用Perl和xev创建连续击键力学监视器

1、 版权所有 IBM 公司 2008商标 用 Perl 和 xev 创建连续击键力学监视器第 1 页，共 11用 Perl 和 xev 创建连续击键力学监视器通过连续处理 X Window System 级别中的击键属性来分析谁在使用计算机Nathan Harrington 程序员 EMC2008 年 11 月 28 日了解如何使用 Perl、xev 和自定义算法，根据特有的键入模式监视当前使用键盘的人员。击键力学 是一个相对崭新的领域，可以通过对键入模式进行统计分析来识别使用键盘的人员。以前 发布在 developerWorks 中的文章已经展示了如何将击键力学的概念集成到应用程序中，以及修改 Gnome Display Manager（GDM）以要求使用正确密码及 “正确键入的” 密码的实际示例。本文提供 的代码和工具可以使您超越单一的击键力学应用，而是连续监视整个 X Window System 环境以掌握 键入者的特有模式。在阅读本文后，您将可以创建一个连续的击键力学监视器，该监视器可以在没有检测到特有键入模 式时锁定 X Window System 会话。所选方法的注意事项跟踪

2、每个键按下情况的最有效方法也许就是使用内核级键盘记录工具（例如 THC-vlogger 或 ttyrpld）。不幸的是，这些程序是为较旧的内核级别设计的，或者目前很难在现代 Linux 发行版中 使用。键盘设备跟踪程序（例如 uberkey）是另外一种好方法，但是其释放击键和计时的不精确性使 其不适合本文介绍的应用。虽然不适用于控制台或远程会话，但是 xev 为检测在 X Window System 中运行的任意应用程序的键 盘事件提供了一种健壮且轻量级的方法。xev 会话中的每个事件都是随高精度的时间值一同输出的。在本文中，我们将在具体时窗内使用该 时间值记录 R、S 和 T 键的 “停顿” 时间。停顿时间是用户的手指按住按键的时间段。将为 X Window System 桌面中的每个应用程序记录这个相对简单的度量。在开发击键 “签名” 时，最好使用大量数据。使用模式需要匹配最常见的计算机使用情况。用下面介 绍的数据跟踪选项进行试验以获得各种样例使用数据。然后，开发的签名将被转换为密码散列并存 储到磁盘中，以供稍后在监视阶段中进行比较。developerW Perl 和 xev 创建

3、连续击键力学监视器第 2 页，共 11硬件和软件要求2000 年以后生产的所有 PC 都应当能够处理本文中提供的代码。您将需要 X Window System 以及 xev 程序（请参阅 参考资料）。您需要使用 mkpasswd 程序（附带于大多数 Linux 分发版中）才能生成 击键签名的密码散列。需要 Perl 模块 X11:GUITest、threads 和 Thread:Queue。UNIX 和 Linux 用 户请注意：如果您刚开始安装 Perl 模块，使用 Andreas J. Konig 的 CPAN 模块可以自动安装其他模块 （请参阅 参考资料）。continuousKeystrokes.pl 程序记录在 X Window System 会话中按下的每个击键的简单方法是启动与 xwininfo -root -tree 所列出 的每个窗口绑定的 xev 程序。在理论上，这种方法将对于少量窗口有效，但是最终，将达到 X 客户 机的最大数目，并且需要重新编译 X Window System 才能增加允许的 X 客户机数目。更合理的解决 方案是跟踪持有焦点的当前窗口并把单个 x

4、ev 程序与该窗口绑定起来。然后将记录当前持有焦点的 窗口的每个键盘事件。清单 1 显示了用于跟踪当前焦点并创建击键签名的 continuousKeystrokes.pl 程序的开头。清单 1. continuousKeystrokes.pl 变量声明#! perl -w # continuousKeystrokes.pl - monitor dwell time of r,s,t for all X Window System use strict; use X11:GUITest qw( :ALL ); use threads; use Thread:Queue; die “specify mode, minimum samples“ unless _cnnew1ARGV = 2 ;my $sleepTime = 5; # seconds between key event processing runs my %windows = (); # hash of window keystrokes my samp = (); # most recent sample averages

5、 of keystrokes my $checkRng = 10; # fuzziness of dwell time matching my $userMatch = 0; # user or impostor? my %keys = (); # average of key dwell timesmy $mode = $ARGV0; # record baseline or monitor matches my $minSamples = $ARGV1; # required base samples to match with my ( $salt, $hash ) = “; # read from keystroke.Signaturesif( $mode eq “monitor“ ) loadSignatureFile() 在模块 include 语句和初始变量声明之后，进入主控制循环。在处于监视模式下时，将装入先前生成 的签名文件。清单 2 显示了主程序循环的开头。清单 2. 主程序循环的开始部分# ctrl-c to exit the program and drop t

6、he threads without error while(1) my activeId = GetInputFocus();my $foundPipe = 0;for my $key ( keys %windows )if( $key eq “activeId“ $windows$key input = createPipe( $res ) or die “no pipe “;$windows$keypipeDef = 1;$foundPipe = 1;#if not a match#for each windows keyif( $foundPipe = 0 )# if pipe doesnt already exist, add a new onemy $key = “activeId“;if( !exists($windows$key) | $windows$keypipeDef = 0 )my $res = “xev -id $key |“;$windows$key input = createPipe( $res ) or die “no pipe “;$windows$

7、keypipeDef = 1;#if pipe doesnt already exist#foundpipe check第一个 for 循环将搜索目前没有绑定管道的窗口散列中的已有条目。如果找到这样一个条目，则创 建一个管道。维护一个由目前拥有管道的窗口组成的可用工作列表，将允许在一段时间内收集 xev 输出。xev 输出是非缓冲的，这会造成较少使用的窗口无法以足够快的速度填充输出缓冲。为了让输 出数据在窗口失去焦点后继续保留，然后重新获得这些数据，窗口散列将记录输出。清单 3 显示了 主逻辑循环的其余部分。清单 3. 主逻辑循环结束# read any available date from a pipefor my $xevPipe( keys %windows )next unless( $windows$xevPipepipeDef = 1 );while( $windows$xevPipeinput-pending )my $line = $windows$xevPipeinput-dequeue or next;$windows$xevPipekeyString .= $l

8、ine;#while data to be added to the buffernext unless( exists( $windows$xevPipekeyString ) );next unless( length( $windows$xevPipekeyString ) 8192 );compareSignature( getKeyAverages( $windows$xevPipekeyString ) );$windows$xevPipekeyString = “;#for windows keys# kill all xevs except currently monitoredfor my $key ( keys %windows )next unless( $key ne “activeId“ $windows$keypipeDef = 0;my $cmd = qqps -aef | grep $key | grep xev | perl -lane kill $F1;system($cmd);#for each windows keysleep( $sleepTi

9、me );#while main loopdeveloperW Perl 和 xev 创建连续击键力学监视器第 4 页，共 11在创建了管道（或者如果已经存在一个管道）后，每个管道的输出将被读入到该窗口记录的事件 变量中。如果记录了足够的数据，则整个缓冲将被传递给 getKeyAverages 子例程，然后再传递给 compareSignature 子例程。接下来，如果焦点事件发生更改，则终止旧的 xev 程序。清单 4 显示了前两个子例程：loadSignatureFile 和 createPipe。清单 4. loadSignatureFile 和 createPipe 子例程sub loadSignatureFile open(INFILE,“keystroke.signatures“) or die “no signature file“;my $line =;die “empty file “ unless defined $line;chomp($line);( undef, undef, $salt, $hash ) = split $, $line;close(INFILE);#loadSignatureFilesub createPipe my $cmd = shift;my $queue = new Thread:Queue;asyncmy $pid = open my $pipe, $cmd or die $!;$queue-enqueue( $_ ) while ;$queue-enqueue( undef );-detach;# detach causes the threads to be silently terminated on program exitreturn $queue;#createPipeloadSigna

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