不同速度条件下电子签名笔迹的检验研究

向 明

（中国刑事警察学院，辽宁 沈阳110035）

1 实验理论

1.1 电子签名笔迹概述

电子签名笔迹是指书写人用手指或专用笔在电子屏上书写形成具有个人特点的文字符号的电子数据信息。电子签名笔迹与传统签名笔迹在书写条件上虽有所不同，但两者的本质仍然一致，均是反映一个人在日常生活和学习过程中形成的稳定的书写习惯和书写技能的特点。因此，这种一致性是研究不同速度下书写电子签名笔迹引起字体形态多样化的基础。

1.2 研究现状及目的

在2005 年，我国发布的《电子签名法》对电子签名进行了定义：“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”。从法律上，保障了电子签名笔迹的效力，由此促进了电子签名笔迹在政务、商务等活动中的应用。目前电子签名设备是一种新兴的签名手段，市面上用于书写电子签名笔迹的设备分为三种，分别为电阻式、电容式、电磁式。国内对于电子签名笔迹的检验研究还不充分，主要集中于对电子签名笔迹与纸笔签名笔迹的比较研究、不同电容屏笔迹之间的特征比较以及对电子签名笔迹的速度、加速度、压力等动态特征进行量化分析。对于电子签名笔迹受书写条件变化的影响，特别是不同速度条件下的电子签名笔迹尚没有学者进行研究。针对这种情况，笔者根据实验结果对同一个人在不同速度下书写的电子签名笔迹进行研究分析，从中找出因速度改变而引起的笔迹特征变化规律，区分本质差异和非本质差异，为伪装电子签名笔迹的同一人认定提供理论上的参考。

2 实验设计

2.1 实验器材

ipad Air2 平板电脑一台、黑色签字笔（0.5mm）一支、佳能9000F 扫描仪一台、A4 纸一张。

2.2 实验对象

本次实验随机邀请某大学研究生30 人作为实验对象，年龄大约在22到25岁之间，此年龄阶段的书写人书写技能进入稳定期，签名笔迹质量较高。

2.3 实验步骤

首先安排实验对象在光线充足、安静的实验环境中，尽量避免外在环境因素影响实验对象的书写水平，其次将平板电脑水平放置于书桌上，让实验对象采用正常坐姿在平板电脑上进行书写练习，最后以常用书写习惯用食指在平板电脑上用快速、慢速和正常三种速度书写签名，每种书写速度各书写三遍，通过截图软件保存签名图片。本实验所称的快速、慢速书写均是以书写人正常书写速度作为参照，在此基础上加快或者减慢书写速度。实验者在相同的实验环境下，采用正常坐姿，用0.5mm 黑色签字笔在A4纸上采用正常书写速度书写签名笔迹3个，用佳能9000F扫描仪以600dpi分辨率扫描输出为图片，保存到电脑上面，以供实验研究，此次纸笔签名笔迹在此实验中仅作参考。上述实验样本，电子签名笔迹270 个，纸笔签名90个，总计360个签名样本。

3 实验结果与分析

3.1 实验结果统计

根据实验中收集到的电子签名笔迹和纸笔签名笔迹的静态图像，对签名笔迹进行观察分析，主要从笔迹的宏观层次特征、中观层次特征、微观层次特征三方面进行统计分析，表1为正常速度书写的电子签名笔迹与慢速书写的电子签名笔迹特征变化情况，表2 为正常速度书写的电子签名笔迹与快速书写的电子签名笔迹特征变化情况。

表1 慢写签名笔迹与正常签名笔迹特征比较

表2 快写签名笔迹与正常签名笔迹特征比较

3.2 实验结果分析

3.2.1 慢速书写与正常速度书写的签名笔迹

（1）书写水平特征

书写水平是反映一个人在长期学习训练过程中书写技能的高低。书写水平高的人可以书写形成水平低的笔迹，而书写水平低的人很难在短时间内通过练习达到高水平的书写。通过对实验样本进行观察分析，在四种不同的签名笔迹中，以纸笔正常书写速度的书写水平最高。

一类人书写签名的正常速度稍快，当慢速书写时，由于书写人不适应慢写签名，违背了原有的书写习惯，降低了书写流畅性，笔迹出现抖动弯曲，运笔生硬等现象，从而导致书写水平降低，尤其是专门设计的艺术签名笔迹，此类艺术签名书写速度本身要求书写速度快且经过书写人的反复多次练习，使的原本书写水平低的签名者写出书写水平高的签名笔迹，当使用慢速书写时，签名者的书写水平完全暴露，展现出低水平书写签名笔迹。如图1 所示。另一类人由于书写水平低，签名笔迹多使用楷书一笔一划书写完成，连笔少，书写速度缓慢。因此这类人的书写签名笔迹无论是与电子签名笔迹还是与纸笔签名笔迹做对比，书写水平受书写速度的影响并不明显。如图2所示。

图1

图2

（2）布局特征

在布局特征中，通过实验可以观察到在慢写过程中，实验对象注意力更加集中，在视觉监督的作用下，能够随时调整书写笔画，使字迹整洁规范，因此在字行形态特征、字位倾斜特征方面较为稳定，但是在字间距特征方面有较大变化，这是因为书写人书写速度较慢，单字与单字之间缺少连笔画，字间连接不紧凑，导致字间距离增大。如图3所示。

图3

（3）行笔特征

行笔过程中运笔缓慢，笔迹的转折处较为尖锐，缺少圆润之形，笔画与笔画之间孤立性较强，缺乏书写节奏感。电子屏上的签名笔迹为静态的电子图片，无论是慢速、快速、正常书写的签名笔迹，笔画的轻重疾徐均不能在电容屏上很好的体现出来，只能通过连笔画的多少判断书写速度，因此，采用起收笔关系、笔画叠压等方法判断慢写签名笔迹的笔顺次序还存在一定的困难。

在电子屏幕上慢写时，书写者刻意降低书写速度，会发现某些笔画在正常速度中书写为横笔，在慢写中就由横笔变为点笔产生笔画变异现象。如图4 所示，“李雨萧”签名的“雨”字。在正常速度书写的电子签名和纸笔签名笔迹中，“雨”字内部为横笔，慢写电子签名笔迹“雨”字内部为点笔。产生这种笔画变异的原因为电子屏为触摸屏，食指指腹接触面的大小与笔画的粗细在一定程度上成正比，由于书写速度的降低，签名是一笔一划书写完成，手指在电容屏上持续停留时间较短，接触面较小，因而出现笔画变异现象。

图4

（4）起收笔特征

与正常速度书写的签名笔迹相比，慢写签名笔迹的起收笔动作明显且多为直起笔、直收笔。这是因为书写速度慢，手指停笔的瞬间便离开电子触控屏幕而不会产生电流感应，因此不会像纸笔签名收笔时形成轻微的拖拽痕迹，也不会形成在电子屏幕上用正常速度书写形成明显的诸如回锋起笔、回转收笔等起收笔痕迹。

（5）连笔特征

在四种签名笔迹中，慢写签名笔迹的连笔最少，甚至没有连笔，笔画次数最多。慢写签名笔迹由于书写人是故意降低书写速度，导致连笔减少，但这种违背书写习惯的行为方式难以持久，因此可以发现即使是在慢写签名笔迹中也会发现偶有连笔，书写速度不稳定，快慢交替出现等现象。如图5所示。

图5

3.2.2 快速书写与正常速度书写的签名笔迹

（1）书写水平特征

快速书写时，字体以草书居多，由于书写人不适应快写签名，字体的结构变化跟不上速度变化，为了加快书写速度导致强行连笔会出现刻意的连笔划现象，导致运笔紊乱，破坏了字的整体结构，字迹潦草，不可辨认，书写水平显著降低。如图6所示。

图6

（2）运笔特征

在快速书写的情况下，书写人为了刻意提高书写速度，往往将原本由数个笔画书写完成的动作转变为一笔画书写完成，甚至将字形结构简化，出现特殊写法现象。如图7 所示。根据收集的实验样本进行观察，发现某些签名笔迹的连笔画戛然而止，存在缺失现象，造成这种现象的原因是多方面的，一方面是由于书写速度过快，指甲太长导致食指腹部未能与电子屏接触，使得某些连笔缺失，另一方面是手指皮肤表面存在乳突纹线的阻力导致书写不流畅出现的笔画缺失。如图8 所示，快写签名笔迹“唐”字的“口”部笔画有缺失现象。

图7

图8

书写速度过快，会使运笔过程不稳定，连笔具有很大的随意性，随意的增减笔画且不具有连续性，连笔的方向随意改变。如图9 所示，“扬”字左右两部分连接笔画，快速书写时，两部分的连接处为逆时针绕行，正常速度为取捷径直接连接。

（3）布局特征

在布局特征中，习惯性的签名笔迹中比较稳定的字位倾斜特征、字行形态特征均会发生改变，这种改变并不具有稳定性。这是由于书写速度的提高，一方面使得视觉监督矫正作用减弱，另一方面是手指皮肤表面乳突纹线产生阻力的原因，使得书写人在书写过程中不能及时调整书写笔画造成的。如图10所示。

图10

（4）搭配比例特征

通过分析收集的实验样本发现，笔画的交接位置、邻位笔画的距离特征、偏旁的搭配特征总体较为稳定，说明在快速签名的情况下，对字体的搭配比例影响很小，但也会存在少量的笔画交接位置与正常书写签名笔迹的交接位置不一样的情况出现。产生这种现象的原因，一方面是由于书写速度的提高，使得书写人在书写过程中对笔画交接位置把握不准确。另一方面是由于指头的宽度，眼睛不能直接观察到指腹与电子屏的接触点，从而使交接位置产生误差导致的。

4 总结

通过实验分析可以得出，电子签名笔迹在书写水平、运笔特征等方面受书写速度变化影响最大，在布局特征、搭配比例特征等方面变化较小，笔顺特征最为稳定，基本不受书写速度的影响。在司法鉴定实践过程中，对于受速度影响比较大的笔迹特征，鉴定价值较低，应该慎重选取，对于不易受书写速度影响而产生变化的特征要重点关注。