文检视域下对触屏手写电子签名若干问题的思考

欧阳国亮

(中国刑事警察学院文件检验技术系， 辽宁沈阳 110854)

文检视域下对触屏手写电子签名若干问题的思考

欧阳国亮

(中国刑事警察学院文件检验技术系， 辽宁沈阳 110854)

针对触屏手写电子签名这一新兴签名手段，从文件检验视角对其相关问题进行初步讨论，为业内分析此类签名字迹检验鉴定的可行性提供参考。对此从触屏手写电子签名形成的原理入手，通过与传统纸笔签名字迹的比较，梳理了触屏手写签名的字迹特点，并结合笔迹检验现状对触屏手写电子签名带来的若干问题进行了分析。认为触屏手写电子签名字迹在运笔特征与笔痕特征两方面有其特殊性，给传统笔迹检验带来了挑战，强调文检界应当重视此种签名手段，并探索检验鉴定的方法。

文件检验； 电子签名； 笔迹鉴定； 字迹特征

0 引言

近年来，一种新的手写签名手段在银行、电信、电商、证券、物流、酒店、餐饮等行业中广泛使用，它就是触屏手写电子签名。触屏电子签名系统由触摸屏和手写互动软件构成，签名者可以用特殊笔或者直接用手指在屏幕上签写名字，书写流畅，效果逼真。从其发展趋势看，这种新签名手段的诞生，摆脱了传统纸笔签名的束缚，带来了一场渐变式的书写革命。但我们也应当看到，它必然也会给未来的文件检验工作带来挑战。

当前，随着这种签名手段的普及，社会对此类字迹检验鉴定的需求已经产生。如2015年山东某市一起“刷信用卡返点”的案件中就涉及对数10个POS机触屏手写电子签名的鉴定问题。东北3省也出现了若干此类案件，媒体也不乏相关报道。然而，由于业内普遍缺乏对此类字迹的深入认识和鉴定实践，导致有关案件结案困难。在这种背景下，对触屏手写电子签名相关问题进行研究和阐述，既可引起文检界对这一签名手段的认知、了解及重视，亦可为今后业内分析此类签名字迹检验鉴定的可行性提供参考和评价依据。

1 触屏手写电子签名的基本原理

触屏手写在通讯技术迅速发展的今天，对于大众而言并不陌生，因为一般的智能手机都有触屏手写功能，它是智能手机必备输入法之一。这种输入手段可直接在手机屏幕上手写，然后经过系统识别形成文字。触屏手写电子签名形成过程与此类似，它借助于特定的触摸屏手写设备，直接在屏幕上进行书写然后形成电子签名。不同之处在于，利用手机、平板电脑等设备的手写功能书写出来的文字会被系统识别之后形成印刷字体。而触屏手写电子签名形成的是原笔迹，即无论是用电子手写笔(图1)又还是用手指(图2)，在触屏上进行书写时，保留的都是个人书写动作的实时动态轨迹。这些手写轨迹同纸笔手写字迹一样，能反映个人的书写技能和书写习惯，是个人书写活动外化为文字符号的形象表现。

图1 电子笔触屏手写设备

图2 手指触屏手写设备

目前，触屏技术分为电阻式触屏技术和电容式触屏技术两类。电阻式触屏技术是屏幕内部有上下两块电阻，中间由一个个间隔器将其分开，当手指碰触到屏幕，电阻片受到挤压导致相互接触，此时电流在接触点产生变化[1]，系统软件会识别到这些坐标的变化，开始执行与该点对应的功能，形成相应的笔画并连接从而形成文字图像(图3)。由此可见，电阻式触屏书写需要手指或笔尖形成书写压力才可以出现笔画文字。

图3 电阻式触摸屏基本原理

图4 电容式触摸屏手写基本原理

电容式触屏技术与电阻式触摸屏技术不同，它不依靠手指或笔尖压力创造、改变电力流。电容式触摸屏是由诸如合金或是铟锡氧化物(ITO)这样的材料构成，电荷存储于无数根比头发丝都要细小的微型静电线路中，它们可以通过任何持有生命电荷的物体(包括人体皮肤)工作[2]。当人的手指尖接触到屏幕时，内置软件识别接触面积的移动轨迹，从而形成笔画字迹(图4)。电容式触屏技术是目前最为常用的触屏技术，现在的智能手机和平板电脑基本上都使用该技术。

电阻式触屏手写和电容式触屏手写都能实时地记录个人的书写运动轨迹，并外化为原笔迹予以保存。但由于二者的工作原理不同，由此形成的笔迹也有一定的差异。其中，电阻式触屏手写主要是在书写者的支配下，使书写工具(手写笔、手指甲等硬物)对触屏形成书写压力从而形成字迹，如果压力不够或者压力不均匀，就会出现笔画断笔或造成本该交接的笔画却未能交接的现象。如图5的电阻式触屏书写实验中，“张”的左侧偏旁“弓”的中间横笔画同右侧邻近的竖笔画距离较远，这是书写时在收笔阶段力度减小造成的，即笔压未能达到可形成字迹的程度。相比之下，电容式触屏手写就不会产生这类现象，因为它只需带有生命电荷的物体(如手指)接触触摸屏即可书写，力度无关紧要。除此之外，电阻式触屏手写签名的笔画相对生硬，而电容式触屏手写写出来的字迹更为流畅自然(图6)，业内将这种流畅自然的触屏手写手段形象地称之为“高保真式书写”。这也是现阶段电阻式触屏手写技术逐渐被电容式触屏手写技术取代的主要原因之所在。

图5 电阻式触屏签名

图6 电容式触屏签名(“calir”)

2 触屏手写电子签名字迹特点

不管是利用电阻式触屏技术又还是电容式触屏技术书写的签名，比起传统的纸笔手写签名来，都会有很大的差异，主要表现在5个方面。

第一，笔画比较生硬，缺乏粗细变化。触屏手写电子签名的笔画比较生硬，缺乏粗细变化(图7)。这是因为触屏手写过程中只要笔或手指与屏幕有所接触，且书写力度或接触面达到一定要求，系统就会自动感应形成粗细一样的线条，线条的粗细与书写压力变化不成比例关系(据笔者所知，目前也有一些专门为书法研发的触屏手写系统可呈现各类运笔特征，但在电子签名系统中尚未普遍采用)。相比之下，传统的纸笔手写签名会随着笔尖与书写面之间压力大小变化而出现笔画粗细变化，形成起收笔特征和笔锋特征(图8)。这是两者之间最主要的区别。

图7 触屏手写电子签名

图8 纸笔手写签名

第二，笔画之间缺乏照应关系。触屏手写电子签名在书写速度快的情况下不会形成上一笔收笔和下一笔起笔之间的照应关系，没有“形断意连”特征的呈现(图9)。这也与触屏手写原理有关，因为在进行触屏手写时，书写工具(特殊笔、手指等)必须与屏幕始终保持接触。相比之下，传统纸笔手写过程中，书写速度较快时，笔尖离纸面的高度发生变化，笔画运笔形态也会发生改变，从而使上一笔收笔与下一笔起笔间形成形断意连的照应关系[3]。如图10中，“三”的第二笔收笔与第三笔起笔形成照应关系。

图9 触屏手写电子签名

图10 传统手写签名

第三，偶现笔迹“抖动”现象。某些触屏手写出来的签名有时候笔画不流畅，会有类似于抖动现象的出现(图11)。这并非书写人造成的，而是受触屏手写系统的实时识别能力跟不上书写速度的变化而产生的。因为在触屏手写时，系统会对移动轨迹进行自动识别，但有时候随着签名系统功能的退化或其他外界因素的影响(如电磁波干扰)，系统的反映能力会相对变慢，这时候对手写移动轨迹的识别会出现不连贯的情形，从而使笔画出现类似于抖动的特征。

图11 某些电子签名出现笔画“抖动”

第四，中途停顿无驻笔痕迹。人们用纸笔进行书写时，如果在书写某个笔画的过程中出现中途停顿，此时笔画就会留下驻笔的墨点，类似于油墨堆积的笔痕(图12)。我们实验发现，触屏手写即便中途停顿也不会留下停顿痕迹。如图13中的签名字迹，书写实验时在“李”的第一笔和“伟”的最后一笔作了中途停顿，但从书写结果可见笔画流畅自然，看不出有任何停顿迹象。

图12 纸笔书写时的中途停顿驻笔痕迹

图13 触屏手写签名

第五，无笔痕特征。笔痕特征是传统书写工具受自身特点、瑕疵或书写人书写习惯等因素的影响而形成的一类特征，几乎所有类型的电子签名都没有笔痕特征(图14)。而传统书写工具书写文字时，很多时候都会留下笔痕特征，具体可以表现为笔画断笔、油墨堆积、露白等(图15)。笔痕特征是判断某个签名是纸笔签名还是触屏手写签名的重要表观特征。

图14 某案中的触屏手写电子签名

图15 传统纸笔书写中的笔痕特征

除了上述特点外，从字迹上看触屏手写电子签名字迹的颜色十分均匀，没有传统书写工具呈现出来的颜色深浅变化。这一系列特点可以概括为两大方面：前4个主要是运笔方面特征，后一个为笔痕特征。这些特征构成了触屏手写电子签名与传统纸笔签名的主要区别。

3

前文介绍触屏手写电子签名的若干特点，是由触屏手写的形成机理和技术方法决定的，与传统纸笔手写签名比起来，很多笔迹细节趋于弱化，如笔顺、起笔、收笔、笔痕特征等。但现阶段文件检验工作者对触屏技术的具体原理和方法缺乏深入的了解，更缺乏实验层面的研究和讨论，导致对触屏手写电子签名的技术特点认识不足。在目前的文件检验现状下，它给文件检验工作带来的不仅仅是技术层面难题，还有可能出现法律实务方面的挑战。

3.1 法律认可电子签名的效力但传统笔迹检验无法满足电子签名鉴定的需求

触屏手写电子签名作为电子签名的一种新的类型，一方面传承了传统纸笔手写签名的部分重要特征,另一方面又突破了传统纸笔手写签名对时空的限制，具有相当大的应用潜力[4]。正因如此，我国于2004年制定了《中华人民共和国电子签名法》，其中第3条规定：民事活动中的合同或者其他文件、单证等文书，当事人可以约定使用或者不使用电子签名、数据电文，当事人约定使用电子签名、数据电文的文书，不得仅因为其采用电子签名、数据电文的形式而否定其法律效力[5]。

根据相关法律可见触摸屏电子签名作为电子签名中的一类，显然是在法律认可范围之内的，将来使用这类签名的领域将会越来越多，使用传统纸笔签名的领域则会相应地萎缩，未来很有可能出现大量的手写电子签名需要进行笔迹鉴定。需要指出的是，手写电子签名尽管表面看与纸笔签名区别不大，但在传统笔迹鉴定视角下，这类以数据形式存在的签名显然是不能进行鉴定的。一是因为这种手写电子签名实际上是个人书写自己姓名轨迹的投影，没有笔画之间的交叉特征呈现，笔顺特征几乎无法判定；二是触屏手写电子签名笔画生涩，缺乏运笔特征，而运笔特征恰恰是传统笔迹检验使用最多、价值最高的一个特征；三是触屏电子签名与绝大多数电子签名一样，没有书写的压痕特征。尽管压痕特征在传统纸笔签名的鉴定中用的相对较少，但是作为一种参考特征，对分析个人的书写习惯是非常有必要存在的。然而电子签名却缺少这一特征，无疑给字迹鉴定带来了困难，这也是鉴定机构拒绝对此类笔迹进行检验鉴定的主要理由。

3.2 某些触屏手写电子签名系统自身防伪优势可绕开笔迹鉴定

触屏手写电子签名并非像众人想象的那样容易被模仿或盗用，相反，很多电子签名系统的防伪技术和手段非常先进，即便出现笔迹真伪纠纷很多时候也能绕开笔迹鉴定进行直接认定，从而使传统的笔迹鉴定近乎无用武之地[6]。据调查，它的防伪优势主要有3方面。

第一，触屏手写电子签名能实现对多份文件的同时签名，提升了签名的统一性。如某人利用传统的纸笔签名手段需对3份文件签名，他必须签3次，受主客观因素的影响，每次签名可能会有或多或少的变化，这些变化可能会在未来某一天产生真伪纠纷(现代许多案件就常见这种情况)。而触屏手写电子签名只需签一次即可实现对3份文件的同时签名并即时存档。这种时间上的同一性和签名字迹的同一性，在一定程度上提升了文件本身的防伪性。

第二，触屏手写电子签名往往与摄像机、摄像头配合使用，尤其是在银行、证券等领域，在用触屏进行签名的同时，影像设备会从多个角度记录整个过程，包括签名的每个细节。如果某日当事人否认签名，系统可以对原始操作过程进行影像溯源。这种手段在大数据时代尤为重要，已经成为一种新的发展趋势。

第三，许多触屏签名系统自带书写人书写特征数据分析和记录软件，该软件能够将书写的习惯特征记录下来，供以后识别比对。尽管这种比对不一定十分精确，但作为一种辅助分析手段还是必要的，尤其是对同一时期同一人的书写特征进行分析和记录，具有存档价值。

近年来的一些案件也能印证触屏手写电子签名的一些防伪效果。2015年3月，长春一汽车经销商与当地一银行签订了借贷合同，约定了贷款数额及利息标准。一年后，经销商否认与银行签过借贷合同，并表示合同上的总经理的签名系伪造，理由是纸质合同上的签名是打印的，因此自己的签名是被他人复制粘贴上去的(图16)。银行方面表示，双方签合同时，采用的是触屏手写，并非复制当事人的平时签名。银行方面还利用签名系统对当时的过程进行了多维度影像溯源，并模拟签约现场，让经销商现场在触屏上进行书写，计算机自动识别了书写特征数据。最后法院认定银行提供的溯源影像和数据真实有效，做出了裁决。

图16 长春某案中的触屏手写电子签名

由此可见，有时触屏电子签名能够保证交易和操作的不可抵赖性，同时也实现了原始操作的可追溯性。它的这些优势，在一定程度上摆脱了传统纸笔签名容易被模仿的局限。

尽管随着社会的发展，在很多行业领域个人签名手段正在由传统纸笔手写向触屏手写转变，但纸笔手写签名由于它不受设备和场合的限制，方便快捷，其使用范围和领域依然很广。而触屏手写尽管配备了摄像等防伪手段，但受设备条件限制明显，只能出现在一些特定的行业如金融、餐饮、物流及电商中，在目前的社会经济条件下，生活中还难以普及这种手段。此外，并非所有触屏手写系统都带有防伪功能，社会对其接受程度难以达到百分之百。综合这些因素考量，触屏手写取代传统手写几乎是不可能的。

在文件检验工作中，应当对触屏手写电子签名这种新型签名手段进行辩证看待。如果从传统的笔迹检验视角看，这种电子签名显然是不具备检验条件的，因为它毕竟是电子签名，与传统纸笔签名有天壤之别，给文件检验工作带来的挑战不言而喻。但是从另一个角度看，这种签名手段本身具有较好的防伪手段，增强了笔迹的不可否认性特性，未来或许能够减少笔迹纠纷的发生。一旦发生电子签名真伪纠纷，理论上来说应当是有检验途径的，即模拟签字场景，让当事人用原先的触屏手写设备进行书写以提取样本，然后同检材进行比对。其前提条件是保证触屏手写设备的同一性。

4 结语

触屏书写电子签名作为一种新兴签名手段已经逐渐普及，其成字原理主要基于电阻触屏技术和电容触屏技术。触屏书写电子签名字迹与传统纸笔签名字迹的区别主要表现在运笔特征、笔痕特征两大方面，尤以运笔特征差异最为明显。它给传统笔迹检验带来的挑战既有法律层面的挑战，同时还有鉴定实务方面的挑战。文件检验工作者应当与时俱进探索在传统文检视角下触屏手写电子签名检验鉴定的可行性以及检验方法。

未来在这一领域还有许多内容值得讨论，如在相同文字条件下个人纸笔手写和触屏手写的联系和区别，不同触屏手写系统之间形成的文字能否进行对比检验，检材和样本一方是纸笔手写，而另一方是触屏手写的情况下能否进行鉴定，触屏手写电子签名在法律层面如何规避风险等，这些都需要进行大量的调查和实验。或许在不久的将来，刑事技术界会解决触屏手写签名带来的一系列文件检验难题。

[1] 高芹.基于S3C2410的触摸屏手写应用程序设计[J].湖北理工学院学报，2014(1)：39-43.

[2] 马小晴.基于LBP和深度学习的手写签名识别算法[J].量子电子学报，2017(1):23-31.

[3] 贾玉文.笔迹检验[M].北京：警官教育出版社，1999：115-119.

[4] 马臣云.手写数字签名助推金融无纸化[J].金融电子化，2014(4)：76-77.

[5] 高富平.电子合同与电子签名法研究报告[M].北京：北京大学出版社，2005:146-147.

[6] 于海防.我国电子签名框架性效力规则的不足与完善[J].法学，2016(1):26-37.

D918.92

欧阳国亮(1986—)，男，湖南桂阳人，硕士，讲师。研究方向为文件检验。

(责任编辑陈小明)