电子签名笔迹与传统签名笔迹特征的比较研究*

（中国刑事警察学院，辽宁沈阳 110035）

1 电子签名笔迹概述

伴随着电子商务的发展以及各种手写输入设备的应用，电子签名技术已广泛应用于金融、医疗、通讯等行业之中，本文对电子签名笔迹与传统签名笔迹进行比较研究，既有利于开展鉴定实务工作，又能够完善笔迹检验学科内容，促进笔迹检验学科发展。

市面上能够记录电子签名笔迹的设备有电阻屏、电容屏和电磁屏，使用最广泛的主要是电容屏，电容屏设备的主件是电容式触摸屏，其原理是利用生物体和屏幕接触时产生的电流来定位，所以需要用手指头和专用的电子触控笔在电容屏上操作。本文以电子触控笔在电容屏上书写的笔迹与晨光中性笔在纸质上书写的笔迹进行特征比较研究。

2 实验

2.1 实验工具

晨光0.5mm 黑色中性笔（MG6140）若干、空白打印纸（A4）若干、平板电脑（Ipad Air）1台、电子触控笔（Apple Pencil）1支。

2.2 实验设计与样本收集

2.2.1 实验设计

随机选取40名中国刑事警察学院在研究生作为实验样本收集对象，年龄在23～40 岁之间，其中男性22名，女性18名。将实验人员依次从1 到40 编号记录，让每位实验人在正常坐姿条件下分别用电子设备和中性笔以快速、正常、慢速分别签名4次，共480份平时样本。

2.2.2 样本收集

实验结束后，将在平板电脑上书写的电子签名通过软件导出其二维图像。纸质样本则用扫描仪扫描成电子档存储在电脑当中，扫描分辨率为600×600，扫描图片格式为jpg格式。

3 结果与讨论

目前关于电子签名笔迹与传统签名笔迹特征的比较研究，局限于从八大特征角度分析，尚未有系统的分类方法。本文基于对物证（特征）层次结构的认识和相关样本实验，运用主观概率和客观概率相结合的方法，构建一个较为完整的笔迹特征鉴定体系，包括宏、中、微三个中间层和“十二级”的方案层，从而探究电子签名笔迹与传统签名笔迹比较研究系统分类的可行性。

3.1 电子签名笔迹与传统签名笔迹宏观层次特征的比较研究

3.1.1 整体布局、字行方向与格线关系

样本显示，在无限制区域内书写时，大部分人的电子签名笔迹集中在平板屏幕的中间位置，少数人在中间偏左，甚至左上角位置；而在书写传统签名笔迹中，绝大多数人的字迹集中在纸张的中间位置，如表1所示。

表1 笔迹书写位置统计表

字行方向是指整行字的走向，部分书写者受书写习惯和书写条件的影响，其字行存在着不同程度的倾斜。经样本分析比较，显示向右上方倾斜的笔迹居多，且这一特征在书写电子签名笔迹时明显增多。在此以6 号实验人员的电子签名笔迹为例，如图1所示。

图1 向右上方倾斜笔迹

字行与格线关系是指字行与纸张格线间的位置关系。实验发现，在书写过程中，格线的存在使书写人在传统书写与电子书写中的书写速度均会变慢，下笔的力道变大，形成的字体也相应的变粗、变大，如表2所示。

表2 实验人员5字行与格线笔迹特征变化表

3.1.2 整体风格与书写水平

整体风格上，电子签名笔迹的字体偏向圆润。原因有二：一是电子触控笔灵敏度高；二是相较于传统纸笔，电子数位板与触控笔间的摩擦力较小。这使得电子签名笔迹中“折”、“钩”等的棱角有所缓和，字形也相应变得更圆润，如表3所示。

表3 实验人员13整体风格特征变化表

书写水平上，相较于传统签名笔迹，电子签名笔迹书写水平有所下降，原因有二：一是自身原因，书写过程中书写载体和书写工具的改变影响了书写者的书写习惯和书写技能；二是书写设备的变化，电子设备较高的灵敏度加快了书写速度，使书写者的连笔画，少笔画等增加，如表4所示。

表4 实验人员9书写水平特征变化表

3.1.3 整体组合及字间关系

在整体组合和字间关系方面，较于纸质签名，电子签名笔迹存在布局失调的现象。这是由于相较于纸笔，电子书写载体的摩擦力变小，影响了书写人对字间间隔的控制，使电子签名笔迹不如纸质签名笔迹合理紧凑，如表5所示。

表5 实验人员21整体组合和字间关系特征变化表

3.1.4 书写时长

书写时长是表示写一个字所用的时间、两个字的间隔时间以及写一行字的总时长。通过数据的导出功能可以提取电子签名书写时长特征，传统签名笔迹无法准确测量出书写时长。

3.2 电子签名笔迹与传统签名笔迹中观层次特征的比较研究

3.2.1 形体及尺寸大小的具体表现

相较于传统签名笔迹，电子签名笔迹的字体尺寸特征普遍增大。实验发现，40名实验人员中有31名字体尺寸增大。具体表现为书写水平较高的人对字迹影响不大，书写水平一般和书写水平低下的人对字迹影响较大。

3.2.2 结构内容的具体表现

结构内容的具体表现为缺少部分起收笔特征，起收笔动作属于细节特征。在传统签名笔迹中侧起笔、回转起笔和顿压收笔、回转收笔特征较多，而在电子签名笔迹中直起笔和直收笔较多，因为电子触控笔与屏幕接触面积较大，书写时笔尖较灵活。如表6 所示，“李学灿”的电子签名笔迹，基本没起收笔特征，笔迹图像多为直起笔和直收笔，但其传统签名笔迹显示，“李学灿”有很多起收笔特征。

表6 实验人员23起收笔特征变化表

3.2.3 笔画及偏旁先后书写顺序

电子签名笔迹的笔画及偏旁先后书写顺序与传统签名笔迹书写习惯相同，但有些高水平书写者有切换笔顺的书写习惯，或部分书写者出现偶然笔误的情况。

3.2.4 笔画及偏旁搭配比例具体空间关系

虽然书写人搭配偏旁关系的特征一般很难改变，但电子签名方式仍会对其产生一些影响，具体表现为存在明显的笔画缺失、变短等现象，如表7所示。

表7 实验人员34笔画及偏旁搭配比例特征变化表

3.3 电子签名笔迹与传统签名笔迹微观层次特征的比较研究

3.3.1 基本笔画形态的表现及关系

大多数书写者在书写电子签名时，多会保持同一握笔方向，使电子触控笔与电子数位板完全贴合，从而形成起收笔拖拉、粗细变化不够等特征，如图2所示。

图2 实验人员37书写的电子签名笔迹

3.3.2 笔画之间照应连接关系及趋势和连接形态

电子签名笔迹书写不依靠油墨，笔尖粗细均完全一致，无笔痕特征；纸质签名笔迹是通过将笔芯的油墨沾染到纸面上形成，可在显微镜或放大镜下观察到笔痕特征。

3.3.3 书写速度的快慢及分布规律的具体表现

书写者书写电子签名笔迹时不易全面控制书写速度，因为电子触控笔灵敏度较高，具体表现为电子签名笔迹比传统签名笔迹的连笔多，如表8所示。

3.3.4 书写压力的轻重及分布规律的具体表现

书写压力影响了笔迹笔画的粗细。电容屏由于没有压感，所以笔迹粗细一致；而在纸质签名中，书写人通过对手腕和指尖的施压来控制书写压力，所以笔画粗细不同。

4 结语

本文通过书写实验，全面比较分析了电子签名笔迹与传统签名笔迹特征的异同点，并基于物证（特征）层次结构，将实验研究结果归纳总结如下：

在宏观层次特征比对中，电子签名笔迹的整体布局、整体风格特征较为稳定；但字行走向特征多向右上方倾斜；字行与格线关系特征导致书写速度慢、笔力重；书写水平下降；整体组合和字间关系方面出现布局失调现象。在中观层次特征比对中，电子签名笔迹的笔顺、搭配比例特征较为稳定，但字体普遍增大；缺少部分起收笔特征。在微观层次特征比对中，电子签名笔迹基本笔画形态不够生动，粗细变化不明显；笔痕特征消失；书写速度加快，连笔增多。