电子签名笔迹检验的法律规定及应用

2000年美国国会通过了《全球和国家商务电子签名法案》，明确指出了电子签名效力的一般规则：“签名、合同或其他相关交易的记录不可以因为以电子形式而否定其法律性、有效性或强制性。”从法律上规定，电子签名与传统手写签名具有同等效力和强制性。2000—2001年，爱尔兰、德国、日本、波兰等国政府也先后通过各自的电子签名法案。我国《电子签名法》已由第十届全国人民代表大会常务委员会于2004年8月28日通过，自2005年4月1日起施行。如今，电子签名已在国际上广泛使用，涉及电子签名笔迹检验的案件开始增加。

（一）电子签名概述

1.数字签名和电子签名

数字签名领域的专业术语比较令人费解，向法官和当事人解释时很可能存在交流方面的困难。因此，有必要理清该领域的一些基本定义问题。

按美国《全球和国家商务电子签名法案》的规定，“电子签名”泛指“与电子记录相联的或在逻辑上相联的电子声音、符号或程序，而该电子声音、符号或程序是某人为签署电子记录而签订或采用的”。该定义明确指出了“电子签名”一词的宽广使用范围，即其可能是基本运算法则的数字签名，或是电子式获取的手写签名，且并未对这两种类型的电子签名予以区分。

1999年，欧盟通过《电子签名指令》，规定“电子签名”是泛指“与其他电子记录相联的或在逻辑上相联并以此作为认证方法的电子数据。”

我国《电子签名法》第2条规定：“本法所称电子签名，是指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。本法所称数据电文，是指以电子、光学、磁或者类似手段生成、发送、接收或者储存的信息。”

按照电子签名的形成方式，可将其分为三种类型：数字加密签名、生物特征手写签名、静态手写签名。

数字加密签名简称数字签名，是指基于运算法则的、计算机编码的“签名”。这种类型的“签名”由加密的计算机编码所组成，不同于数字图形输入板上的手写签名，它实际上是一个被加密处理的数字公式。所以，它被定义为手写签名的电子模拟物。

数字签名是利用运算法则发布私钥和公钥而产生的。发送报文时，发送方用一个哈希函数从报文文本中生成报文摘要，然后用自己的私人密钥对这个摘要进行加密，加密后的摘要将作为报文的数字签名和报文内容一起发送给接收方，接收方首先用与发送方一样的哈希函数从接收到的原始报文中计算出报文摘要，接着再用发送方的公用密钥来对报文附加的数字签名进行解密，如果这两个摘要相同，那么接收方就能确认该数字签名的发送方。数字签名有两种功效：一是能确定信息是由发送方签名后发出来的，因为别人假冒不了发送方的签名；二是数字签名能确定信息的完整性。因为数字签名的特点之一是它代表了文件的特征，文件如果发生改变，数字摘要的值也将发生变化。不同的文件将得到不同的数字摘要，一次数字签名涉及一个哈希函数、发送者的公钥、发送者的私钥。

生物特征手写签名是签写人运用常规方法所书写的签名，除了未使用传统的墨水和纸张外，签写人需用记录笔或手指尖在图形输入板或显示屏上书写，故也称在线签名。这种签名是采取在线笔迹捕获方式记录的，所记载的内容不仅有签名的空间比例信息，还有时间特征，如速度、时间和压力等。

静态手写签名是指手写的笔墨签名，这种签名通过电子扫描或数码照相后被数字化，故也称离线签名，可应用笔迹识别软件进行鉴定。实际上，它是将笔墨签名的静态信息进行数字化处理，却不含动态信息。

本节讨论的重点是通过电子书写形成的在线式生物特征签名和被数字化处理的离线式静态手写签名，而不是数字签名，因为它完全是计算机化的运算法则，与手写签名几乎没有共同点。

2.电子签名的产生方式

（1）光学扫描和数码照相。

运用光学扫描和数码照相，可将签名笔迹进行数字化处理。数字化的质量取决于扫描和照相的分辨率，分辨率通常以每平方英寸的点数（dpi）来衡量。低分辨率会导致签名笔迹产生像素化或数字化的效应，使签名笔迹的线条质量显得比较粗糙。高分辨率会减少像素化外观，但高倍放大观察时，看到是像素点，而不是墨水线条。

为了使放大图像的笔迹线条变得光滑，需要采取插值法之类的数字化处理。通常情况下，运用回归分析或曲线拟合在已知数据点的范围内构建新的数据点或填补数据点之间的缺口，就能增强图像质量。

（2）数字图形输入板捕获。

数字图形输入板是捕获数字签名的重要设备。在20世纪80年代，有关运用数字图形输入板获取数字笔迹的研究就已展开，它的启用使得捕获书写运动的记录变得非常容易。

随着科学技术的进步，能够实施签名和笔迹捕获的设备越来越多，如图形输入板个人电脑（Tablet PCs）、个人数字助手（Personal Digital Assistants）和移动电话等。记录笔含有用于接收和传送信号的电子器件，这些信号能帮助确定记录笔在图形输入板中的位置。即使记录笔不接触图形输入板，后者也能收到来自记录笔的信号。这有助于判定记录笔在图形输入板上的位置（即笔位）、笔的倾斜及其在图形输入板x轴和y轴的位置。

触摸板对指尖具有压敏性，可用于产生签名。有些设备容许记录笔和触摸板交替书写，但两者在选点任务的表现方面有所不同。触摸板的优点之一就是方便，它仅需人的手指尖，就能直接在笔记本电脑、平板电脑、手机上书写签名，而不需记录笔或鼠标之类的其他设备。

触摸板虽然得以广为流行和大范围使用，但其物理局限性制约着笔迹的精确度，使得输入错误常常成为一个比较麻烦的问题。若使用精细笔尖的书写工具，如羽毛管、喷水笔、圆珠笔、记录笔，笔迹能顺利书写形成；而若使用指尖书写，则签名笔画细微之处的准确性会大大降低，输入错误随之提高。

（3）记录笔和其他书写“工具”捕获。

记录笔常与数字图形输入板、平板电脑和移动设备结合使用。数字墨水是指用电子书写工具书写时，在数字显示器上可看见的数字化笔迹，有时运用笔迹识别技术，它可被转化为印刷体字迹。同时，并非所有的书写签名都是利用记录笔捕获的，因为一些记录笔容许书写者利用鼠标填写签名。很多生产商宣称这种签名具有可靠性，但书写人运用鼠标书写时感觉非常别扭。事实上，经研究证实，运用鼠标书写所形成的签名并不具有很强的可靠性。

有些电子图形输入笔交替采用塑料笔尖和真正的圆珠笔油墨笔尖。将一张纸放置在数字图形输入板上，运用墨水型图形输入笔书写，既可捕获所记录的签名，也可同时捕获在纸张上的湿性墨水签名。这种类型的墨水笔并不普遍，时常需要特别订制，因为在购买时它们并不自动地包含数字图形输入板，相比传统的配置数字图形输入板的记录笔，它的价格更加昂贵。(www.xing528.com)

目前，一些新概念的书写技术正处于探索之中，比较常见的一种技术就是空气书写，它应用了所谓的三维笔迹识别技术。通过免提装置，人们可在空气中书写，仿佛就在虚构的黑板上书写。笔迹材料可被动作感应设备探测到，或利用支持向量机和隐马尔可夫值进行识别。实验研究显示，这种三维笔迹识别系统存在11%的单词错误率^[9]。

（二）电子签名笔迹的分析与鉴定

随着电子签名的广泛使用，手写签名笔迹的电子捕获为签名笔迹的分析与鉴定带来新的机遇和挑战。捕获有动态信息的电子签名可以实施瞬时笔迹特征分析，这些特征在传统的由笔和纸书写形成的笔迹中不可能出现。文检员需要研究新的分析和鉴别方法，以便准确地检验这些以新技术为基础的签名笔迹。

1.了解电子签名技术

捕获电子签名的设备和方法很多，导致签名制作的外部条件和因素出现不确定性。因此，文检员检验电子签名笔迹前，需要了解和分析电子签名技术上的问题。

首先，了解电子签名的捕获设备。分析和鉴别电子签名笔迹，文检员需要了解捕获电子签名的硬件设备和软件程序，以及书写者操作硬件的方法。

一方面，了解捕获电子签名的硬件设备。电子签名与运用墨水和纸张书写形成的签名的产生方式不同，它是用电子书写工具书写形成的，会出现时空维度方面的重大变化。这些变化主要是由捕获电子签名的硬件设备引起的。例如，增大了的数字书写笔的笔尖和数字写字板上摩擦的缺失等硬件因素，可能给书写人的书写活动带来一些影响；书写板方框或垫子的尺寸及其它电子签名捕获设备相关的条件，可能给书写人使用设备带来干扰。有些设备没有可视的反馈，或反馈延迟，或分辨率较低。有些设备能提供操作手册，要求书写人在方框的参数范围内书写，或要求签名在一定的时间范围内被捕获。有些设备是手持式的，会产生其他制约因素——别扭的书写姿势。

另一方面，了解捕获签名笔迹的软件系统。有些软件系统根本不能捕获生物识别数据，而其他一些软件系统不仅能捕获生物识别数据，还能捕获其变化程度。有些软件系统只记录了少数测量结果，而其他软件系统能记录几种笔迹特征的测量结果，可用于对瞬时特征进行全面分析。

其次，分析电子签名数据。当一个人在电子设备上书写姓名时，受软件的指令，其书写行为被转化成一连串的电子数据。这些数据能以手写签名的图像方式显示于荧光屏上或打印于纸张上。因此，文检员不仅要分析静态签名图像，还要审查能表现图像的电子数据。很多电子签名捕获的分辨率较低，带有像素化效果，而不是光滑的书写线条。有些构成签名的电子数据以非自然的方式附属于或被插入文件，或者签名的正常尺寸被严重缩减。如果存在这些因素，文检员应该询问签名是如何产生的，并要求提交电子签名文档的复制件。如果数据还存在，则应该检验这些数据，因为它们能提供书写人的生物特征信息，而不仅仅是再现于纸张上的静态图像。

最后，预处理电子签名。预处理被认为是签名笔迹检验的必须进程，也是一个非常关键的环节，因为它可能严重改变笔迹特征。预处理包括6个步骤：（1）复制点的清除；（2）中断笔画的连结；（3）笔迹中弯勾的清除，因为它们产生了错误特征，如笔画起、收笔处的细小动作变短，转折角度发生变化；（4）对笔画进行光滑处理，以消除因不稳定运动产生的噪音；（5）重新取样，以使样本点的距离相等；（6）尺寸的标准化处理，以消除不同笔迹尺寸的差异。

尽管这些预处理步骤对于签名笔迹检验而言是必需的，但在分析和识别特征时，它们可能产生将原稿更多地转变成可阅读“字体”的效果。重新取样、光滑处理和复制点清除会不同程度地影响线条质量特征，而线条质量特征对笔迹分析非常重要。中断笔画的连结、笔迹弯勾的清除和尺寸的规范化处理都会影响细节特征，而细节特征在鉴定中是非常可靠的。因此，文检员在开始分析笔迹特征之前一定要了解电子签名数据是如何被处理的。

2.分析静态和动态笔迹特征

随着数字写字板和其他电子捕获在线笔迹软件的出现，运用在线方式能提取很多动态特征，如时长、速度、加速度、压力等，文检员得以能观察和分析更多的笔迹特征。通过对笔迹书写动作的研究，笔迹动态特征被证实是有鉴定价值的。例如，对静态墨水痕迹进行分析，可判断其书写速度。如果一份笔迹呈现出流利的运笔、锥状的收笔，而另一份笔迹呈现出停顿、迟缓、非正常中断等现象，则可作出如此判断：前一份笔迹的书写速度更快^[10]。

运用电子笔迹技术，文检员对一些笔迹静态特征的描述获得证实，正常笔迹和伪装笔迹动态的书写运行存在差异，如摹仿笔迹是慢速地、迟滞地形成的。有文检员对笔迹书写动作的瞬时特征进行实验研究，制作了一幅幅正常笔迹与摹仿笔迹书写动作特征的图谱，为笔迹特征分析开创了一个新的层次^[11]。

有些比较复杂和先进的笔迹捕获软件能判定笔画的书写动作，而不仅仅是其持续时间。持续时间测量的是笔画或签名的书写时间。其他动态特征，如书写人的书写模式，则涉及速度和加速度。在可疑笔迹检验领域，速度是指笔画的书写速率和书写方向，而加速度是指在某一笔迹模式中速度的变化。有些电子笔里配置了电子器件，能测量笔迹的压力模式。压力模式由压力和时间的结合体所产生，而不是对静态笔画痕迹的压力大小进行粗略评估，通过对笔迹书写动作的捕获，压力及其模式可从数量上予以界定。

3.掌握电子签名笔迹检验的要点

为了应对电子签名笔迹检验所遇到挑战，正确鉴定此类可疑笔迹，文检员必须采取相应的科学方法和掌握一定的检验要点。

首先，对于数字签名，由于它是通过运算法则将一连串数字加密形成的，根本不涉及物理的书写过程，因此超出了大多数笔迹检验专家的传统业务范围。但文检员知晓数字签名的形成过程也是很重要的，因为数字签名和电子签名有时会同时使用于签写一份文件。在此情况下，计算机专业人士和笔迹检验人员需要开展合作，共同对可疑文件进行分析。另外，文检员广泛了解数字签名方面的知识，可向法官和当事人指明正确的签名类型。

其次，对于手写生物特征签名，即在线签名，检验前应详细了解制作签名的硬件设备和软件系统。这类签名涉及计算机数据的捕获，通常是在线和离线特征的结合体。如果没能捕获生物识别特征，只有手写签名的图片，则文检员需要将签名作为静态图像进行处理。此外，即使明知捕获了生物特征数据但却没有提交给文检员或因各种原因文检员没得到这些数据，文检员可根据实际需要作出有限的鉴定意见，如非确实性鉴定意见或倾向性鉴定意见。如果文检员获得了生物特征数据，应该询问数据是如何保存和传送的，是在何种签写条件（所使用的写字板和手写笔）下形成的，其数据质量（赫兹率）如何，等等，以确保数据信息的可靠性。

对可疑的在线签名进行分别检验时，检验人员不仅要评估所捕获笔迹的个体特征，而且要用笔迹检验领域已建立的标准和对在线生物识别特征研究的成果来评估其可靠性。不充分的或不可靠的笔迹特征将导致形成非确定性鉴定意见，尤其是如果缺乏具有可比性的样本。实践证明，单一特征不足以认定笔迹书写人，特征组合才能鉴别笔迹书写人。

对可疑的在线签名进行比对检验时，检验人员要注意样本签名的可比性。即使可疑签名是一份非常复杂的生物特征签名，样本签名仍然需要具有较高的可比性。图89所示为同一人书写的签名笔迹，图89（a）为打印的在线签名笔迹，图89（b）为扫描的普通签名笔迹，可见两者之间在多个字母的起收笔、笔画形态、搭配比例等存在一定差异。任何一起笔迹检验案件中，样本签名的数量必须是足够的、同期的，且是在相同或相近的条件下书写形成的。如果生物特征签名是在触摸板上用手指书写形成的，则样本签名也需要以相似的方式形成。当可获取的生物特征数量足够多且是以相似的方式捕获时，文检员可作出确定性鉴定意见。当只获取静态签名用以比对性分析时，文检员就可能作出有限的鉴定意见。

图89　同一人书写的电子签名笔迹和普通签名笔迹

再次，对于数字化的静态手写签名，即离线签名，文检员应注意其捕获方式和质量。这些签名通常是使用一定电子设备捕获的，但不含有与数字化图像相关联的生物特征数据或计算机文件。文检员接收的签名要么是数字化电子页面，如含有签名图像的PDF文件，要么是签名图像的打印件。由于这些签名可能出现数字化处理，签名与文件或许不大可能存在紧密联系，文检员仅依据该签名的笔迹特征作出鉴定意见将受到制约。检验时，文检员应该对电子签名的产生过程进行分析，尤其要注意其解析质量。有些情况下，文检员收到的是可疑签名的打印件，却没有认识到可疑签名是用电子设备书写形成的。如果签名是书写于电子设备上后再转换、植入文件，则在文件上可能出现异常或拙劣的布局安排，签名与格线及周围区域可能缺乏照应关系。此外，签名笔迹的尺寸可能被缩小。对于低清晰度（高像素化）的、笔迹特征有限的数字化签名，文检员一定要仔细分析，如果检验条件不够充分，可作出非确定性鉴定意见。如果可疑电子签名的清晰度高，样本签名捕获条件与之相似，则可作出确定性鉴定意见^[12]。