王 凡 徐 猛 黄娟娟

1.湖南警察学院刑事技术系，湖南 长沙 410138；2.湖南省公安厅刑侦总队刑事情报侦查支队，湖南 长沙 410006

2004年颁布的《中华人民共和国电子签名法》第二条规定：电子签名，是指数据电文中以电子形式所含、所附用于识别签名人身份并表明签名人认可其中内容的数据。

在笔迹检验领域，笔迹的静态特征主要是指笔迹在书写载体上所反映出的几何结构与形态特征。而笔迹的动态特征则是指笔迹书写过程中产生的一系列有顺序、连续的运动变化状态的现象，包括书写时长、速度、压力等物理量的大小和变化。可以借助相应的工具对这些特征加以测量，并以数据的形式反映动态特征的大小与变化。

目前国内学者主要利用传统笔迹学的检验方法来鉴定电子签名笔迹，而常常忽略了动态特征对于电子签名鉴定的重要性。由于电子签名的快速普及与发展，这种传统的检验方法已经难以满足公安工作中日益复杂的电子签名鉴别需求，而将动态特征与静态特征综合运用于电子签名的鉴定分析上，能有效提高电子签名鉴定的程序性、准确性和客观性。

一、实验设计

根据工作原理的不同，市面上常见的手写板可以分为电磁压力式、电容触控式与电阻压力式三种类型，其中电阻式手写板与电磁压力式手写板使用电子笔书写，电容触控式手写板多用于手指直接书写，书写特征与电子笔、签字笔存在较大差异，故不进行相关特征分析。

（一）实验器材

黑色签字笔、书写纸、通用型智能笔、高漫1060PRO 数位板（电磁式手写板）、蒙恬电阻式手写板

（二）样本制作

邀请18 岁至24 岁之间的200 名在校大学生，每人分别正常书写纸质签名（使用黑色中性笔）一份作为样本，电磁式手写板电子签名样本、电阻式手写板电子签名样本各30 份。纸质样本作为参照样本使用，电磁式手写板、电阻式手写板书写的电子签名样本作为实验对象，分别与参照样本进行比对分析。

（三）不同电子书写设备上的特点

1.电磁式手写板

将同一人书写的电磁式手写板电子签名与纸笔签名笔迹样本进行特征比对：在电磁式手写板上书写的电子签名笔迹在字形、字体、文字写法与搭配比例等特征方面未见明显变化，笔迹的特征反映较稳定；而笔压、运笔、笔痕等特征反映方面则存在缺漏或反映失真情况（见图1）。相比纸质签名，电磁式手写板上书写的电子签名笔迹在空间位置、形态特征等宏观层面上趋于稳定，而在立体、运笔特征及微观层面特征的反映上存在特征缺失、反映失真现象。

图1 电磁式手写板特征缺失现象

2.电阻式手写板

将电阻式手写板电子签名的笔迹样本与同一人书写的纸质签名笔迹样本进行特征比对：电阻式手写板电子签名的笔迹与纸质签名笔迹样本在单字的一般和细节特征方面表现出差异（见图2）；书写者在电阻式手写板上的书写动作与纸笔签名书写动作存在差异，字的倾斜方向、连笔特征明显不同。比对结论为：在电阻式手写板上进行书写时，对书写者的书写动作习惯和实时书写动作的反映均造成影响，存在特征反映缺失或失真情况，难以仅通过静态笔迹特征追踪还原书写者真实的书写动作和习惯。［1］

图2 电阻式手写板特征缺失、字体倾斜方向不同现象

（四）实验方法

1.样本数据采集

准备款式相同教学用课桌椅3 套，并排放置于同一间教室下，于桌上同一相对位置分别固定摆放A4 纸、电磁式手写板及电阻式手写板并依次命名为1 号桌、2 号桌、3 号桌进行样本采集，在200 名参与实验的学生中随机抽取一名学生姓名作为样本内容，本次实验抽取结果为“王禹鑫”。

1 号桌作为参照桌，以1 号桌的结果作为书写水平高低的衡量维度，2 号桌与3 号桌分别就同正常速度不同压力（重压力、正常压力、轻压力）、同正常压力不同速度（快速、正常速度、慢速）做6 次实验，每次实验书写样本内容5 份，其中压力维度的粒度单位以书写时手写板记录的平均压力大小为标准，分别为4N、3N、2N；速度维度的粒度单位以完成书写过程时长为衡量标准，分别为3至4 秒、5 至7 秒、8 至10 秒。

记录单次书写的最终样式为静态分析样本；书写过程的速度、压力等参数为动态分析样本。

2.数据分析

因签名检验过程尤其是静态分析过程存在极大的个性，故检验过程采取判断书写人在书写过程中是否存在停驻笔、书写时长延长等现象，搭配静态比例特征、笔顺特征、运笔特征及动态书写时长、书写速度与平均压力等因素，以此综合判断两份笔迹是否为同一人书写，具体操作如下：

动态特征检验采用将2 号桌与3 号桌样本书写时长、书写速度与平均压力等三个基本特征利用Matlab 编制形成的识别程序软件，转化为数据信息的形式，进行图谱化分析，判断同一书写人在书写过程中的运笔力度、书写速度在图谱中的峰值是否基本一致，100 次实验后计算相关准确率；静态特征检验分析采用对2 号桌及3 号桌样本分别进行随机抽取并通过助手给出1 号桌参照样本进行分析，搭配比例特征、笔顺特征、运笔特征判断是否为同一人所写，100 次实验后计算相关准确率；动静态特征结合检验综合图谱化分析及静态稳定特征进行综合研判，结合比对100 次后计算相关准确率。［2］

二、结果与讨论

（一）动态特征与静态特征的关联性

实验结果发现，同一人在不同电子书写设备上书写时，其静态特征部分缺失或反映失真，而动态特征较为稳定，没有明显变化。笔迹的静态特征与动态特征有着紧密的内在联系，动态特征直接决定着静态特征的表现，而静态特征是动态特征的直观表达。

（二）准确率

通过动、静态特征检验与动静态综合检验三种方式分别对收集到的样本进行检验，并对三者的准确率进行比对，发现使用动静态综合检验鉴定笔迹的准确率明显高于仅使用动、静态特征进行检验鉴定（见表1）：

表1 样本数动、静态特征检验与动静态特征综合检验准确率的影响统计表

由表1 可得，随着样本数的增多，动静态结合检验准确率也随之提高，与单独动、静态检验准确率拉开的差距也越大。

（三）采集设备种类的影响

书写时手写板作为书写载体摩擦力变小，进而影响手写笔作为书写工具的质量，书写者在书写时感到不适应，因此造成了其书写水平下降、书写速度降低、书写力度增大。其主要体现在笔力特征不稳定，连笔特征反映缺失。但随着书写次数的增加，书写者的书写水平有着显著回升，所以电磁式手写板作为电子签名笔迹采集设备对笔迹鉴定结果的影响较小。

电阻式手写板上面的电阻薄膜在受到一定的压力后才会出现变形接触到底部固定的电阻薄膜，但书写人对书写载体和书写工具的不适应使得控制压力变得更难，书写时每一次书写所产生的压力不同，手写板不能准确捕捉书写细节，其主要体现在笔画多为连笔，通常不能很好地反映书写人的书写水平状况，对笔迹鉴定结果的影响较大。结论：电阻式手写板对电子签名鉴定准确率的影响明显大于电磁式手写板，具体数据见表2。

表2 不同采集设备种类对检验准确率的影响统计表

（四）书写水平对鉴定准确率的影响

将所有参与实验的学生分为高书写水平及低书写水平两组各100 人，一般而言，高书写水平人的签名笔迹细节特征变化率较低，特征较稳定，而低书写水平人的签名笔迹特征稳定性较弱，签名整体组合特征易变且不稳定。但不同于纸质签名，电子签名中的字符普遍增大，字形趋于圆润，棱角过渡较为平滑，单字左倾比例略有增加，所有书写者的书写水平都出现了显著下降，但随书写次数与书写样本的增多，高水平书写者的电子签名特征开始趋于稳定，具体数据见表3。

表3 不同书写水平对检验准确率的影响统计表

（五）书写力度对鉴定准确率的影响

书写模式改变对书写压力分布的影响较大，纸笔签名与电子签名的书写力度对笔迹鉴定的影响不同（见图3、4），原因是电子屏幕相比纸张摩擦系数较小，稍有压力或接触便会形成笔迹，当书写力度小于设备所能感知到的最小压力时，会直接出现笔画缺失、字体残缺等问题，而纸笔签名则会造成墨迹浓淡的明显变化，基本上都会留下墨点、墨线划痕等笔痕特征，具体数据见表4。

表4 不同书写力度对检验准确率的影响统计表

图3 压力不同造成电子签名不同笔痕特征

图4 压力不同造成纸笔签名不同笔痕特征

（六）书写速度对鉴定准确率的影响

与纸笔签名笔迹相比，电子签名笔迹中常速书写占大多数，快速书写方式所占比例小幅度增加，慢速书写显著减少，因为手写板相比纸张摩擦系数较小，稍有压力接触便会形成笔迹，因而相比于纸笔笔迹，电子签名笔迹的连笔特征变化较明显（见图5），书写速度对鉴定准确率的影响较大，具体数据见表5。

表5 不同书写速度对检验准确率的影响统计表

图5 速度不同造成不同笔痕特征

（七）动静态特征综合检验要点

经过上述的实验，对动、静态特征检验与动静态综合检验的准确率进行比对后可以发现以下几点：

第一，动静态综合检验笔迹的结果准确率高于仅使用动、静态特征检验的准确率，即使用动静态综合检验鉴定笔迹相较于仅使用动态特征进行检验鉴定更高效准确；第二，同一人使用不同书写设备时的鉴定准确率变化较小，且显然相比于电阻式手写板，电磁式手写板电子签名更接近于传统纸笔签名；第三，同一人在手写板上书写电子签名时，不同的书写水平、书写力度、书写速度都会对鉴定的准确率造成一定影响；第四，在相同条件下进行多次书写后，其笔迹特征间的差异在相同或不同字的相同部位都具有重复再现的稳定性，在分析电子签名的笔迹特征时不能忽略书写次数对于笔迹特征与鉴定准确率的影响，这同时也验证了实验的理论可行性。

但是由于客观条件限制，我们所采集到的检验鉴定准确率必然与实际操作存在误差，所以对于如何将动静态特征综合检验法应用于电子签名鉴定方向还需要更多的研究。

三、结论

本文主要通过探讨静态特征、动态特征在电子签名笔迹鉴定中的作用分析，并比对综合运用动静态特征分析的结果准确率，来验证“在电子签名的真伪鉴定中，综合运用动静态特征能有效提高电子签名鉴定的程序性、准确性和客观性”这一猜想。而研究证明，将电子签名的动静态特征综合用于签名鉴定，其准确率的确普遍高于仅使用传统的静态特征或仅用动态特征进行分析鉴定，有效提高电子签名鉴定的程序性、准确性和客观性。

由于客观条件限制，本实验中还存在有样本采集不够丰富、变量控制不够精确等问题，针对以上不足，我们将在今后的实验过程中不断改善，进一步验证实验结果的有效性与科学性。当今时代科技飞速发展，检测工具不断迭代更新，要成为合格执法者，我们不仅要坚持政治建警与全面从严治警，也要不断改进升级技术手段，通过改革强警、科技兴警以适应新时代背景下的公安工作。