Компьютерная графология

"Графология - учение о почерке, исследование его с точки зрения отражения в нем свойств и психических состояний пишущего".

Словарь иностранных слов.

Хотя многие выводы графологии как науки спорны, несмотря на возможные ошибки при использовании, в жизни это нашло два применения: в криминалистике, где устанавливается авторство написанного (т.н. почерковедческая экспертиза), и в психологии, где делается попытка вскрыть психологический портрет или колебания настроения испытуемого. В компьютерной области нашли применение оба аспекта.

При работе радистов в эфире механическим ключом, в индивидуальной манере пианистов исполнять одно и то же произведение проявляется человеческая индивидуальность, то, что называется почерком. Это прослеживается при работе за компьютером, но не только в стиле программирования, в предпочтениях настройки параметров "рабочего стола" или выборе "обоев" на экран. Уникальной является манера работать с клавиатурой или мышью.


Математическая модель:

Параметры для анализа клавиатурного почерка:

 
  1. Скорость (или частота) ввода символов. Для обработки берутся временные интервалы, затраченные на ввод отдельных букв. При расширенном анализе берутся нажатия всех клавиш вообще. При накоплении достаточного для расчета количества статистических испытаний получается множество временных интервалов, потраченных на ввод каждого символа. На основе полученных значений рассчитывается среднее время ввода отдельно взятого символа (математическое ожидание, и отклонение от среднего (дисперсия)). Эта матрица значений символ/математическое ожидание/дисперсия можно принять как эталон для конкретного пользователя.
  2. Разность между соседними временными интервалами, длящимися между отдельными нажатиями. По разностям находится дополнительная дифференциальная характеристика, производная по времени, показывающая изменение скорости набора. Она также индивидуальна.
  3. Предысторию символа использует более продвинутая математическая модель. В ней учитывается, нажатие каких клавиш предшествовало нажатию данной. Действительно, для многих текстов или действий можно найти альтернативные варианты набора. На этом основывается построение многомерных марковских матриц, которые, в отличие от предыдущей, одномерной, модели, учитывают марковость (зависимость от предыстории). Предыдущая модель работает с марковостью нулевого порядка.
  4. Смешанная модель учитывает как дифференциальную характеристику, так и рассматривает предысторию.
  5. Использование основной или дополнительной частей клавиатуры может выявить индивидуальный стиль и уточнить характеристики. В самом деле, многие клавиши или действия продублированы для удобства (клавиши управления курсором и страницами, цифры, знаки арифметических действий, функциональные клавиши типа "Enter", "Delete", "Shift" или "CapsLock" для смены регистра клавиатуры).
  6. Предпочтение в использовании функциональных или "горячих" клавиш. Здесь упомяну два момента. Во-первых, есть пользователи, предпочитающие "горячие" клавиши, другие работают преимущественно мышью. Во-вторых, популярные программные продукты имеют свои горячие клавиши "Нортон коммандер" - свои, Борланд - свои. Майкрософт, как всегда, влез со своими раскладками. Они имеют названия: Default, Classic, Brief или Epsilon (названия даны по BC++5.X). В продуктах от Майкрософт поддерживается несколько раскладок. Отслеживание нажатий функциональных и горячих клавиш тоже работает в графологии.

Анализ проводится по "свободному набору" или заранее заданной контрольной фразе (paraphrase). При анализе по "контрольной фразе" пользователь несколько раз вводит одну и ту же контрольную фразу и по ней рассчитывается матрица значений символ/математическое ожидание/дисперсия. Для сравнения берется эталонный образец и полученная матрица и анализируются расхождения в значениях. Так как эта модель вероятностная, то принимается доверительный интервал, другими словами, допустимые отклонения.

При анализе по "свободному набору" берутся пары-тройки символов, встречающиеся как в контрольной фразе, которую брали для расчета эталонной матрицы, так и идентичные буквосочетания при "свободном наборе", и используются временные зависимости между нажатиями нескольких клавиш в одинаковых сочетаниях.


Применение:

Подобные разработки могут применяться для повышения надежности систем разграничения доступа, для усиления контроля над пользователями (явного или негласного) в системах, работающих с критическими данными. Медицинский аспект, применение для психологической экспертизы, в криминалистике будут рассмотрены ниже.


Сложности при реализации:

Для обсчета моментов распределения (математического ожидания и дисперсии), при проведении анализа по свободному набору данных статистических испытаний явно недостаточно, система должна срабатывать при первой же сотне нажатий. Расчет прямыми методами дает резкие "всплески" и последующие ошибки расчета. Для минимизации выбросов подходит принятие модели равновесного состояния (максимума информационной энтропии) и последующая минимизация функционала приводит к системе нелинейных интегральных уравнений типа Вольтерра, решение которых дает снижение ошибки при расчете моментов. В других случаях подходит применение регрессионной модели.

Вторая сложность возникает при построении системы принятия решений по принципу "свой-чужой". Классическая теорема Байеса уже не подходит. Придется жертвовать либо надежностью системы идентификации пользователя, либо мириться с большим процентом "ложных тревог". Либо усложнять анализ и брать для расчета большее количество параметров, одновременно усложняя систему принятия решений.

Клавиатурный почерк у пользователя меняется с течением времени. Это связано со старением человека и изменением в состоянии здоровья, также с обучаемостью, другими словами, расположение клавиш на клавиатуре становится привычнее, скорость набора растет, паузы сокращаются. Это тоже необходимо учесть в системе принятия решений и ввести обратную связь для постоянной корректировки эталонных матриц.

Графологию бессмысленно применять к человеку, не умеющему пользоваться компьютером. Далее необходимо обеспечить естественность условий теста, желательна его скрытность от испытуемого. Не секрет, что человек "думает одно, говорит второе, а делает третье", и официально объявленный тест заставит человека сосредоточиться, нервничать и т.п. Смена клавиатуры с мягкой на более жесткую, с обычной - на эргономическую, у которой другое расположение клавиш, тоже внесет свои коррективы.

Последний момент - работоспособность человека, его темперамент, реакция и манера работать с клавиатурой - претерпевает колебания в зависимости от сезона, рабочей нагрузки, близости выходных, праздничных дней или отпуска.


Применение в психологии:

  1. Графологию можно применить для определения профессии или культурной среды испытуемого. Для этих целей рассматривается реакция и скорость ввода определенных слов. Далее идет сравнение со словарем, в котором профессиональным терминам или типичным жаргонным словосочетаниям сопоставлены возможные профессии или образ жизни. Скорость набора терминов может резко измениться в зависимости от отношения к ним: знаком ли с ними испытуемый, имеют они для него негативную окраску, знает ли он их значение. При встрече знакомых терминов из профессии или жизни скорость увеличивается, для незнакомых слов будет ярко выражено обдумывание и, соответственно, "торможение" при наборе.
  2. Похожую методику можно разработать для построения психологических анализаторов стресса ("детекторов лжи"). Для этого будет обсчитываться реакция испытуемого на различные косвенные, прямые, провокационные вопросы или словосочетания. Можно подключить и раздельный анализ левого и правого полушария мозга. Левое полушарие, отвечающее за абстрактное мышление, управляет правой рукой, правое полушарие, ведающее образным мышлением, управляет левой. Подвергаются анализу клавиши, расположенные слева и справа на клавиатуре. На клавиатуре есть клавиши, которые обычно нажимаются только левой или только правой рукой.
  3. В примитивном варианте можно "просчитать" темперамент или характер человека, быстроту его реакции. Реакция на показанные на дисплее какие-либо тестовые фигуры или на смоделированные с провокационной целью "неполадки" в работе компьютера у холериков, сангвиников или флегматиков будет четко различима.
  4. Компьютерную графологию можно применить и в медицинской диагностике. Первое - клавиатурный почерк больного будет возвращаться к нормальному по мере его выздоровления. Почерк выпившего человека явно "смажется", станут более растянутыми временные интервалы, увеличится время, затрачиваемое на поиск символов (дифференциальная характеристика). Если пользователь находится в нервном возбуждении, выпил много кофеино-содержащих напитков, то это проявится в "разорванности" почерка, появлении статистических выбросов в дисперсии. Это может использоваться для усиления контроля над пользователями компьютерных систем, работающих с критической информацией. В подобных психических состояниях возможны грубые ошибки или непрогнозируемые деструктивные действия (из мести или отчаяния, например). Или пользователя заставили ввести пароль доступа под давлением, насильно и т.п.

Вместо заключения статьи приведу несколько стенов (характеристик), правда, не всех, (извините, know-how).

  1. Длительный поиск следующей клавиши говорит о стрессовом состоянии, вызванном депрессией.
  2. Символы набираются равномерно при наборе всего слова. Это указывает на пунктуальность, аккуратность человека, его способность к рутинной работе.
  3. Равные паузы между словами показывают уверенность в себе пользователя, отсутствие негативных эмоций.
  4. Если временные интервалы между словами значительно выше, чем интервалы между нажатиями при наборе слов, то это указывает на истеричных людей, людей, склонных к позерству или артистизму.
  5. Временные интервалы между набором отдельных слов сильно варьируются. Это присуще морально неустойчивым людям. Их работоспособность меняется в зависимости от настроения или спровоцированной активности (вдохновения).
  6. Наблюдаемая отрицательная дифференциальная характеристика - от высокой скорости в начале набора до снижения темпа к концу - говорит об утомленном человеке.

Black Prince,
www.geocities.com/SiliconValley/Way/5801/

Версия для печатиВерсия для печати

Номер: 

23 за 1999 год

Рубрика: 

Защита информации
Заметили ошибку? Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter!
 

Комментарии

Аватар пользователя Прудникова Лариса
Редко наткнёшься на статью, которая бы сочетала действительно оригинальную идею, хорошую теоретическую разработку оной идеи, анализ возможностей и читабельное изложение всего вышеперечисленного. Автору с удовольствием сообщаю, что эта статья дала ключ к решению многих вопросов, назревших у меня при подготовке практикума по графологии. Спасибо!