JP2016091177A - 認証端末 - Google Patents

Abstract

【課題】生体情報等の認証用情報の漏洩を防ぎつつ、認証結果の信頼性を高める。
【解決手段】認証対象を認証する認証装置と、入力信号に応じて動作する人工物と、認証装置における認証結果が合格の場合に、認証対象の情報を含まない入力信号を人工物に入力して、人工物の動作結果に応じた出力信号を認証結果として出力する信号処理部とを備える認証端末を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、認証端末に関する。

従来、生体情報等の固有情報を用いた認証が知られている。例えばユーザ端末に設けた生体センサによりユーザの生体情報を取得してユーザを認証する。
関連する先行技術文献として下記がある。
特許文献１ 特開２００６−１５５５４７号公報
特許文献２ 特開２０１３−２１８４８３号公報
特許文献３ 特開２０１１−１９８３１７号公報

取得した生体情報を認証サーバに送信して、認証サーバで生体情報を認証する場合がある。しかしこの場合、生体情報がネットワークおよび認証サーバに載ってしまうので、生体情報が流出するリスクがある。また、取得した生体情報をユーザ端末で認証して、認証結果を認証サーバに送信する場合がある。しかしこの場合、認証サーバは、当該認証結果が信頼できるものか否かを判別することが難しい。

本発明の態様においては、認証対象を認証する認証装置と、入力信号に応じて動作する人工物と、認証装置における認証結果が合格の場合に、認証対象の情報を含まない入力信号を人工物に入力して、人工物の動作結果に応じた出力信号を認証結果として出力する信号処理部とを備える認証端末を提供する。

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

認証システム３００の構成例を示す図である。 認証サーバ２００の構成例を示す図である。 特性記憶部２１０の他の例を示す図である。 信号処理部１２０の構成例を示す図である。 図３および図４に示した認証システム３００の動作例を示す図である。 信号処理部１２０および認証サーバ２００の他の構成例を示す図である。 認証サーバ２００の他の構成例を示す図である。 信号処理部１２０の他の構成例を示す図である。 サービス提供システム５００の構成例を示す図である。 サービス提供システム６００の構成例を示す図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、認証システム３００の構成例を示す図である。認証システム３００は、認証対象の認証用情報を用いて認証対象を認証する。認証システム３００は、認証端末１００および認証サーバ２００を備える。認証端末１００および認証サーバ２００は互いに通信する。図１においては単一の認証端末１００を示しているが、認証サーバ２００は複数の認証端末１００と通信可能である。

認証対象は、例えば認証端末１００のユーザであるがこれに限定されない。認証端末１００は、認証用情報を用いて認証対象を認証する。当該認証用情報は、認証対象の固有情報であってよい。固有情報とは、情報の変更ができないか、著しく困難なものであって、且つ、個体毎に異なる情報を指す。固有情報は、例えばユーザの生体情報であり、より具体的には、指紋データ、虹彩データ、静脈パターンデータ、声紋データ、生体反応データ等があげられる。認証対象は生物でなくともよい。例えば認証対象を紙として、紙の繊維のパターンを認証用情報として用いることもできる。

認証端末１００は、認証装置１１０、信号処理部１２０および人工物１３０を備える。認証装置１１０は、センサ１１２および照合部１１４を有する。センサ１１２は、認証対象の認証用情報を取得する。センサ１１２は、認証対象の一部を撮像することで、指紋データ等の認証用情報を取得してよい。

照合部１１４は、センサ１１２が取得した認証用情報に基づいて、認証対象を認証する。照合部１１４は、予め照合用のテンプレート情報を記憶しており、認証用情報とテンプレート情報との一致度に基づいて認証対象を認証する。照合部１１４は、複数種類の認証用情報に対応して複数のテンプレート情報を記憶してよい。例えば照合部１１４は、ユーザの複数の指の指紋データに対応する複数のテンプレート情報を記憶する。照合部１１４は、認証結果を信号処理部１２０に通知する。

信号処理部１２０は、認証装置１１０から受け取った認証結果に基づいて、人工物１３０に入力信号を入力する。人工物１３０は、入力信号に応じて動作して動作結果を出力する装置であって、物理的に複製が困難な入出力間特性を有する。つまり人工物１３０は、装置に固有のユニークな入出力間特性を有しており、入力信号と出力信号の組み合わせから個体が識別できる性質を有する。

本例の人工物１３０は、デバイス部１３２および測定装置１３１を有する。例えばデバイス部１３２は、再現困難な製造バラツキにより固有の入出力間特性を有するデバイスである。デバイス部１３２は、製造バラツキを有する半導体回路であってよい。測定装置１３１は、デバイス部１３２の製造バラツキを測定して、測定結果を信号処理部１２０に出力する。本例の測定装置１３１は、所定の入力信号をデバイス部１３２に入力する。デバイス部１３２は、製造バラツキに応じた特性で動作して、信号を出力する。測定装置１３１は、デバイス部１３２が出力する信号を測定する。それぞれの人工物１３０は、同一の信号が入力された場合に、それぞれの特性に応じてそれぞれ異なる信号を出力してよい。例えば、それぞれの人工物１３０は、同一の波形を有する入力信号が入力された場合に、それぞれの製造バラツキによる特性に応じて、波形の傾き、遅延時間、波形振幅等が異なる信号をそれぞれ出力してよい。測定装置１３１は、デバイス部１３２が出力した信号における予め定められたパラメータのアナログ量を測定する。測定装置１３１は、測定結果をデジタルデータにして信号処理部１２０に出力する。測定装置１３１は、測定結果に対してフィルタリング、補正等の処理を施して出力してもよい。当該補正は、デバイス部１３２に温度等に応じて行ってよい。

信号処理部１２０は、認証装置１１０における認証結果が合格の場合に、認証対象の情報（特に認証用情報）を含まない入力信号を人工物１３０の測定装置１３１に入力する。認証結果が合格とは、例えばユーザの認証用情報と、テンプレート情報との一致度が所定値以上である場合を指す。当該一致度は、例えば相関係数のように、２つの情報の類似度が高いほど大きな値を示す。また、本明細書においては、認証結果が合格の場合を、単に認証した、または、認証されたと称する場合がある。

人工物１３０に入力する入力信号は、認証サーバ２００が指定する。認証サーバ２００は、当該入力信号そのものを含む信号を信号処理部１２０に送信してよい。また、信号処理部１２０は予め複数の入力信号を記憶しており、認証サーバ２００は、いずれかの入力信号を指定する信号を送信してもよい。また、信号処理部１２０は、指定されるパラメータに基づいて入力信号を生成できる回路を有しており、認証サーバ２００は当該パラメータを指定してもよい。これらのように、認証サーバ２００が信号処理部１２０に対して入力信号を指定する情報を指定情報と称する。認証装置１１０における認証結果が不合格の場合には、信号処理部１２０は人工物１３０に入力信号を入力しない。信号処理部１２０は、認証装置１１０における認証結果が不合格であった旨を認証サーバ２００に通知してよい。

人工物１３０のデバイス部１３２は、入力信号に応じて動作する。測定装置１３１は、デバイス部１３２の動作結果を測定して、動作結果を示す信号を出力する。上述したように、人工物１３０は固有の入出力間特性を有するので、人工物１３０が出力する信号は、人工物１３０に固有の信号になる。また、人工物１３０は認証対象の情報を有しておらず、且つ、入力信号にも認証対象の情報が含まれないので、人工物１３０が出力する信号は、認証対象の情報（特に認証用情報）を含まない。

信号処理部１２０は、人工物１３０の動作結果に応じた出力信号を、認証対象の認証結果として認証サーバ２００に送信する。信号処理部１２０は、人工物１３０が出力する信号の少なくとも一部を、出力信号として認証サーバ２００に送信してよい。当該出力信号も、認証対象の情報（特に認証用情報）を含まない。

認証サーバ２００は、認証端末１００から受信した出力信号に基づいて認証対象を認証する。認証サーバ２００は、それぞれの人工物１３０の入出力間特性の情報を予め取得している。認証サーバ２００は、指定した入力信号に対して期待される出力信号を、当該入出力間特性の情報から決定し、期待される出力信号と、信号処理部１２０から受信した出力信号との一致度が所定値以上である場合に、認証対象を認証する。

例えば認証サーバ２００は、それぞれの人工物１３０への入力信号のビットパターンと、当該入力信号に対して期待される出力信号のデジタルデータとの組み合わせを、当該入出力間特性の情報として記憶する。この場合、認証サーバ２００は、期待される出力信号のデジタルデータと、信号処理部１２０から受信した出力信号のデジタルデータとを比較して認証対象を認証する。

また、認証サーバ２００は、人工物１３０への入力信号の少なくとも一つのパラメータと、当該入力信号に対して期待される出力信号の当該パラメータとの組み合わせを、当該入出力間特性の情報として記憶してよい。例えば当該パラメータは、信号波形を示す関数、信号波形のエッジタイミング、信号波形のエッジの傾き、信号波形の振幅値等である。

認証サーバ２００は、入力信号と、期待される出力信号との間における、これらのパラメータの関係を予め記憶してよい。当該関係は、テーブルであってよく、演算式であってもよい。人工物１３０の測定装置１３１は、デバイス部１３２が出力する信号におけるこれらのパラメータを計測する。また、測定装置１３１に代えて、信号処理部１２０が、デバイス部１３２が出力する信号におけるこれらのパラメータを計測して、計測結果を示す出力信号を生成してもよい。

また、信号処理部１２０は、認証端末１００および人工物１３０の少なくとも一方の識別情報を含む出力信号を生成してよい。認証サーバ２００は、当該識別情報に基づいて、当該出力信号がいずれの人工物１３０からの信号であるかを判定して、当該人工物１３０の入出力間特性の情報に基づいてユーザを認証する。

本例の認証システム３００によれば、認証装置１１０における認証結果が合格の場合にのみ、信号処理部１２０が入力信号を人工物１３０に入力して出力信号を生成する。このため、認証サーバ２００が受け取った出力信号が期待通りの信号であれば、認証サーバ２００は、認証装置１１０における認証結果が合格であったことを判別できる。

また、本例の認証システム３００によれば、生体情報等の認証用情報をネットワークおよび認証サーバ２００に保持しないので、生体情報等の認証用情報の漏洩を防ぐことができる。また、認証サーバ２００が指定した入力信号を人工物１３０に入力して、人工物１３０の固有の動作結果を認証サーバ２００に送信するので、認証サーバ２００は、認証端末１００からの出力信号の信頼性を確認することができる。

また、認証サーバ２００および認証端末１００間で通信するデータは暗号化することが好ましい。また、仮に人工物１３０の入出力間特性の情報が漏洩した場合であっても、人工物１３０を交換すればよい。このため、生体情報が漏洩した場合に比べて、情報が漏洩した場合の不利益を小さくすることができる。

なお、認証装置１１０、信号処理部１２０および人工物１３０は、接続相手が予め登録されている機器であるかを確認した上で情報を送受信することが好ましい。例えば、認証装置１１０、信号処理部１２０および人工物１３０は、他の機器のシリアル番号等の識別情報を予め記憶する。それぞれの機器は、自己の識別情報を他の機器に送信する。それぞれの機器は、受信した識別情報と、記憶している識別情報とが一致したことを条件として、互いに情報を送受信してよい。これにより、認証装置１１０等が不正に交換された場合に認証動作を停止させることができる。

また、認証装置１１０および人工物１３０は、同一の半導体チップに形成されてよい。この場合、認証装置１１０および人工物１３０間の識別情報の送受信は省略できる。また、認証装置１１０および人工物１３０は、信号処理部１２０の演算チップ内に形成されてもよい。この場合、信号処理部１２０は、当該演算チップとの間で相互に識別情報を送受信してよい。

図２は、認証サーバ２００の構成例を示す図である。本例の認証サーバ２００は、特性記憶部２１０、信号選択部２２０およびサーバ側認証部２３０を有する。特性記憶部２１０は、認証端末１００毎（すなわち、人工物１３０毎）に入力信号の特性と、期待される出力信号の特性との組み合わせテーブルを記憶する。

本例の特性記憶部２１０は、入力信号の複数のビットパターンＰｋと、期待される出力信号の複数のデジタルデータＯｋとの組み合わせテーブルを記憶する。当該デジタルデータは、各入力信号を入力した場合にデバイス部１３２が出力する信号の波形の傾き、振幅、遅延量等のアナログ量を予め測定してデジタル化したデータである。当該測定は、例えば人工物の製造試験時等に行われ、認証サーバ２００に記憶される。特性記憶部２１０は、２つの人工物１３０に対して同一の入力信号のビットパターンＰｋを記憶してよく、異なる入力信号のビットパターンＰｋを記憶してもよい。

信号選択部２２０は、認証を要求している認証端末１００に対応する入力信号を選択する。ここで認証端末１００に対応する入力信号とは、特性記憶部２１０が当該認証端末１００に対応して記憶している入力信号を指す。信号選択部２２０は、特性記憶部２１０が記憶している複数の入力信号から、１以上の入力信号をランダムに選択してよい。

信号選択部２２０は、選択した入力信号を示す指定情報を信号処理部１２０に送信する。信号処理部１２０に送信する指定情報は、入力信号そのものであってよく、信号処理部１２０が記憶している複数の入力信号のいずれかを指定する信号であってもよい。

信号処理部１２０は、認証装置１１０において認証対象が認証されていることを条件として、当該指定情報に応じた入力信号を人工物１３０に入力する。信号処理部１２０は、認証装置１１０において認証対象が認証されていることを条件として、信号選択部２２０に入力信号の指定を要求してもよい。信号処理部１２０は、人工物１３０の動作結果に応じた出力信号を生成して、サーバ側認証部２３０に送信する。

サーバ側認証部２３０は、信号処理部１２０に対して指定した入力信号が、人工物１３０の入出力特性に応じた出力信号に変換されたか否かに基づいて、認証対象を認証する。本例のサーバ側認証部２３０は、信号選択部２２０から入力信号の指定情報を受け取り、当該入力信号に対して期待される出力信号を特性記憶部２１０から抽出する。

サーバ側認証部２３０は、信号処理部１２０から受け取った出力信号と、特性記憶部２１０から抽出した出力信号とを比較して、認証対象を認証する。例えばサーバ側認証部２３０は、信号処理部１２０から受け取った出力信号のデジタルデータと、特性記憶部２１０から抽出した出力信号のデジタルデータとの一致度が所定値以上の場合に、認証対象を認証する。

図３は、特性記憶部２１０の他の例を示す図である。本例の認証サーバ２００は、認証結果の用途毎に入力信号を割り当てる。本例の特性記憶部２１０は、図２に示した組み合わせテーブル等の入出力間特性の情報に加えて、複数の入力信号を複数の用途に割り当てる信号として予め登録する。本例では１０個の入力信号を登録している。

図４は、信号処理部１２０の構成例を示す図である。本例の信号処理部１２０は、信号記憶部１２２および信号入出力部１２８を有する。信号入出力部１２８は、指定受信部１２４および信号出力部１２６を有する。本例の信号処理部１２０は、認証サーバ２００が登録したそれぞれの入力信号に対して、異なる認証用情報を割り当てる。異なる認証用情報とは、異なるデータ内容を有する認証用情報を指す。

例えば信号処理部１２０は、ユーザの小指の指紋データと、親指の指紋データとを異なる種類の認証用情報として扱う。これにより、認証結果の用途、入力信号および認証用情報が対応付けられる。信号記憶部１２２は、認証用情報の種類と、それぞれの認証用情報に割り当てられた入力信号とを対応付けて記憶する。

例えば認証サーバ２００は、ユーザの認証後に提供されるサービス毎に、入力信号を割り当ててよい。例えばコンピュータアプリケーションのログイン時にユーザを認証する場合に、アプリケーションの種類毎に入力信号および認証用情報を割り当ててよい。また、同一のアプリケーションにおけるサービス内容毎に入力信号を割り当ててもよい。例えば、商品を購入する場合において、金額に応じて入力信号を割り当ててよい。また、認証システム３００は、より高い金額の決済における認証では、より多くの認証用情報を用いて認証させてもよい。認証サーバ２００は、ユーザの認証後に提供されるサービス毎に、予め割り当てた入力信号を指定する。認証端末１００は、それぞれの入力信号に認証用情報を割り当てているので、サービス毎に異なる認証用情報を用いてユーザを認証する。

図５は、図３および図４に示した認証システム３００の動作例を示す図である。新たな入力信号をサービスに割り当てる場合、認証サーバ２００の信号選択部２２０は、当該サービスに割り当てる入力信号を選択する（Ｓ１０）。信号選択部２２０は、選択した入力信号を認証端末１００に通知する（Ｓ１２）。認証サーバ２００は、図３に示したように、サービスに割り当てた入力信号と、対応する出力信号の組をテーブル化して登録する（Ｓ１４）。

認証端末１００は、当該入力信号に対応付けるサービスの種類をユーザに提示しつつ、認証用情報の登録を促す。認証端末１００は、登録すべき認証用情報の種類を、ユーザに対して指定してもよい。また、ユーザが認証用情報の種類を入力してもよい。センサ１１２は、ユーザから提供された認証用情報を取得する（Ｓ１６）。信号処理部１２０は、取得した認証用情報の種類と、入力信号との組をテーブル化して、信号記憶部１２２に格納する（Ｓ１８）。認証端末１００は、信号記憶部１２２におけるテーブル作成が完了した場合に、その旨を認証サーバ２００に通知してもよい（Ｓ２０）。

サービスに対する認証用情報および入力信号の割り当てが完了すると、ユーザは当該サービスを要求することができる。ユーザがサービスを要求すると、認証端末１００の信号入出力部１２８は、認証サーバ２００に当該サービスの種類を提示して認証を要求する（Ｓ２２）。当該認証要求は、サービスを提供するサービス提供サーバからの要求であってもよい。認証サーバ２００の信号選択部２２０は、当該サービスに対応する入力信号を特性記憶部２１０から選択する（Ｓ２４）。信号選択部２２０は、選択した入力信号の指定情報を認証端末１００に通知する（Ｓ２６）。

認証端末１００の指定受信部１２４は、指定された入力信号に対応する認証用情報を信号記憶部１２２から抽出して、認証装置１１０に通知する。認証装置１１０は、通知された認証用情報を用いて、ユーザを認証する（Ｓ２８）。認証装置１１０は、通知された認証用情報を提供するようにユーザに促してよく、また、当該サービスに対して予めユーザが指定した認証用情報を提供するように促してもよい。

認証装置１１０は、ユーザの認証結果を指定受信部１２４に通知する。指定受信部１２４は、認証結果が合格であれば、信号記憶部１２２から当該認証用情報に対応する入力信号を選択して、人工物１３０に入力する（Ｓ３０）。

人工物１３０は、当該入力信号に応じた動作結果を出力する。信号出力部１２６は、当該動作結果に応じた出力信号を生成して認証サーバ２００に送信する（Ｓ３２）。サーバ側認証部２３０は、期待される出力信号を特性記憶部２１０から抽出して、認証端末１００からの出力信号と照合することで、ユーザを認証する（Ｓ３４）。サーバ側認証部２３０は、認証結果を認証端末１００に通知する（Ｓ３６）。当該通知は、当該サービスを提供するサービス提供サーバに対して行ってもよい。

このような動作により、認証システム３００は、サービス毎に所定の認証用情報および入力信号を用いてユーザを認証することができる。また、認証サーバ２００は、一つのサービスに対して複数の入力信号を割り当ててもよい。この場合、認証端末１００は、入力信号毎に一つの認証用情報を割り当てる。

認証サーバ２００の信号選択部２２０は、当該サービスに対して割り当てた２以上の入力信号をランダムに選択して認証端末１００に通知してよい。認証端末１００の認証装置１１０は、通知された２以上の入力信号に対応する２以上の認証用情報のそれぞれについて順次認証を行う。

認証端末１００は、認証装置１１０において各認証用情報が認証された場合に、対応する入力信号を人工物１３０に順次入力して、出力信号を認証サーバ２００に順次送信する。認証サーバ２００は、指定した全ての入力信号について、期待される出力信号を受信した場合にユーザを認証する。また、認証システム３００は、各サービスに対して割り当てる入力信号および認証用情報を定期的に変更してもよい。

他の実施例においては、ステップＳ２２以降の処理において、信号記憶部１２２に予め登録した認証用情報のうち、いずれの認証用情報を用いるかをユーザが指定してもよい。例えば、ステップＳ２４およびＳ２６において、信号選択部２２０は、図３に示した特性記憶部２１０に予め登録された入力信号のうち、複数の入力信号を選択して認証端末１００に通知する。

ステップＳ２８において、認証装置１１０は、認証サーバ２００が指定した複数の入力信号に対応する複数の認証用情報のうち、ユーザが指定した認証用情報に基づいてユーザを認証する。ユーザによる指定は、指定したい認証用情報をユーザがセンサ１１２に提供することで実行されてよい。

認証装置１１０は、ユーザが指定した認証用情報に対応するテンプレート情報を抽出して、当該認証用情報を認証してよい。ステップＳ３０において、信号処理部１２０は、認証装置１１０における認証結果が合格だった場合に、ユーザが指定した認証用情報に対応する入力信号を人工物１３０に入力する。ステップＳ３２において信号処理部１２０は、人工物１３０の動作結果に応じた出力信号を認証サーバ２００に送信する。

ステップＳ３４において認証サーバ２００は、受信した出力信号が、図３に示した特性記憶部２１０に予め登録したいずれの出力信号に一致するかを判定する。認証サーバ２００は、当該出力信号がいずれの入力信号に対応するかに基づいて、ユーザの指示内容を特定する。例えば認証サーバ２００は、当該出力信号に対応する入力信号が所定の登録番号の場合に、当該認証処理をキャンセルする。また、例えば認証サーバ２００は、当該出力信号に対応する入力信号が所定の登録番号の場合に、ユーザに緊急事態が生じていると判定して、外部の機関に通報する。

図６は、信号処理部１２０および認証サーバ２００の他の構成例を示す図である。本例の認証システム３００は、認証サーバ２００から認証端末１００への入力信号の指定方法の他は、図１から図５に関連して説明したいずれかの認証システム３００と同一である。本例の認証システム３００においては、認証サーバ２００は、信号処理部１２０の信号記憶部１２２におけるアドレスを指定することで入力信号を指定する。

本例の信号処理部１２０は、信号記憶部１２２、信号入出力部１２８およびベースアドレス決定部１４０を有する。信号入出力部１２８は、図４に示した信号入出力部１２８と同一の機能および構成を有してよい。信号記憶部１２２は、複数のアドレスに対応して複数の入力信号を予め記憶する。

また、本例の認証サーバ２００は、特性記憶部２１０、信号選択部２２０およびサーバ側認証部２３０を有する。信号選択部２２０は、ベースアドレス決定部２４０およびオフセット指定部２５０を有する。特性記憶部２１０は、複数のアドレスに対応して、複数の入出力間特性の情報を予め記憶する。特性記憶部２１０と信号記憶部１２２とは、範囲が同一のアドレス空間を有する。また、それぞれのアドレスに記憶される入力信号は、特性記憶部２１０および信号記憶部１２２において同一である。

本例の認証サーバ２００側のベースアドレス決定部２４０および認証端末１００側のベースアドレス決定部１４０は、特性記憶部２１０および信号記憶部１２２の基準となるベースアドレスを予め決定する。それぞれのベースアドレス決定部は、信号処理部１２０の信号入出力部１２８および認証サーバ２００のサーバ側認証部２３０に、決定したベースアドレスを通知する。

認証サーバ２００のオフセット指定部２５０は、所定のアドレスオフセットを決定して、認証端末１００の信号入出力部１２８およびサーバ側認証部２３０に通知する。オフセット指定部２５０は、ランダムにアドレスオフセットを決定してよい。

信号入出力部１２８は、オフセット指定部２５０が指定したアドレスオフセット分、ベースアドレスからずらしたアドレスの入力信号を信号記憶部１２２から抽出する。信号入出力部１２８は、抽出した入力信号を人工物１３０に入力する。信号入出力部１２８は、人工物１３０の動作結果に応じた出力信号を認証サーバ２００に送信する。

サーバ側認証部２３０は、ベースアドレス決定部２４０が決定したベースアドレスと、オフセット指定部２５０が指定したアドレスオフセットに基づいて、特性記憶部２１０から期待される出力信号を抽出する。サーバ側認証部２３０は、期待される出力信号と、認証端末１００から受信した出力信号とを比較して、ユーザを認証する。

このような構成により、入力信号をネットワーク上で送受信しなくともよいので、情報漏洩がより少なくなる。なお、信号記憶部１２２および特性記憶部２１０におけるアドレス−入力信号の関係は、ランダムに変更可能であってよい。信号処理部１２０および認証サーバ２００は、入力値に対して擬似的に乱数を発生させる同一の特性の擬似乱数発生器を有してよい。認証サーバ２００は、当該入力値を信号処理部１２０に通知して、認証サーバ２００および信号処理部１２０において同一の乱数を発生させる。認証サーバ２００および信号処理部１２０は、当該乱数に基づいて、アドレス空間における入力信号の順番を入れ替えてよい。

図７は、認証サーバ２００の他の構成例を示す図である。本例の認証サーバ２００は、人工物１３０の動作条件を設定する設定信号を、入力信号を指定する指定情報と併せて認証端末１００に送信する。動作条件は、人工物１３０の電源電圧等の所定のピンに入力する電圧、入力信号に印加するノイズ等、人工物１３０の入出力間特性に影響を与える条件である。本例の認証システム３００は、人工物１３０の動作条件の設定に関する構成および機能以外は、図１から図６に関連して説明したいずれかの認証システム３００と同一の構成および機能を有する。

本例の認証サーバ２００は、図２に示した構成に加え、動作条件選択部２６０を更に備える。また、本例の特性記憶部２１０は、人工物１３０の動作条件毎に人工物１３０の入出力特性を示す情報を記憶する。特性記憶部２１０は、図７に示すように、動作条件毎に入力信号および出力信号の組を記憶してよく、動作条件に応じて入出力間特性を補正する補正関数を記憶してもよい。

動作条件選択部２６０は、特性記憶部２１０が記憶したいずれかの動作条件を選択して信号選択部２２０に通知する。信号選択部２２０は、通知された動作条件に対応する入力信号を特性記憶部２１０から選択する。信号選択部２２０は、選択した入力信号を指定する指定情報と、動作条件を示す設定信号とを併せて認証端末１００に送信する。

認証端末１００の信号処理部１２０は、設定信号に応じて人工物１３０の動作条件を設定する。動作条件の設定終了後、信号処理部１２０は、指定情報に応じた入力信号を人工物１３０に入力する。信号処理部１２０は、人工物１３０の動作結果に応じた出力信号を認証サーバ２００に送信する。

認証サーバ２００のサーバ側認証部２３０は、信号選択部２２０から指定情報および設定信号を受け取り、対応する出力信号を特性記憶部２１０から抽出する。サーバ側認証部２３０は、特性記憶部２１０から抽出した出力信号と、認証端末１００から受け取った出力信号とを比較して、ユーザを認証する。本例の認証システム３００によれば、動作条件を指定するので、入力信号に対する出力信号のバリエーションを増加させて、更にセキュリティを強化することができる。

また、本例においては認証サーバ２００が動作条件を選択したが、認証端末１００が動作条件を選択してもよい。この場合、信号処理部１２０は、選択可能な動作条件を予め記憶する。信号処理部１２０は、選択した動作条件を人工物１３０に設定した後、入力信号を人工物１３０に入力する。信号処理部１２０は、人工物１３０の動作結果に応じた出力信号と併せて、設定した動作条件を示す信号を認証サーバ２００に送信する。

また、認証サーバ２００の特性記憶部２１０は、人工物１３０の温度毎に人工物１３０の入出力特性を示す情報を記憶してもよい。認証端末１００の信号処理部１２０は、人工物１３０の温度を測定する温度測定部を有してよい。信号処理部１２０は、人工物１３０の温度を示す情報を出力信号とともに認証サーバ２００に送信する。

サーバ側認証部２３０は、人工物１３０の温度に対応する出力信号を特性記憶部２１０から抽出して、認証端末１００から受信した出力信号と比較する。このような動作によって、温度変動による誤認証を防ぐことができる。また、信号処理部１２０が、測定した温度に基づいて出力信号を補正して、認証サーバ２００に送信してもよい。

図８は、信号処理部１２０の他の構成例を示す図である。本例の信号処理部１２０は、人工物１３０の特性の経年劣化を測定して、予め定められた以上の経年劣化を検出した場合に、その旨を外部のユーザまたは認証サーバ２００等に通知する。本例の信号処理部１２０は、図４に示した信号処理部１２０の構成に加え、測定部１３４および通知部１３６を更に備える。図８においては、信号記憶部１２２を省略している。本例の信号処理部１２０において、経年劣化の測定および通知に関する以外の機能および構成は、図１から図７に関連して説明したいずれかの信号処理部１２０と同一であってよい。

測定部１３４は、人工物１３０の経年劣化を測定する。例えば測定部１３４は、人工物１３０に含まれる所定の半導体素子の特性を、所定の時間間隔で測定して、測定結果から人工物１３０の経年劣化を測定する。測定部１３４は、初期状態の半導体素子の特性に対する、測定した半導体素子の特性の変動量が所定の変動量以上となった場合に、人工物１３０の経年劣化が所定以上となったと判定する。

通知部１３６は、測定部１３４において人工物１３０の経年劣化が所定以上と判定された場合に、その旨を外部に通知する。通知部１３６は、認証端末１００にその旨を表示させてよい。これによりユーザは、人工物１３０の交換時期を知ることができる。また、通知部１３６は、認証サーバ２００にその旨を通知してもよい。認証サーバ２００は、人工物１３０の経年劣化が所定以上と判定された認証端末１００からの認証要求を拒否してよい。

図９は、サービス提供システム５００の構成例を示す図である。本例のサービス提供システム５００は、図１から図８に関連して説明した認証システム３００（図９における認証端末１００および認証サーバ２００）ならびにサービス提供サーバ４００を備える。また、認証端末１００およびサービス提供サーバ４００は、パーソナルコンピュータ、モバイル端末等のユーザ端末５０と通信可能に設けられる。認証サーバ２００は、複数のサービス提供サーバ４００と通信可能に設けられてよい。

認証端末１００およびユーザ端末５０は、ケーブル、コネクタ等により接続されてよい。認証端末１００は、ユーザ端末５０と一体に設けられてもよい。ユーザ端末５０およびサービス提供サーバ４００はインターネット等のネットワークを介して通信する。また、認証端末１００と認証サーバ２００との通信、ならびに、認証サーバ２００とサービス提供サーバ４００との通信も、インターネット等のネットワークを介して実行される。

サービス提供サーバ４００は、例えばユーザ端末５０からの入力に応じてサーバ上で動作して、動作結果をユーザ端末５０に提供するアプリケーションプログラムを有する。ユーザがサービス提供サーバ４００のサービスを使用する場合、まず、ユーザ端末５０がサービス提供サーバ４００にサービス提供を要求する。

サービス提供サーバ４００は、ユーザ端末５０からサービス要求を受けた場合、認証サーバ２００に当該ユーザの認証を要求する。認証サーバ２００および認証端末１００は、例えば図５のステップＳ１０からＳ２０までの処理を予め実行して、必要な情報が予め登録されている。認証サーバ２００および認証端末１００は、サービス提供サーバ４００から認証要求を受けた場合に、例えば図５のステップＳ２６からＳ３６までの処理を実行してユーザを認証する。

認証サーバ２００は、認証端末１００にユーザの認証を要求する。このとき、認証サーバ２００は、人工物１３０に入力すべき入力信号を指定する。認証端末１００は、認証装置１１０においてユーザが認証された場合に、認証サーバ２００から指定された入力信号を人工物１３０に入力する。認証端末１００は、人工物１３０の動作結果に応じた出力信号を認証サーバ２００に送信する。

認証サーバ２００は、認証端末１００から受信した出力信号が、指定した入力信号に対応するか否かに基づいて、ユーザを認証する。認証サーバ２００は、認証結果をサービス提供サーバ４００に送信する。サービス提供サーバ４００は、当該認証結果が合格の場合に、ユーザ端末５０に対してサービスを提供する。

このような構成により、認証サーバ２００、サービス提供サーバ４００およびネットワーク上に生体情報等の認証用情報を伝達せずにユーザ認証を行うことができる。特に、サービス提供者の信頼性が必ずしも高くなくとも、ユーザ端末５０および認証端末１００から生体情報等の認証用情報が出力されないので、ユーザは当該認証を安心して行うことができる。

図１０は、サービス提供システム６００の構成例を示す図である。本例のサービス提供システム６００は、図１から図８に関連して説明した認証システム３００（図９における認証端末１００および認証サーバ２００）、サービス提供サーバ４００ならびにネットショップサーバ４２０を備える。図９の例と同様に、認証端末１００およびユーザ端末５０間の通信以外は、インターネット等のネットワークを介して行われてよい。また、本例のサービス提供サーバ４００は、カード会社４１０が所有するサーバである。

本例では、ユーザがネットショップサーバ４２０から商品を購入しようとする場合、ユーザ端末５０からネットショップサーバ４２０に購入要求を送信する。このとき、ユーザ端末５０は、ユーザを特定する情報をネットショップサーバ４２０に通知する。例えばユーザ端末５０は、ユーザの住所、氏名、生年月日等のユーザを特定する情報をネットショップサーバ４２０に通知してよい。ネットショップサーバ４２０は、カード会社４１０のサービス提供サーバ４００に対して当該ユーザを特定してユーザ認証を要求する。

サービス提供サーバ４００、認証サーバ２００および認証端末１００は、図９に示した例と同様に動作してユーザを認証する。サービス提供サーバ４００は、ユーザの認証結果をネットショップサーバ４２０に通知する。

ネットショップサーバ４２０は、ユーザが認証された場合に、ユーザが指定した商品の支払い金額と、ユーザを特定する情報とをサービス提供サーバ４００に送信して決済処理を要求する。サービス提供サーバ４００は、特定されたユーザの認証が合格であった場合に、ネットショップサーバ４２０からの決済処理要求に応じて決済処理を行う。サービス提供サーバ４００は、特定されたユーザに対応するカード番号を予め記憶しており、当該カード番号に基づいて決済処理を行ってよい。サービス提供サーバ４００は、当該ユーザの認証が不合格の場合には、その旨をネットショップサーバ４２０に通知して決済処理を行わない。

このような構成により、認証サーバ２００、ネットショップサーバ４２０、サービス提供サーバ４００およびネットワーク上に生体情報等の認証用情報を伝達せずにユーザ認証を行うことができる。ユーザ端末５０および認証端末１００から生体情報等の認証用情報が出力されないので、ユーザは当該認証を安心して行うことができる。

以上のように、認証システム３００によれば、生体情報等を認証端末１００で行い、認証結果が合格の場合に、認証対象の情報を含まない入力信号を人工物１３０に入力して、人工物１３０の動作結果に応じた出力信号を認証端末１００から送信する。認証サーバ２００では、人工物１３０の固有の特性を用いて、入力信号および出力信号の関係から人工物１３０を識別する。このため、生体情報のように変更ができない認証用情報を認証端末１００から送信せず、生体情報等の漏洩を防ぐことができる。また、人工物１３０の特性の情報が万一漏洩したとしても、人工物１３０を交換すればよい。このように、認証システム３００によれば、生体情報等の認証を利用しつつ、生体情報等のように変更、交換ができないというデメリットを解消することができる。

また、生体情報に所定の関数を乗算して生成したコードを送信するキャンセラブル・バイオメトリクス技術も知られている。当該コードが漏洩しても、当該関数を変更して新たなコードを生成することができる。しかし、当該コードは生体情報から生成されるために、当該コードから生体情報自体が推定される可能性を排除できない。これに対して認証システム３００によれば、認証端末１００から出力される信号には、生体情報等の認証用情報に由来する情報が含まれないので、より信頼性を向上させることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

５０・・・ユーザ端末、１００・・・認証端末、１１０・・・認証装置、１１２・・・センサ、１１４・・・照合部、１２０・・・信号処理部、１２２・・・信号記憶部、１２４・・・指定受信部、１２６・・・信号出力部、１２８・・・信号入出力部、１３０・・・人工物、１３１・・・測定装置、１３２・・・デバイス部、１３４・・・測定部、１３６・・・通知部、１４０・・・ベースアドレス決定部、２００・・・認証サーバ、２１０・・・特性記憶部、２２０・・・信号選択部、２３０・・・サーバ側認証部、２４０・・・ベースアドレス決定部、２５０・・・オフセット指定部、２６０・・・動作条件選択部、３００・・・認証システム、４００・・・サービス提供サーバ、４１０・・・カード会社、４２０・・・ネットショップサーバ、５００・・・サービス提供システム、６００・・・サービス提供システム

Claims (11)

1. 認証対象を認証する認証装置と、
   入力信号に応じて動作する人工物と、
   前記認証装置における認証結果が合格の場合に、前記認証対象の情報を含まない入力信号を前記人工物に入力して、前記人工物の動作結果に応じた出力信号を前記認証結果として出力する信号処理部と
   を備える認証端末。
2. 前記認証端末は認証サーバと通信し、
   前記信号処理部は、前記認証サーバが指定した前記入力信号を前記人工物に入力し、前記出力信号を前記認証サーバに送信する
   請求項１に記載の認証端末。
3. 前記人工物は、前記入力信号のビットパターンに応じて動作して、動作結果に応じたデジタルデータを有する前記出力信号を出力する
   請求項１または２に記載の認証端末。
4. 前記信号処理部は、前記人工物が出力する信号の特性を計測して、計測結果を示す前記出力信号を生成する
   請求項１または２に記載の認証端末。
5. 前記信号処理部は、
   複数のアドレスに対応して複数の前記入力信号を予め記憶する信号記憶部と、
   前記認証サーバとの間でベースアドレスを決定するベースアドレス決定部と、
   前記認証サーバが指定したアドレスオフセット分、前記ベースアドレスからずらしたアドレスの前記入力信号を前記人工物に入力する指定受信部と
   を有する請求項２に記載の認証端末。
6. 前記信号処理部は、前記認証端末および前記人工物の少なくとも一方の識別情報を含む前記出力信号を生成する
   請求項１から５のいずれか一項に記載の認証端末。
7. 前記信号処理部は、接続されている前記認証装置が予め登録された認証装置であるかを認証し、
   前記認証装置は、接続されている前記信号処理部が予め登録された信号処理部であるかを認証する
   請求項１から６のいずれか一項に記載の認証端末。
8. 前記認証装置と前記人工物とが同一の半導体チップに形成された
   請求項１から７のいずれか一項に記載の認証端末。
9. 前記信号処理部は、前記入力信号を指定する信号と併せて受信した設定信号に基づいて前記人工物の動作条件を設定してから、前記入力信号を前記人工物に入力する
   請求項１から８のいずれか一項に記載の認証端末。
10. 前記信号処理部は、
    前記人工物の特性の経年変化を測定する測定部と、
    前記測定部が予め定められた以上の経年変化を検出した場合に、その旨を外部に通知する通知部と
    を有する請求項１から９のいずれか一項に記載の認証端末。
11. 前記認証装置は、前記認証対象の生体情報に基づいて前記認証対象を認証する
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の認証端末。

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