歐陽國亮，梁恩豪，祁維超

（中國刑事警察學(xué)院，沈陽 110854）

近年來，電子簽名已經(jīng)在多個領(lǐng)域推廣開來，由此也出現(xiàn)了一些與電子簽名真?zhèn)斡嘘P(guān)的案件。由于電子簽名與紙筆簽名在形成過程上既有聯(lián)系又有本質(zhì)區(qū)別，傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)檢驗(yàn)方法能否對其進(jìn)行檢驗(yàn)，思路和方法如何，文檢同行們圍繞這一系列問題進(jìn)行了深入的研究。

1 對電子簽名的內(nèi)涵與本質(zhì)的認(rèn)知

1.1 電子簽名的內(nèi)涵

電子簽名有廣義和狹義之分，廣義上是指《中華人民共和國電子簽名法》中所指的以電子形式所含、所附用于識別簽名人身份并表明簽名人認(rèn)可其中內(nèi)容的數(shù)據(jù)，它包括各類用于識別個人身份的數(shù)據(jù)，如電子密碼、電子指紋、電子字跡等[1]。由此可見，法律概念上的“電子簽名”囊括的范圍非常廣。而文件檢驗(yàn)領(lǐng)域所指的“電子簽名”是狹義的，即書寫者借助手寫筆或手指在觸屏電子設(shè)備上寫出來的姓名文字符號形象，是傳統(tǒng)簽名在電子領(lǐng)域的延伸[2]。

1.2 電子簽名的本質(zhì)屬性

電子簽名表面上有傳統(tǒng)簽名的形象，但實(shí)際上它是一種電子數(shù)據(jù)，我們所看到的筆跡只是這些數(shù)據(jù)的物化影像[3]，它在形成過程、呈現(xiàn)形式等各方面都與傳統(tǒng)簽名不同。但它也是通過人的書寫活動形成的，也能反映書寫者的書寫特點(diǎn)，因此電子簽名筆跡并未脫離筆跡學(xué)上“筆跡”的內(nèi)涵。從證據(jù)學(xué)角度看，通過電子簽名設(shè)備書寫出來的簽名字跡是一種特殊的電子痕跡，符合“電子物證”的基本特征，原則上來說它是電子物證的一種[4-5]。由此，可以將電子簽名的屬性概括為兩個層面：一方面，電子簽名是在個人書寫活動支配下借助電子設(shè)備書寫出來的可視化的簽名動作軌跡，有傳統(tǒng)簽名的輪廓形象，能反映個人的書寫水平、書寫技能和書寫習(xí)慣；另一方面，電子簽名是一種電子數(shù)據(jù)信息，其字跡特點(diǎn)能以電子數(shù)據(jù)的形式呈現(xiàn)，且這些數(shù)據(jù)因人而異。

2 電子簽名的種類及與傳統(tǒng)簽名的特點(diǎn)比較

2.1 電子簽名的種類

依據(jù)電子簽名設(shè)備工作原理的不同，可以將其分為電阻式電子簽名、電容式電子簽名、電磁式電子簽名三大類（圖1），其中電容式電子簽名和電磁式電子簽名在特點(diǎn)上較為接近，而電阻式電子簽名則差別較大[6]。

2.1.1 電阻式電子簽名

電阻式電子簽名設(shè)備是利用壓力感應(yīng)進(jìn)行觸點(diǎn)檢測控制，當(dāng)手指或者書寫工具接觸屏幕時，外導(dǎo)電層與內(nèi)層導(dǎo)電層之間出現(xiàn)接觸點(diǎn)從而形成可視筆畫影像。電阻式電子簽名的字跡特點(diǎn)主要有：筆畫生硬無粗細(xì)變化，筆畫之間缺乏照應(yīng)關(guān)系（圖1a），偶現(xiàn)“抖動”現(xiàn)象，無駐筆痕跡和筆痕特征[7]。電阻式電子簽名技術(shù)是一種較老的技術(shù)，書寫效果和體驗(yàn)較差，目前已經(jīng)逐步退出市場，僅一些便攜式設(shè)備如pos機(jī)尚在使用。

2.1.2 電容式電子簽名

電容式電子簽名設(shè)備利用人體感應(yīng)進(jìn)行觸點(diǎn)檢測控制，當(dāng)手指觸碰到觸摸屏表面的金屬膜時，電場和觸摸屏表面形成一個耦合電容并導(dǎo)電，控制器通過對電流的測算聚集成觸摸痕跡呈現(xiàn)出字跡形象。這種書寫設(shè)備可以感應(yīng)壓力大小及接觸面變化，因此筆畫會有粗細(xì)變化，且筆畫較為圓潤，但偶爾筆畫邊緣會有鋸齒狀（圖1b），起收筆回鋒動作也不明顯[8]。研究發(fā)現(xiàn)，同一人用不同品牌型號電容式電子簽名設(shè)備書寫的電子簽名在特征上趨于一致，不會受設(shè)備太大影響[9]。

2.1.3 電磁式電子簽名

電磁式電子簽名設(shè)備通過改變和安裝有激勵線圈及感應(yīng)線圈的觸摸屏之間的空間距離，使電磁場發(fā)生變化，觸摸檢測部分則通過磁場變化來檢測觸摸點(diǎn)位置。在書寫時需要借助專門的書寫工具方能書寫。它也能感應(yīng)書寫工具的壓力變化，呈現(xiàn)出類似于紙筆字跡的特點(diǎn)，但筆畫形態(tài)更圓潤，棱角不甚分明，筆畫隨書寫壓力大小發(fā)生的粗細(xì)變化更明顯（圖1c），起筆動作較粗，收筆動作能呈現(xiàn)出筆鋒，書寫效果流暢自然[10]。

2.2 電子簽名與傳統(tǒng)簽名特點(diǎn)比較

對電子簽名與傳統(tǒng)簽名的特點(diǎn)進(jìn)行比較研究，是近年來關(guān)注的一個熱點(diǎn)問題。一般認(rèn)為，不管哪種設(shè)備書寫的電子簽名都不會出現(xiàn)傳統(tǒng)簽名中的筆痕特征，這是因?yàn)殡娮雍灻菙?shù)據(jù)處理軟件根據(jù)書寫壓力和接觸的變化來呈現(xiàn)筆畫軌跡形態(tài)的，設(shè)備感知的對象是書寫時的壓力變化、摩擦系數(shù)變化、接觸點(diǎn)變化及書寫速度變化[11]，而非書寫工具的特點(diǎn)。又如，在書寫水平上，傳統(tǒng)簽名相對要高于電子簽名，這是因?yàn)闀鴮懻咴谟秒娮雍灻O(shè)備書寫時，容易受到書寫工具、書寫條件等外在因素的影響，比如用紙筆書寫時書寫者可以看著筆尖進(jìn)行書寫，從而把字的搭配比例和運(yùn)筆狀態(tài)控制得相對穩(wěn)定，而用手指在電容屏上書寫時手指會阻擋視線，造成控“筆”困難，從而對書寫出來的字的結(jié)構(gòu)、搭配和運(yùn)筆造成影響[12]。

不同類型的電子簽名與傳統(tǒng)簽名比較起來也會有不同的聯(lián)系和區(qū)別。其中，電容式電子簽名和電阻式電子簽名在連筆、布局、運(yùn)筆等方面變化明顯，但在字形、搭配、比例、風(fēng)貌、字體、寫法、筆順等方面較穩(wěn)定[13]。而電磁式電子簽名最接近傳統(tǒng)簽名，因?yàn)樗艹尸F(xiàn)傳統(tǒng)簽名的一系列細(xì)節(jié)表觀特征（圖2）：壓力變化時的筆畫粗細(xì)變化、側(cè)起筆時的露鋒、快速書寫時的筆畫實(shí)連與虛連、起收筆變化等[6]。

現(xiàn)有研究普遍認(rèn)為，從傳統(tǒng)筆跡檢驗(yàn)視角看，電阻式電子簽名由于缺乏筆畫形態(tài)變化，與傳統(tǒng)簽名的特征差異大，二者很難進(jìn)行特征比較。而電容式電子簽名和電磁式電子簽名都能夠反映書寫力度變化特征，與傳統(tǒng)簽名有一定相似性，可以進(jìn)行部分特征比較，但不足以進(jìn)行同一認(rèn)定。

3 電子簽名的動態(tài)特征及其量化分析

3.1 電子簽名的動態(tài)特征

電子簽名特征可以分為靜態(tài)和動態(tài)兩大類。靜態(tài)特征是可視化的形象，屬于傳統(tǒng)筆跡學(xué)范疇，包括風(fēng)貌、布局、字體、字形、結(jié)構(gòu)、筆順等。動態(tài)特征主要是指利用電子簽名設(shè)備進(jìn)行書寫時的書寫時長、壓力、速度、像素感應(yīng)等一系列動態(tài)變化特征。早在2003年，信息技術(shù)界就有學(xué)者指出電子簽名動態(tài)特征包括角速度、加速度、角加速度、像素點(diǎn)、書寫時長等[14]。近年來，一些文檢學(xué)者把動態(tài)特征劃分為五大類：書寫時長、平均速度、平均壓力、速度變化曲線、書寫壓力分布[15]。這些特征可以用軟件進(jìn)行捕獲從而表達(dá)為具體數(shù)值。

3.2 電子簽名動態(tài)特征的量化分析

從理論上來說，同一人用電子簽名設(shè)備書寫的動態(tài)特征趨于一致。黃飛騰利用電子簽名解析軟件，對電子簽名的五個動態(tài)特征的數(shù)據(jù)進(jìn)行了提取，發(fā)現(xiàn)在相同條件下電子簽名字跡的各個動態(tài)特征有穩(wěn)定性，不同書寫姿勢和書寫模式下則存在較為明顯的差異，尤其是摹仿時這種差異最為明顯[16]。鄭小艷等對電子簽名字跡的書寫壓力特征和書寫時長特征進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，通過數(shù)據(jù)化和圖譜化分析論證，認(rèn)為這兩個特征具有很強(qiáng)的個體差異，可以作為量化檢驗(yàn)的重要依據(jù)[9]。

對電子簽名動態(tài)特征數(shù)據(jù)的處理主要有如下幾種方法：表格處理法，利用WPS或者EXCEL表格的圖表處理功能將電子簽名筆跡的電子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成速度、加速度、壓力等圖譜，然后進(jìn)行相應(yīng)的分析[17]；計(jì)算機(jī)算法建模，例如黃飛騰等通過對九千多個簽名動態(tài)特征的提取，利用K近鄰、隨機(jī)森林等算法構(gòu)建了電子簽名筆跡分類模型，實(shí)現(xiàn)對電子簽名筆跡的分類識別[15]；SPSS統(tǒng)計(jì)分析法，例如王政華等對電子簽名動態(tài)特征數(shù)據(jù)提取后，利用SPSS統(tǒng)計(jì)法給出預(yù)測組成員和非預(yù)測組成員概率，最后結(jié)合形態(tài)特征分析出具綜合鑒定意見[18]?；谏鲜龇椒?，業(yè)內(nèi)通過對電子簽名動態(tài)特征有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的量化分析，發(fā)現(xiàn)同一人用同一電子設(shè)備書寫的簽名字跡在書寫時長、平均速度、平均壓力、速度變化曲線、書寫壓力分布等方面基本相同，而他人用同一電子設(shè)備偽造簽名時，在上述諸方面都會出現(xiàn)很大差異[15-17]?；谶@種認(rèn)識，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為應(yīng)重視動態(tài)特征的量化和建模。

4 電子簽名檢驗(yàn)鑒定的基本思路

業(yè)內(nèi)關(guān)于電子簽名鑒定的研究思路主要有以下三條：

4.1 傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)檢驗(yàn)

傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)檢驗(yàn)方法強(qiáng)調(diào)在特定的條件下電子簽名可以從傳統(tǒng)筆跡鑒定的視角進(jìn)行檢驗(yàn)鑒定，因?yàn)殡娮雍灻彩峭ㄟ^人的書寫活動創(chuàng)造的，它和紙筆簽名在書寫水平、搭配比例、文字組合及部分運(yùn)筆特征上存在相同的反映[19]。有人從這一視角解決了一些實(shí)際案例，其中不乏將電子簽名同紙筆簽名進(jìn)行比較的實(shí)例。但他們在鑒定時也強(qiáng)調(diào)了一些關(guān)鍵要素：一是有其他證據(jù)（如視頻資料）作為佐證，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[20]；二是要有可利用的本質(zhì)特征，例如電子簽名中的運(yùn)筆特征和紙筆簽名中的運(yùn)筆特征有高度的相似性[21]，等等。

4.2 特征量化檢驗(yàn)

特征量化檢驗(yàn)強(qiáng)調(diào)對電子簽名的檢驗(yàn)鑒定要擺脫傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)檢驗(yàn)的思維，避免將傳統(tǒng)筆跡檢驗(yàn)范式套用到電子簽名之中，主張對電子簽名動態(tài)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和量化分析，建立相應(yīng)的書寫數(shù)據(jù)模型，然后根據(jù)特征數(shù)據(jù)符合度及模型匹配度進(jìn)行分析檢驗(yàn)。這種方法適用于檢材和樣本都是電子設(shè)備書寫出來的電子簽名，如果檢材樣本之一是紙筆簽名，那么就缺乏同類動態(tài)特征數(shù)據(jù)的比較，因此無法進(jìn)行比對檢驗(yàn)。而且這種量化檢驗(yàn)方法更適用于同類設(shè)備寫出的電子簽名，因?yàn)椴煌愋驮O(shè)備書寫的電子簽名，在動態(tài)特征數(shù)據(jù)上往往會有明顯的差異，例如電阻式電子簽名和電容式電子簽名形成的動態(tài)數(shù)據(jù)就差別較大，因?yàn)槎邤?shù)據(jù)處理和感應(yīng)能力不一樣。所以在鑒定實(shí)務(wù)中必須注意區(qū)分書寫載體種類和書寫工具種類，做到有的放矢，方能提高電子簽名筆跡鑒定意見的準(zhǔn)確性[22]。

4.3 形態(tài)學(xué)檢驗(yàn)與量化檢驗(yàn)相結(jié)合

越來越多的人意識到對電子簽名進(jìn)行鑒定既不能排斥傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)知識的應(yīng)用，也不能單獨(dú)依賴于特征量化分析方法，而是應(yīng)該把二者結(jié)合起來進(jìn)行系統(tǒng)鑒定。思路是：運(yùn)用傳統(tǒng)筆跡鑒定理論和方法，對電子簽名的靜態(tài)特征如搭配比例、書寫水平、寫法、字間組合、整體布局等進(jìn)行分析研判，同時運(yùn)用數(shù)據(jù)提取軟件對電子簽名的動態(tài)特征信息進(jìn)行采集，通過數(shù)據(jù)的分析構(gòu)建個人電子簽名的特有模式，全面分析簽名的形貌、書寫時長、書寫力度和書寫速度，通過綜合比較分析做出檢驗(yàn)鑒定結(jié)論，強(qiáng)調(diào)以系統(tǒng)思維法為依托，以實(shí)證分析法為推手，對電子簽名筆跡的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析[23]。

除了文檢領(lǐng)域外，信息安全界也針對電子簽名的真?zhèn)舞b別問題提出了自動識別思路，即利用動態(tài)影像對電子簽名的形成過程進(jìn)行記錄，鎖定影像中的關(guān)鍵幀作為靜態(tài)信息（簽名的筆畫形象），并建立書寫動態(tài)過程數(shù)據(jù)模型，將其作為電子簽名的密鑰。然后讓書寫者利用同類設(shè)備書寫簽名，軟件系統(tǒng)可以自動將書寫的簽名信息與檢材密鑰進(jìn)行靜態(tài)信息和動態(tài)信息兩方面的匹配識別[24]。這種思路與文件檢驗(yàn)領(lǐng)域形態(tài)學(xué)與量化分析相結(jié)合的方法如出一轍，客觀上反映了不同領(lǐng)域的互學(xué)互鑒。

5 電子簽名研究存在的問題與研究趨勢

5.1 存在的問題

盡管我國文檢人對電子簽名進(jìn)行了大量的研究，并且在這一領(lǐng)域持續(xù)保持著高度的關(guān)注，但同時也存在一些問題，這值得業(yè)內(nèi)進(jìn)一步思考。

5.1.1 側(cè)重靜態(tài)特征的研究，缺乏動態(tài)特征的探索

我們在中國知網(wǎng)和萬方數(shù)據(jù)上檢索發(fā)現(xiàn)，從文件檢驗(yàn)角度對電子簽名進(jìn)行研究是2015年以后開始的。其中2015—2018年的相關(guān)研究都是從傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)視角審視電子簽名的筆跡特點(diǎn)比較，2019年出現(xiàn)了電子簽名動態(tài)特征量化分析方面的研究。綜觀2015年以來的60多篇論著（截至2021年12月），從傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)視角切入的論文有45篇，占總數(shù)的72%，從量化分析視角切入的研究論文13篇，占總數(shù)的20%，綜合類論文占比8%?？梢娔壳瓣P(guān)于電子簽名的研究側(cè)重于從傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)視角切入對電子簽名的靜態(tài)特征進(jìn)行分析，關(guān)于動態(tài)特征數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用的論文偏少。這反映了目前業(yè)內(nèi)更為重視運(yùn)用傳統(tǒng)筆跡學(xué)范式去審視電子簽名問題。

5.1.2 缺乏不同設(shè)備書寫的電子簽名橫向比較探索

現(xiàn)階段市面上的電子簽名設(shè)備分為電阻式、電容式、電磁式三大類，每一類設(shè)備寫出的電子簽名在字跡形態(tài)上會有一定的差異，在動態(tài)數(shù)據(jù)上也會有一定的差異。根據(jù)現(xiàn)有的研究，同類書寫設(shè)備不同型號書寫出來的電子簽名在筆跡的靜態(tài)和動態(tài)層面沒有太大差別，但不同類型設(shè)備（如電容式和電磁式）書寫的電子簽名，往往在靜態(tài)和動態(tài)層面都會有差別。今后筆跡鑒定領(lǐng)域可能會面臨一個問題，即不同設(shè)備寫出的電子簽名如何進(jìn)行同一認(rèn)定。而目前業(yè)內(nèi)對不同類型設(shè)備形成的電子簽名的對應(yīng)規(guī)律和變化規(guī)律的研究相對缺乏，這就在一定程度上制約了上述問題的解決。

5.1.3 電子簽名鑒定規(guī)程制定及實(shí)踐尚沒有實(shí)際進(jìn)展

從現(xiàn)有的研究看，目前關(guān)于電子簽名的研究多數(shù)是從理論和實(shí)驗(yàn)層面進(jìn)行的，對電子簽名檢驗(yàn)鑒定的具體規(guī)程、操作方法及實(shí)踐應(yīng)用的討論尚沒有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。當(dāng)然，這有其客觀原因：電子簽名作為新興事物，出現(xiàn)的時間較短，成功檢驗(yàn)的案件實(shí)例也不太多，筆跡鑒定領(lǐng)域有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)對電子簽名鑒定的操作規(guī)范尚處于探索階段，其中的一系列問題不但需要文件檢驗(yàn)界加以討論，甚至還需要法學(xué)界乃至信息技術(shù)界綜合權(quán)衡，從中尋求最優(yōu)方案。

5.2 研究趨勢

綜觀現(xiàn)階段電子簽名研究方面存在的上述問題，結(jié)合近年來這一領(lǐng)域出現(xiàn)的一些研究新成果，我們可以預(yù)測今后關(guān)于電子簽名的研究將呈現(xiàn)出兩個基本趨勢：

1）電子簽名的量化分析檢驗(yàn)。電子簽名本質(zhì)上是一種電子數(shù)據(jù)，有電子物證的基本屬性，根據(jù)我國法律的有關(guān)規(guī)定，對電子數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)鑒定必須包含電子物證檢驗(yàn)的手段，例如數(shù)據(jù)的提取、分析與判斷[25]，這也就決定了文檢人今后對電子簽名的鑒定必須包含動態(tài)特征數(shù)據(jù)的提取分析，而且在制定電子簽名檢驗(yàn)鑒定規(guī)程時也需把電子數(shù)據(jù)分析手段列入其中。近年來從數(shù)據(jù)量化分析角度思考電子簽名鑒定問題的研究成果逐年增多，這也從客觀上表明這將是今后的一個重要發(fā)展趨勢。

2）傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)檢驗(yàn)方法與量化檢驗(yàn)方法的綜合運(yùn)用。由于電子簽名也能夠反映傳統(tǒng)筆跡學(xué)上的書寫水平、文字組合、寫法變化、整體布局甚至運(yùn)筆方面的特征，因此用傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)檢驗(yàn)方法來審視這類筆跡也應(yīng)該是科學(xué)可行的。傳統(tǒng)筆跡鑒定的基本范式同電子數(shù)據(jù)動態(tài)變化規(guī)律結(jié)合起來，用數(shù)據(jù)來說明形態(tài)上的變化，或者用形態(tài)上的變化來印證電子數(shù)據(jù)變化規(guī)律，這將是電子簽名研究領(lǐng)域的又一重要趨勢。這種趨勢將促使文件檢驗(yàn)行業(yè)出臺相關(guān)技術(shù)規(guī)程，真正讓電子簽名鑒定從理論探索走向現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。