Поведенческая биометрия по движению мыши в дипломе: от датасета до защиты ВКР
Студент МТУСИ собрал систему, которая распознаёт владельца компьютера по манере двигать курсор мыши. Идея простая: даже если пароль утёк — характерные микродвижения руки остаются уникальными. Технология называется поведенческой биометрией, и она уже живёт в банковских антифродах, корпоративных SIEM и системах непрерывной аутентификации. Для выпускника это не просто новость, а готовый каркас ВКР: тема попадает в тренд на passwordless-аутентификацию, опирается на классический ML и легко превращается в защищаемую работу с экспериментами и метриками. Ниже — три направления темы, разбор по главам диплома и подводные камни, о которые спотыкается большинство студентов.
Три темы ВКР, которые прямо вырастают из этой статьи
Тема 1. Непрерывная аутентификация пользователя по поведению мыши в веб-приложении
- Актуальность: классическая сессионная аутентификация проверяет пользователя один раз; статья МТУСИ показывает жизнеспособность проверки «по ходу работы».
- Цель: спроектировать сервис, который в фоне считает признаки траекторий курсора и поднимает тревогу при смене пользователя.
- Задачи: обосновать набор признаков (скорость, ускорение, кривизна, паузы, jitter), выбрать классификатор, реализовать сбор событий во фронтенде, оценить FAR/FRR.
- Структура: Глава 1 — теория поведенческой биометрии и обзор аналогов; Глава 2 — архитектура сервиса, схемы потоков данных; Глава 3 — эксперименты, метрики, расчёт трудозатрат и экономического эффекта.
Тема 2. Сравнение моделей машинного обучения для классификации движения курсора
- Актуальность: статья ставит вопрос, какой алгоритм лучше — линейка от Random Forest до LSTM. Это чистое поле для научного сравнения.
- Цель: экспериментально сравнить 4–5 моделей на едином датасете и дать рекомендации.
- Задачи: собрать датасет, извлечь признаки, обучить модели, посчитать accuracy/ROC-AUC/EER, оформить результаты по ISO/IEC 25010.
- Структура: Глава 1 — методы машинного обучения и метрики качества; Глава 2 — методика эксперимента и препроцессинг; Глава 3 — таблицы сравнения, доверительные интервалы, выводы.
Тема 3. Интеграция поведенческой биометрии в корпоративный SSO-контур
- Актуальность: бизнес активно переходит на passwordless и zero-trust; статья прямо указывает на запрос рынка.
- Цель: встроить модуль поведенческой проверки в существующую систему входа без ломки текущих процессов.
- Задачи: описать протокол взаимодействия модуля с IdP, спроектировать API, разработать требования по 152-ФЗ, оценить риски ложных срабатываний.
- Структура: Глава 1 — анализ стандартов и протоколов (OIDC, SAML, SCIM); Глава 2 — архитектура и модель угроз; Глава 3 — тестирование на нагрузке, TCO внедрения.
Аналитическая глава: что и с чем сравнивать
Первая глава — это не «обзор интернета», а осознанная матрица сравнения. Возьмите минимум три подхода к аутентификации и разложите их по критериям. Комиссия любит, когда студент не просто перечисляет, а выбирает и обосновывает.
| Подход | Сильная сторона | Слабое место | Когда выбирать в ВКР |
|---|---|---|---|
| Пароль + 2FA | Простота, зрелость | Уязвим к фишингу, раздражает пользователя | Базовый сценарий для сравнения |
| Отпечаток пальца / Face ID | Высокая точность | Требует железа, одноразовая проверка | Если есть доступ к биометрическим датчикам |
| Поведенческая биометрия (мышь, клавиатура) | Работает в фоне, без датчиков | Нужен датасет и обучение | Тема из статьи МТУСИ |
Отдельно распишите стек: для прототипа хватает Python + scikit-learn + FastAPI + PostgreSQL, для продакшена добавьте Docker и MLflow для версионирования моделей. Обоснование должно опираться на требования ISO/IEC 25010 (производительность, безопасность, сопровождаемость), а не на «мне так удобно».
Проектная часть: архитектура и алгоритмы
Здесь статья превращается в схемы. Нарисуйте три диаграммы: поток событий (фронтенд → брокер → сервис признаков → модель), компонентную схему и последовательность аутентификации. Псевдокод извлечения признаков удобно оформить в листинге:
def extract_features(events):
speeds = [e.dist / e.dt for e in events if e.dt > 0]
return {
"mean_speed": np.mean(speeds),
"std_speed": np.std(speeds),
"curvature_mean": mean_curvature(events),
"pause_count": count_pauses(events, thr=0.4),
"jitter": median_abs_deviation(speeds),
}
Не забудьте про ТЗ по ГОСТ 34.602-89 — даже если работа «исследовательская», наличие формализованных требований к системе резко повышает оценку. В проектной главе обязательно опишите модель угроз: что будет, если атакующий воспроизведёт записанные события (replay-атака) и как вы это парируете (nonce, временные окна, аномалии по скорости).
Тестирование, метрики и экономика внедрения
Самая частая причина снижения оценки — отсутствие измеримых результатов. Для биометрии есть устоявшийся набор метрик, и он же закрывает требования третьей главы.
| Метрика | Смысл | Как считать |
|---|---|---|
| FAR | Доля чужих, принятых за владельца | FP / (FP + TN) |
| FRR | Доля владельцев, отклонённых системой | FN / (FN + TP) |
| EER | Точка, где FAR = FRR | Перебор порогов, поиск равенства |
| ROC-AUC | Качество ранжирования модели | sklearn.metrics.roc_auc_score |
| Латентность инференса | Скорость реакции, мс | Нагрузочный тест (Locust, k6) |
Дополнительно посчитайте RTO/RPO для сервиса аутентификации и стоимость владения: облако против on-premise. Даже грубая оценка в рублях на год — это сильный аргумент в защите. Собрать датасет можно двумя способами: либо попросить 10–15 знакомых, либо использовать публичные наборы (Balabit Mouse Dynamics Challenge). Обязательно опишите согласие на обработку данных в соответствии с 152-ФЗ.
Чему вы научитесь на такой теме
- Формализовывать признаки из «сырых» UX-событий и защищать их выбор.
- Строить ML-пайплайн от сбора данных до инференса с версионированием через MLflow.
- Считать биометрические метрики и объяснять их заказчику на языке риска.
- Оформлять ТЗ, диаграммы и результаты экспериментов по ГОСТ и ISO.
- Оценивать экономический эффект внедрения, а не только «работает/не работает».
Типичные ошибки студентов
1. Один пользователь в датасете. Классификатор «владелец/не владелец» нужно строить минимум на 8–10 добровольцах, иначе точность будет искусственно завышена. Как избежать: заранее распланируйте сбор данных, учтите пол, возраст, левша/правша.
2. Нет метрик безопасности. Писать «модель показала 95% accuracy» недостаточно: для биометрии важны FAR и FRR. Как избежать: приведите матрицу ошибок, ROC-кривую и EER.
3. Игнорирование ГОСТ 34.602-89. Отсутствие формализованного ТЗ — частая причина замечаний. Как избежать: включите раздел «Требования к системе» с функциональными и нефункциональными пунктами.
Частые вопросы
Обязательно ли писать прототип с нуля?
Нет. Достаточно собственного пайплайна обработки признаков и обучения модели на библиотеках scikit-learn, XGBoost или PyTorch. Комиссия оценивает инженерное решение, а не изобретение нового фреймворка.
Где брать тестовые данные, если нет доступа к пользователям?
Публичные наборы (Balabit, DFL) плюс собственный мини-датасет на 10 человек. Обязательно укажите в работе, как соблюдались требования 152-ФЗ и какие данные были обезличены.
Как оформить UML-диаграммы, чтобы их приняли?
Используйте PlantUML или draw.io и приложите исходники к приложению. Диаграммы классов, последовательностей и компонентов — минимальный набор для проектной главы. Каждая должна иметь подпись и упоминание в тексте.
Сколько времени занимает такая ВКР?
При наличии источника данных — 3–4 месяца спокойной работы: месяц на датасет и признаки, месяц на модели, месяц на эксперименты, месяц на оформление. Если хочется ускорить или нужна помощь с дипломом, тему можно разбить на модули и собирать параллельно.
Что проверить перед сдачей
- Ссылка на источник из cnews присутствует в списке литературы.
- Каждая задача из введения закрывается выводом в соответствующей главе.
- Есть минимум 3 схемы: поток данных, компоненты, алгоритм принятия решения.
- Метрики FAR/FRR/EER посчитаны и визуализированы.
- Оформление соответствует ГОСТ 7.32-2017 и внутренним требованиям кафедры.
- Раздел «Требования к системе» оформлен по ГОСТ 34.602-89.
Если тема кажется сложной, а дедлайн близко — наша команда готова подсказать по архитектуре, помочь с экспериментами или оформить работу. Первая консультация бесплатная, а ВКР на заказ по этой теме мы собираем за 120 часов работы куратора и разработчика. Разберёмся с любой темой — от поведенческой биометрии до CI/CD-пайплайнов.
Источник: Студент МТУСИ научил компьютер узнавать хозяина по движению мыши (опубликовано 2026-03-26)
```