 10.1109/3468.661150 . ISSN 1083-4427 . توفر ديناميكيات ضغطات المفاتيح في سلسلة تسجيل دخول مستخدم الحاسوب نمطًا مميزًا يمكن استخدامه للتحقق من الهوية. تم جمع متجهات التوقيت لعدة مئات من محاولات تسجيل الدخول لعشرة مستخدمين "حقيقيين" وعشرة "مزورين"، وطُبِّق تحليل التصنيف للتمييز بينهم. طُبِّقت ثلاثة مصنفات مختلفة، وفي كل حالة، كانت أوقات الضغط على المفاتيح أكثر فعالية في التمييز من الأوقات بين المفاتيح. حقق مصنف التعلم الاستقرائي أفضل أداء باستخدام كلٍ من فترات الضغط بين المفاتيح وفترات الانتظار. وقد سُجلت نسبة عالية من الأخطاء المطبعية أثناء إدخال بيانات تسجيل الدخول. عمليًا، عادةً ما تكون هذه الأخطاء مصححة - أي أنها سلاسل نصية تتضمن مسافات خلفية لتصحيح أخطاء سابقة - لكن وجودها يُعيق استخدام تحليل أسلوب الكتابة كوسيلة عملية لتأمين الوصول إلى أنظمة الحاسوب. 
  • يونغ، جيه آر، وهامون، آر دبليو (مخترعان). (1989). طريقة وجهاز للتحقق من هوية الفرد. 4805222). ملاحظات: مكتب براءات الاختراع الأمريكي -
  • شركة فيرتيكال المحدودة (موقع البائع الإلكتروني)(أكتوبر 2006). ملاحظات: مورد متخصص في حلول التحقق من صحة ضغطات المفاتيح للجهات الحكومية والتجارية.
  • لوباتكا، م. وبييتز، م.هـ (2009). تحليل ضغطات المفاتيح الحساسة للاهتزاز. وقائع المؤتمر البلجيكي الهولندي السنوي الثامن عشر حول التعلم الآلي ، 75-80.أُرشف بتاريخ 24 مارس 2009 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
  • تقييم التحقق من امتثال أنظمة حرق الفحم (2007) https://web.archive.org/web/20110707084309/http://www.admitonesecurity.com/admitone_library/AOS_Compliance_Functional_Assessment_by_Coalfire.pdf
  • كارنان، م. أكيلا (2011). "التحقق البيومتري الشخصي باستخدام ديناميكيات ضغطات المفاتيح: مراجعة". مجلة الحوسبة اللينة التطبيقية . 11 (2): 1565-1573 . doi : 10.1016/j.asoc.2010.08.003 .
  • جينكينز، جيفري؛ نغوين، كوانغ؛ رينولدز، جوزيف؛ هورنر، ويليام؛ سزو، هارولد (13 مايو 2011). "فسيولوجيا ديناميكيات ضغطات المفاتيح". في: سزو، هارولد (محرر). تحليلات المكونات المستقلة، والمويجات، والشبكات العصبية، والأنظمة الحيوية، والهندسة النانوية 9. المجلد  8058. SPIE . الصفحات  80581N. doi : 10.1117/12.887419 .

للمزيد من القراءة

  • فاس، ليزا (30 يوليو 2015). "يمكن للمواقع الإلكترونية تتبعنا من خلال طريقة كتابتنا - إليك كيفية إيقاف ذلك" . الأمن المكشوف . سوفوس . مؤرشف من الأصل في 16 مارس 2018. تم الاطلاع عليه في 1 فبراير 2018 .