文檢視域下對觸屏手寫電子簽名若干問題的思考

歐陽國亮

(中國刑事警察學院文件檢驗技術(shù)系， 遼寧沈陽 110854)

文檢視域下對觸屏手寫電子簽名若干問題的思考

歐陽國亮

(中國刑事警察學院文件檢驗技術(shù)系， 遼寧沈陽 110854)

針對觸屏手寫電子簽名這一新興簽名手段，從文件檢驗視角對其相關(guān)問題進行初步討論，為業(yè)內(nèi)分析此類簽名字跡檢驗鑒定的可行性提供參考。對此從觸屏手寫電子簽名形成的原理入手，通過與傳統(tǒng)紙筆簽名字跡的比較，梳理了觸屏手寫簽名的字跡特點，并結(jié)合筆跡檢驗現(xiàn)狀對觸屏手寫電子簽名帶來的若干問題進行了分析。認為觸屏手寫電子簽名字跡在運筆特征與筆痕特征兩方面有其特殊性，給傳統(tǒng)筆跡檢驗帶來了挑戰(zhàn)，強調(diào)文檢界應(yīng)當重視此種簽名手段，并探索檢驗鑒定的方法。

文件檢驗； 電子簽名； 筆跡鑒定； 字跡特征

0 引言

近年來，一種新的手寫簽名手段在銀行、電信、電商、證券、物流、酒店、餐飲等行業(yè)中廣泛使用，它就是觸屏手寫電子簽名。觸屏電子簽名系統(tǒng)由觸摸屏和手寫互動軟件構(gòu)成，簽名者可以用特殊筆或者直接用手指在屏幕上簽寫名字，書寫流暢，效果逼真。從其發(fā)展趨勢看，這種新簽名手段的誕生，擺脫了傳統(tǒng)紙筆簽名的束縛，帶來了一場漸變式的書寫革命。但我們也應(yīng)當看到，它必然也會給未來的文件檢驗工作帶來挑戰(zhàn)。

當前，隨著這種簽名手段的普及，社會對此類字跡檢驗鑒定的需求已經(jīng)產(chǎn)生。如2015年山東某市一起“刷信用卡返點”的案件中就涉及對數(shù)10個POS機觸屏手寫電子簽名的鑒定問題。東北3省也出現(xiàn)了若干此類案件，媒體也不乏相關(guān)報道。然而，由于業(yè)內(nèi)普遍缺乏對此類字跡的深入認識和鑒定實踐，導致有關(guān)案件結(jié)案困難。在這種背景下，對觸屏手寫電子簽名相關(guān)問題進行研究和闡述，既可引起文檢界對這一簽名手段的認知、了解及重視，亦可為今后業(yè)內(nèi)分析此類簽名字跡檢驗鑒定的可行性提供參考和評價依據(jù)。

1 觸屏手寫電子簽名的基本原理

觸屏手寫在通訊技術(shù)迅速發(fā)展的今天，對于大眾而言并不陌生，因為一般的智能手機都有觸屏手寫功能，它是智能手機必備輸入法之一。這種輸入手段可直接在手機屏幕上手寫，然后經(jīng)過系統(tǒng)識別形成文字。觸屏手寫電子簽名形成過程與此類似，它借助于特定的觸摸屏手寫設(shè)備，直接在屏幕上進行書寫然后形成電子簽名。不同之處在于，利用手機、平板電腦等設(shè)備的手寫功能書寫出來的文字會被系統(tǒng)識別之后形成印刷字體。而觸屏手寫電子簽名形成的是原筆跡，即無論是用電子手寫筆(圖1)又還是用手指(圖2)，在觸屏上進行書寫時，保留的都是個人書寫動作的實時動態(tài)軌跡。這些手寫軌跡同紙筆手寫字跡一樣，能反映個人的書寫技能和書寫習慣，是個人書寫活動外化為文字符號的形象表現(xiàn)。

圖1 電子筆觸屏手寫設(shè)備

圖2 手指觸屏手寫設(shè)備

目前，觸屏技術(shù)分為電阻式觸屏技術(shù)和電容式觸屏技術(shù)兩類。電阻式觸屏技術(shù)是屏幕內(nèi)部有上下兩塊電阻，中間由一個個間隔器將其分開，當手指碰觸到屏幕，電阻片受到擠壓導致相互接觸，此時電流在接觸點產(chǎn)生變化[1]，系統(tǒng)軟件會識別到這些坐標的變化，開始執(zhí)行與該點對應(yīng)的功能，形成相應(yīng)的筆畫并連接從而形成文字圖像(圖3)。由此可見，電阻式觸屏書寫需要手指或筆尖形成書寫壓力才可以出現(xiàn)筆畫文字。

圖3 電阻式觸摸屏基本原理

圖4 電容式觸摸屏手寫基本原理

電容式觸屏技術(shù)與電阻式觸摸屏技術(shù)不同，它不依靠手指或筆尖壓力創(chuàng)造、改變電力流。電容式觸摸屏是由諸如合金或是銦錫氧化物(ITO)這樣的材料構(gòu)成，電荷存儲于無數(shù)根比頭發(fā)絲都要細小的微型靜電線路中，它們可以通過任何持有生命電荷的物體(包括人體皮膚)工作[2]。當人的手指尖接觸到屏幕時，內(nèi)置軟件識別接觸面積的移動軌跡，從而形成筆畫字跡(圖4)。電容式觸屏技術(shù)是目前最為常用的觸屏技術(shù)，現(xiàn)在的智能手機和平板電腦基本上都使用該技術(shù)。

電阻式觸屏手寫和電容式觸屏手寫都能實時地記錄個人的書寫運動軌跡，并外化為原筆跡予以保存。但由于二者的工作原理不同，由此形成的筆跡也有一定的差異。其中，電阻式觸屏手寫主要是在書寫者的支配下，使書寫工具(手寫筆、手指甲等硬物)對觸屏形成書寫壓力從而形成字跡，如果壓力不夠或者壓力不均勻，就會出現(xiàn)筆畫斷筆或造成本該交接的筆畫卻未能交接的現(xiàn)象。如圖5的電阻式觸屏書寫實驗中，“張”的左側(cè)偏旁“弓”的中間橫筆畫同右側(cè)鄰近的豎筆畫距離較遠，這是書寫時在收筆階段力度減小造成的，即筆壓未能達到可形成字跡的程度。相比之下，電容式觸屏手寫就不會產(chǎn)生這類現(xiàn)象，因為它只需帶有生命電荷的物體(如手指)接觸觸摸屏即可書寫，力度無關(guān)緊要。除此之外，電阻式觸屏手寫簽名的筆畫相對生硬，而電容式觸屏手寫寫出來的字跡更為流暢自然(圖6)，業(yè)內(nèi)將這種流暢自然的觸屏手寫手段形象地稱之為“高保真式書寫”。這也是現(xiàn)階段電阻式觸屏手寫技術(shù)逐漸被電容式觸屏手寫技術(shù)取代的主要原因之所在。

圖5 電阻式觸屏簽名

圖6 電容式觸屏簽名(“calir”)

2 觸屏手寫電子簽名字跡特點

不管是利用電阻式觸屏技術(shù)又還是電容式觸屏技術(shù)書寫的簽名，比起傳統(tǒng)的紙筆手寫簽名來，都會有很大的差異，主要表現(xiàn)在5個方面。

第一，筆畫比較生硬，缺乏粗細變化。觸屏手寫電子簽名的筆畫比較生硬，缺乏粗細變化(圖7)。這是因為觸屏手寫過程中只要筆或手指與屏幕有所接觸，且書寫力度或接觸面達到一定要求，系統(tǒng)就會自動感應(yīng)形成粗細一樣的線條，線條的粗細與書寫壓力變化不成比例關(guān)系(據(jù)筆者所知，目前也有一些專門為書法研發(fā)的觸屏手寫系統(tǒng)可呈現(xiàn)各類運筆特征，但在電子簽名系統(tǒng)中尚未普遍采用)。相比之下，傳統(tǒng)的紙筆手寫簽名會隨著筆尖與書寫面之間壓力大小變化而出現(xiàn)筆畫粗細變化，形成起收筆特征和筆鋒特征(圖8)。這是兩者之間最主要的區(qū)別。

圖7 觸屏手寫電子簽名

圖8 紙筆手寫簽名

第二，筆畫之間缺乏照應(yīng)關(guān)系。觸屏手寫電子簽名在書寫速度快的情況下不會形成上一筆收筆和下一筆起筆之間的照應(yīng)關(guān)系，沒有“形斷意連”特征的呈現(xiàn)(圖9)。這也與觸屏手寫原理有關(guān)，因為在進行觸屏手寫時，書寫工具(特殊筆、手指等)必須與屏幕始終保持接觸。相比之下，傳統(tǒng)紙筆手寫過程中，書寫速度較快時，筆尖離紙面的高度發(fā)生變化，筆畫運筆形態(tài)也會發(fā)生改變，從而使上一筆收筆與下一筆起筆間形成形斷意連的照應(yīng)關(guān)系[3]。如圖10中，“三”的第二筆收筆與第三筆起筆形成照應(yīng)關(guān)系。

圖9 觸屏手寫電子簽名

圖10 傳統(tǒng)手寫簽名

第三，偶現(xiàn)筆跡“抖動”現(xiàn)象。某些觸屏手寫出來的簽名有時候筆畫不流暢，會有類似于抖動現(xiàn)象的出現(xiàn)(圖11)。這并非書寫人造成的，而是受觸屏手寫系統(tǒng)的實時識別能力跟不上書寫速度的變化而產(chǎn)生的。因為在觸屏手寫時，系統(tǒng)會對移動軌跡進行自動識別，但有時候隨著簽名系統(tǒng)功能的退化或其他外界因素的影響(如電磁波干擾)，系統(tǒng)的反映能力會相對變慢，這時候?qū)κ謱懸苿榆壽E的識別會出現(xiàn)不連貫的情形，從而使筆畫出現(xiàn)類似于抖動的特征。

圖11 某些電子簽名出現(xiàn)筆畫“抖動”

第四，中途停頓無駐筆痕跡。人們用紙筆進行書寫時，如果在書寫某個筆畫的過程中出現(xiàn)中途停頓，此時筆畫就會留下駐筆的墨點，類似于油墨堆積的筆痕(圖12)。我們實驗發(fā)現(xiàn)，觸屏手寫即便中途停頓也不會留下停頓痕跡。如圖13中的簽名字跡，書寫實驗時在“李”的第一筆和“偉”的最后一筆作了中途停頓，但從書寫結(jié)果可見筆畫流暢自然，看不出有任何停頓跡象。

圖12 紙筆書寫時的中途停頓駐筆痕跡

圖13 觸屏手寫簽名

第五，無筆痕特征。筆痕特征是傳統(tǒng)書寫工具受自身特點、瑕疵或書寫人書寫習慣等因素的影響而形成的一類特征，幾乎所有類型的電子簽名都沒有筆痕特征(圖14)。而傳統(tǒng)書寫工具書寫文字時，很多時候都會留下筆痕特征，具體可以表現(xiàn)為筆畫斷筆、油墨堆積、露白等(圖15)。筆痕特征是判斷某個簽名是紙筆簽名還是觸屏手寫簽名的重要表觀特征。

圖14 某案中的觸屏手寫電子簽名

圖15 傳統(tǒng)紙筆書寫中的筆痕特征

除了上述特點外，從字跡上看觸屏手寫電子簽名字跡的顏色十分均勻，沒有傳統(tǒng)書寫工具呈現(xiàn)出來的顏色深淺變化。這一系列特點可以概括為兩大方面：前4個主要是運筆方面特征，后一個為筆痕特征。這些特征構(gòu)成了觸屏手寫電子簽名與傳統(tǒng)紙筆簽名的主要區(qū)別。

3

前文介紹觸屏手寫電子簽名的若干特點，是由觸屏手寫的形成機理和技術(shù)方法決定的，與傳統(tǒng)紙筆手寫簽名比起來，很多筆跡細節(jié)趨于弱化，如筆順、起筆、收筆、筆痕特征等。但現(xiàn)階段文件檢驗工作者對觸屏技術(shù)的具體原理和方法缺乏深入的了解，更缺乏實驗層面的研究和討論，導致對觸屏手寫電子簽名的技術(shù)特點認識不足。在目前的文件檢驗現(xiàn)狀下，它給文件檢驗工作帶來的不僅僅是技術(shù)層面難題，還有可能出現(xiàn)法律實務(wù)方面的挑戰(zhàn)。

3.1 法律認可電子簽名的效力但傳統(tǒng)筆跡檢驗無法滿足電子簽名鑒定的需求

觸屏手寫電子簽名作為電子簽名的一種新的類型，一方面?zhèn)鞒辛藗鹘y(tǒng)紙筆手寫簽名的部分重要特征,另一方面又突破了傳統(tǒng)紙筆手寫簽名對時空的限制，具有相當大的應(yīng)用潛力[4]。正因如此，我國于2004年制定了《中華人民共和國電子簽名法》，其中第3條規(guī)定：民事活動中的合同或者其他文件、單證等文書，當事人可以約定使用或者不使用電子簽名、數(shù)據(jù)電文，當事人約定使用電子簽名、數(shù)據(jù)電文的文書，不得僅因為其采用電子簽名、數(shù)據(jù)電文的形式而否定其法律效力[5]。

根據(jù)相關(guān)法律可見觸摸屏電子簽名作為電子簽名中的一類，顯然是在法律認可范圍之內(nèi)的，將來使用這類簽名的領(lǐng)域?qū)絹碓蕉啵褂脗鹘y(tǒng)紙筆簽名的領(lǐng)域則會相應(yīng)地萎縮，未來很有可能出現(xiàn)大量的手寫電子簽名需要進行筆跡鑒定。需要指出的是，手寫電子簽名盡管表面看與紙筆簽名區(qū)別不大，但在傳統(tǒng)筆跡鑒定視角下，這類以數(shù)據(jù)形式存在的簽名顯然是不能進行鑒定的。一是因為這種手寫電子簽名實際上是個人書寫自己姓名軌跡的投影，沒有筆畫之間的交叉特征呈現(xiàn)，筆順特征幾乎無法判定；二是觸屏手寫電子簽名筆畫生澀，缺乏運筆特征，而運筆特征恰恰是傳統(tǒng)筆跡檢驗使用最多、價值最高的一個特征；三是觸屏電子簽名與絕大多數(shù)電子簽名一樣，沒有書寫的壓痕特征。盡管壓痕特征在傳統(tǒng)紙筆簽名的鑒定中用的相對較少，但是作為一種參考特征，對分析個人的書寫習慣是非常有必要存在的。然而電子簽名卻缺少這一特征，無疑給字跡鑒定帶來了困難，這也是鑒定機構(gòu)拒絕對此類筆跡進行檢驗鑒定的主要理由。

3.2 某些觸屏手寫電子簽名系統(tǒng)自身防偽優(yōu)勢可繞開筆跡鑒定

觸屏手寫電子簽名并非像眾人想象的那樣容易被模仿或盜用，相反，很多電子簽名系統(tǒng)的防偽技術(shù)和手段非常先進，即便出現(xiàn)筆跡真?zhèn)渭m紛很多時候也能繞開筆跡鑒定進行直接認定，從而使傳統(tǒng)的筆跡鑒定近乎無用武之地[6]。據(jù)調(diào)查，它的防偽優(yōu)勢主要有3方面。

第一，觸屏手寫電子簽名能實現(xiàn)對多份文件的同時簽名，提升了簽名的統(tǒng)一性。如某人利用傳統(tǒng)的紙筆簽名手段需對3份文件簽名，他必須簽3次，受主客觀因素的影響，每次簽名可能會有或多或少的變化，這些變化可能會在未來某一天產(chǎn)生真?zhèn)渭m紛(現(xiàn)代許多案件就常見這種情況)。而觸屏手寫電子簽名只需簽一次即可實現(xiàn)對3份文件的同時簽名并即時存檔。這種時間上的同一性和簽名字跡的同一性，在一定程度上提升了文件本身的防偽性。

第二，觸屏手寫電子簽名往往與攝像機、攝像頭配合使用，尤其是在銀行、證券等領(lǐng)域，在用觸屏進行簽名的同時，影像設(shè)備會從多個角度記錄整個過程，包括簽名的每個細節(jié)。如果某日當事人否認簽名，系統(tǒng)可以對原始操作過程進行影像溯源。這種手段在大數(shù)據(jù)時代尤為重要，已經(jīng)成為一種新的發(fā)展趨勢。

第三，許多觸屏簽名系統(tǒng)自帶書寫人書寫特征數(shù)據(jù)分析和記錄軟件，該軟件能夠?qū)鴮懙牧晳T特征記錄下來，供以后識別比對。盡管這種比對不一定十分精確，但作為一種輔助分析手段還是必要的，尤其是對同一時期同一人的書寫特征進行分析和記錄，具有存檔價值。

近年來的一些案件也能印證觸屏手寫電子簽名的一些防偽效果。2015年3月，長春一汽車經(jīng)銷商與當?shù)匾汇y行簽訂了借貸合同，約定了貸款數(shù)額及利息標準。一年后，經(jīng)銷商否認與銀行簽過借貸合同，并表示合同上的總經(jīng)理的簽名系偽造，理由是紙質(zhì)合同上的簽名是打印的，因此自己的簽名是被他人復制粘貼上去的(圖16)。銀行方面表示，雙方簽合同時，采用的是觸屏手寫，并非復制當事人的平時簽名。銀行方面還利用簽名系統(tǒng)對當時的過程進行了多維度影像溯源，并模擬簽約現(xiàn)場，讓經(jīng)銷商現(xiàn)場在觸屏上進行書寫，計算機自動識別了書寫特征數(shù)據(jù)。最后法院認定銀行提供的溯源影像和數(shù)據(jù)真實有效，做出了裁決。

圖16 長春某案中的觸屏手寫電子簽名

由此可見，有時觸屏電子簽名能夠保證交易和操作的不可抵賴性，同時也實現(xiàn)了原始操作的可追溯性。它的這些優(yōu)勢，在一定程度上擺脫了傳統(tǒng)紙筆簽名容易被模仿的局限。

盡管隨著社會的發(fā)展，在很多行業(yè)領(lǐng)域個人簽名手段正在由傳統(tǒng)紙筆手寫向觸屏手寫轉(zhuǎn)變，但紙筆手寫簽名由于它不受設(shè)備和場合的限制，方便快捷，其使用范圍和領(lǐng)域依然很廣。而觸屏手寫盡管配備了攝像等防偽手段，但受設(shè)備條件限制明顯，只能出現(xiàn)在一些特定的行業(yè)如金融、餐飲、物流及電商中，在目前的社會經(jīng)濟條件下，生活中還難以普及這種手段。此外，并非所有觸屏手寫系統(tǒng)都帶有防偽功能，社會對其接受程度難以達到百分之百。綜合這些因素考量，觸屏手寫取代傳統(tǒng)手寫幾乎是不可能的。

在文件檢驗工作中，應(yīng)當對觸屏手寫電子簽名這種新型簽名手段進行辯證看待。如果從傳統(tǒng)的筆跡檢驗視角看，這種電子簽名顯然是不具備檢驗條件的，因為它畢竟是電子簽名，與傳統(tǒng)紙筆簽名有天壤之別，給文件檢驗工作帶來的挑戰(zhàn)不言而喻。但是從另一個角度看，這種簽名手段本身具有較好的防偽手段，增強了筆跡的不可否認性特性，未來或許能夠減少筆跡糾紛的發(fā)生。一旦發(fā)生電子簽名真?zhèn)渭m紛，理論上來說應(yīng)當是有檢驗途徑的，即模擬簽字場景，讓當事人用原先的觸屏手寫設(shè)備進行書寫以提取樣本，然后同檢材進行比對。其前提條件是保證觸屏手寫設(shè)備的同一性。

4 結(jié)語

觸屏書寫電子簽名作為一種新興簽名手段已經(jīng)逐漸普及，其成字原理主要基于電阻觸屏技術(shù)和電容觸屏技術(shù)。觸屏書寫電子簽名字跡與傳統(tǒng)紙筆簽名字跡的區(qū)別主要表現(xiàn)在運筆特征、筆痕特征兩大方面，尤以運筆特征差異最為明顯。它給傳統(tǒng)筆跡檢驗帶來的挑戰(zhàn)既有法律層面的挑戰(zhàn)，同時還有鑒定實務(wù)方面的挑戰(zhàn)。文件檢驗工作者應(yīng)當與時俱進探索在傳統(tǒng)文檢視角下觸屏手寫電子簽名檢驗鑒定的可行性以及檢驗方法。

未來在這一領(lǐng)域還有許多內(nèi)容值得討論，如在相同文字條件下個人紙筆手寫和觸屏手寫的聯(lián)系和區(qū)別，不同觸屏手寫系統(tǒng)之間形成的文字能否進行對比檢驗，檢材和樣本一方是紙筆手寫，而另一方是觸屏手寫的情況下能否進行鑒定，觸屏手寫電子簽名在法律層面如何規(guī)避風險等，這些都需要進行大量的調(diào)查和實驗?；蛟S在不久的將來，刑事技術(shù)界會解決觸屏手寫簽名帶來的一系列文件檢驗難題。

[1] 高芹.基于S3C2410的觸摸屏手寫應(yīng)用程序設(shè)計[J].湖北理工學院學報，2014(1)：39-43.

[2] 馬小晴.基于LBP和深度學習的手寫簽名識別算法[J].量子電子學報，2017(1):23-31.

[3] 賈玉文.筆跡檢驗[M].北京：警官教育出版社，1999：115-119.

[4] 馬臣云.手寫數(shù)字簽名助推金融無紙化[J].金融電子化，2014(4)：76-77.

[5] 高富平.電子合同與電子簽名法研究報告[M].北京：北京大學出版社，2005:146-147.

[6] 于海防.我國電子簽名框架性效力規(guī)則的不足與完善[J].法學，2016(1):26-37.

D918.92

歐陽國亮(1986—)，男，湖南桂陽人，碩士，講師。研究方向為文件檢驗。

(責任編輯陳小明)