Уязвимость графического пароля

от автора

Предыстория: моя жена постоянно норовить как-нибудь мне напортачить: поставить будильник на 3 часа ночи, поменять мелодию звонка, снести настройки синхронизации, удалить свою смс и потом доказывать, что она этого не говорила.
Шутки шутками, но в какой-то момент я решил: “Довольно!” — и поставил графический пароль на свой Андройд.

Жена усмехнулась и сказала, что подберёт. Я посмеялся в ответ, на том и разошлись. Только теперь её волновал вопрос, как подобрать, а меня какова вероятность этого события.

Самая первая и логичная мысль придумать математический способ вычисления комбинаций.
Нужно задать начальные условия:

  • Направление имеет значение
  • Для соединения двух точек они должны быть в прямой видимости. То есть первая может быть соединена пальцем со второй, но не с третьей.
  • Количество точек: от 5 до 9. Назовём один росчерк, одно соединение — хопом. То есть у нас может быть от 4 до 8 хопов.

Попытки влоб просчитать варианты математически не увенчались успехом. Накладываемые условия не позволили выявить правила.

Следующий шаг: перебор. Не то чтобы я надеялся перебрать все десятки тысяч вариантов. Основная мысль была — найти закономерности.
Я потратил на рисование схем несколько часов. Но все закономерности упирались в симметрию и то, что все угловые точки равнозначны, как и все промежуточные (кроме центральной).
image
image
Но когда нас пугали трудности?
Начал я всё-таки с одного хопа.


1 хоп — проще пареной репы — 56 вариантов,
2 хопа — ничего сложного — 304 варианта
3 хопа — пришлось потрудиться — 1400 вариантов
4 хопа — это было, кхм, утомительно — 5328 вариантов
5 хопов — мама миа и вырванные волосы — результат неизвестен.

Дальше я уже решил не насиловать свой мозг и вспомнить давно забытое программирование.

Расчехлил турбопаскаль, стряхнул пыль с переменных и начал разрабатывать алгоритм.
После 4 лет паузы и простеньких скриптов на баше мне потребовался целый вечер на отладку программы. Даром, что алгоритм родился минут за 20.

image

Сам код

Program First; Uses Crt;  VAR i,j,k,cur_i,cur_j,hop_count:byte; A:array[1..3,1..3] of byte; Bom:Array[1..10000,1..5] of byte; path_num,total,m,n:longint;  Procedure PATH(cur_i,cur_j:byte; k:byte); VAR i,j:byte; m,n:integer;  begin {We will calclate only path amount, but not detailed paths, because of limitation to array size. Actually you can make detailed path up to 5 hops. You just should uncomment calculating of array 'Bom'}  A[cur_i,cur_j]:=1; for i:=1 to 3 do begin     for j:=1 to 3 do     begin {        Bom[path_num,k]:=cur_i*10+cur_j;            }         if k<hop_count then         begin          {Checking possibility of doing next-hop}               if (A[i,j]=0)and not(((i=cur_i)and(abs(j-cur_j)>1)) or              ((j=cur_j)and(abs(i-cur_i)>1)) or              ((abs(i-cur_i)>1)and(abs(j-cur_j)>1))) then                 begin                       {We will enlarge path number if hop amount in path is                      qual to actual hop amount only}                       if k=hop_count then                      begin                           path_num:=path_num+1; {                          Bom[path_num,k+1]:=i*10+j;}                      end;                      A[i,j]:=1;                      {Recursive running of path calculation}                      PATH(i,j,k+1);                      A[i,j]:=0;                 end;         end         else         begin              if (A[i,j]=0)and not(((i=cur_i)and(abs(j-cur_j)>1)) or              ((j=cur_j)and(abs(i-cur_i)>1)) or              ((abs(i-cur_i)>1)and(abs(j-cur_j)>1))) then              begin               {Enlarge path number after exit out of procedure}  {                     Bom[path_num,k+1]:=i*10+j;}                      path_num:=path_num+1;              end;         end;     end; end; end;    begin  {A[x,y] - Array of 0 and 1. 0 - this point isn't in path yet. You can move here. 1 - this point is in path already. You can't move here. } ClrScr; writeln ('Hello, Habrahabr. Let','''','s count amount of Android Graphical passwords.'); writeln;  i:=1; j:=1; k:=1;  for hop_count:=4 to 8 do begin      path_num:=1;      for i:=1 to 3 do          for j:=1 to 3 do          begin {            Bom[path_num,k]:=10*i+j;}             PATH(i,j,k);             a[i,j]:=0;          end;      writeln('Hops: ',hop_count,'. Path amount: ',path_num-1);      total:=total+path_num-1; end;  writeln('==========================='); writeln('Total amount:         ',total);  {Output of full list of paths.}  {for m:=1 to path_num do begin     write('Path ', m,': (');     for n:=1 to hop_count do     begin          write(Bom[m,n],' ');     end;     writeln(')');     readln; end;{}       readln; end.

Вот вывод количества вариантов для каждого количество хопов. Как видно, с 1 по 4 цифра совпадает с практическими рассчётами, а при количестве хопов больше 8 — путей нет, что логично.

image

Паскаль имеет ограничение в 64 кБ на размер массива. Поэтому массив даже из Byte в несколько десятков тысяч элементов невозможен. Заморачиваться с динамическим выделением памяти или записями не хотелось, поэтому просчитать сами пути в подробностях можно только до 4 хопов:

image
И вот долгожданный результат:

image

Итак, 138480 возможных вариантов.
Даже если из них исключить 50% извращённых вариантов, которые не каждый человек, лишённый шизофрении, сможет с первого раза набрать (впрочем, зачем шизофренику андроид), остаётся 69240 вариантов

image
Андроид даёт 20 попыток, после которых блокирует телефон.

Итак, 20/69240=0,0003. То есть, вероятность 0,03%.

“Ну-ну” — сказал я жене, показывая расчёты. “Ну-ну” — сказала мне жена, показывая разблокированный телефон.

image

ссылка на оригинал статьи http://habrahabr.ru/post/174773/


Комментарии

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *