CN100424610C - 验证系统以及用于验证系统的程序检查方法 - Google Patents

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Abstract

验证系统以及用于验证系统的程序检查方法。在将个人输入数据与登记数据进行验证以进行个人认证的验证系统中，检查验证程序是否被改变。由下级存储单元的防篡改环境中的检查程序来检查处理单元中的用于验证的程序是否被改变。从而，可以防止通过改变程序来非法使用验证系统。

Description

验证系统以及用于验证系统的程序检查方法
技术领域
本发明涉及一种对所输入的用于认证等的数据项进行个人验证的验证系统以及用于该系统的程序检查方法，更具体地，涉及一种验证系统以及用于该验证系统的程序检查方法，其检测用于验证的程序的变化。
背景技术
近年来，伴随着数据处理设备的普及，存在着诸如个人信息的非法公开以及程序的非法改变等问题。具体地说，需要采取措施来确保对用于个人认证的个人数据进行处理的设备的安全性。
例如，人体的许多部分都可以用来区分个人，例如手指纹和脚趾纹、眼睛的视网膜、面部特征以及血管图案等。随着近年来生物计量技术的发展，提供了各种用于通过识别人体一部分的特征来进行个人认证的设备。
具体地，手掌和手指中的血管以及掌纹提供了较为大量的个人特征数据，并且使用者一般几乎不会反对使用这些特征，这使得它们适于进行可靠的个人认证。具体地，血管(静脉)图案从胎儿时期开始终其一生都不会改变，并且据说对于个人是唯一的，因此适于个人认证。
在使用该血管图案的个人认证过程中，在登记或认证时使用者使其手部接近图像获取设备。该图像获取设备发出近红外线，该近红外线照射到手掌上。从手掌反射的近红外线被检测器接收。静脉中流动的红血球中的血红蛋白已失氧；该血红蛋白(还原血红蛋白)吸收波长约接近760纳米的近红外线。从而，当将近红外线照射到手掌上时，仅有其中存在静脉的部分产生少量反射，并且所反射的近红外线的强度使得可以识别静脉的位置。
使用者首先使用图像捕获设备将其本人手掌的静脉图像数据登记到服务器或卡上。然后，使用者使图像捕获设备读取其本人手部的血管图像数据，以执行个人认证。利用通过使用者ID检索到的静脉登记图像中的静脉图案来验证由图像获取设备读取的静脉验证图像中的静脉图案，来认证该个人。
在这种用于个人认证的验证方法中，使用了从卡或服务器读取登记数据的程序以及进行验证的验证程序。如果这些程序发生变化，则可能非法获取个人数据并且输出非法验证结果。
在现有技术中，已经提出了多种方法来防止安装非法程序代替正确程序。例如，要安装的程序被配有电子签名；并判断是否存在电子签名以及程序的合法性，以防止非法程序的安装(例如，参见美国专利No.6,347,398)。
另一方面，近年来个人计算机的日益成熟的功能以及它们的使用便利性的提高使得可以替换各种类型的应用程序和中间程序。传统OS(操作系统)的安全功能并未考虑到所有程序，有些程序允许使用者随意替换。当使用可以进行这种替换的程序来进行验证和个人认证时，可能会导致非法获取个人信息和非法验证。
此外，伴随着近年来使用者对于软件的进一步了解，以下问题引起关注：安装在个人计算机上的检查程序本身可能被改变，这使得难于确保程序检查的合法性。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种验证系统和用于该验证系统的程序检查方法，以方便地从验证装置的外部检查该验证装置内的用于个人认证的验证程序的合法性。
本发明的另一目的是提供一种验证系统和用于验证系统的程序检查方法，以从与验证装置相连的提供验证数据的外部装置检查该验证装置内的用于个人认证的验证程序的合法性。
本发明的再一目的是提供一种验证系统和用于验证系统的程序检查方法，以从与验证装置相连的具有防篡改(tamper-proof)属性的外部装置检查该验证装置内的用于个人认证的验证程序的合法性。
为了实现这些目的，本发明的验证系统利用登记的数据验证使用者输入的数据以认证该个人。该系统具有：输入单元，用于输入上述使用者的数据；存储单元，用于存储上述登记的数据；以及处理单元，用于执行验证程序、从上述存储单元中读取上述登记的数据，并对上述输入的数据进行验证；上述存储单元安装有对上述验证程序进行检查的检查程序，上述存储单元将上述检查程序加载到上述处理单元中，并且上述处理单元执行上述检查程序以检查上述验证程序是否被替换，其中所述存储单元包括：使用者持有的IC卡；以及IC卡读/写器，其对所述IC卡进行读出和写入，从所述处理单元接收所述检查程序的执行结果，并利用所述执行结果检查所述验证程序是否被改变，并且其中，当所述IC卡读/写器检测到所述验证程序被改变时，所述IC卡读/写器禁止所述处理单元访问所述IC卡。
本发明的验证系统的程序检查方法是这样的验证系统的程序检查方法，其利用登记的数据验证使用者输入的数据以认证该个人。该程序检查方法具有以下步骤：将来自存储有上述登记的数据的存储单元的检查程序读入处理单元，该处理单元执行验证程序；从上述存储单元读取上述登记的数据，并对上述输入的数据进行验证；执行上述检查程序以检查所述处理单元中的上述验证程序是否被改变；利用所述IC卡读/写器接收所述处理单元执行所述检查程序的执行结果；检查步骤，在所述所述IC卡读/写器中使用所述执行结果检查所述验证程序是否被改变；以及当在所述IC卡读/写器中检测到所述验证程序被改变时，禁止所述处理单元访问所述IC卡。
在本发明中，优选地，在上述处理单元中提供对要检查的文件进行设置的环境文件，并且上述检查程序检查在上述环境文件中设置的验证程序。
在本发明中，优选地，上述存储单元接收上述处理单元的上述检查程序的执行结果，将上述执行结果与预先保存的执行结果进行比较，并检查上述验证程序是否被改变。
在本发明中，优选地，上述处理单元在上述处理单元启动的时候执行上述检查程序。
在本发明中，优选地，上述输入单元由检测上述使用者的生物信息的生物信息检测单元构成。
在本发明中，优选地，上述存储单元接收上述处理单元使用上述检查程序以哈希算法获得的哈希值，将上述哈希值与预先保存的哈希值进行比较，并检查上述验证程序是否被改变。
在本发明中，优选地，上述验证程序包括：IC卡访问程序，用于访问上述IC卡；以及验证程序，用于利用从上述IC卡读取的上述登记数据验证上述输入数据。
在本发明中，由处于下级存储单元的防篡改环境中的检查程序来检查处理单元中的用于验证的程序(应用)是否被改变，从而可以防止通过改变程序来非法使用验证系统。
检查程序存在于防篡改环境中的存储单元中，此外将其取出到处理单元，从而可以防止检查程序自身被改变。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施例的验证系统的结构；
图2是图1的输入单元的立体图；
图3示出了图2的输入单元的结构；
图4是图1的生物信息验证处理的功能框图；
图5示出了在本发明一个实施例中的程序检查处理的结构；
图6说明了图5中的操作；以及
图7表示图5中的程序检查处理的流程图。
具体实施方式
下面，按照验证系统、程序检查处理方法以及其它实施例的顺序说明本发明的实施例。
验证系统
图1示出了本发明的一个实施例的验证系统的结构，图2是图1的检测器的外视图，图3表示图2的检测器的结构，图4是图1的验证处理的功能框图。
图1示出了作为验证系统的使用血管图案的个人认证系统。作为验证系统的示例，对在进行现金存款/取款以及其它事务的金融机构等的窗口区中使用的个人认证系统进行说明，但是该验证系统也可以应用于进/出口控制系统、犯罪预防系统及其它领域中。
作为验证系统，将具有键盘/鼠标4、显示器5和计算机主单元3的个人计算机(下文称为“PC”)与如图2和图3所示的手掌图像获取设备
(检测器)1相连，并且与IC卡读/写器2相连。在金融事务应用中，配置PC作为分支机构终端。
IC卡读/写器2向/从使用者持有并插入读/写器2中的IC卡7中写入/读出个人数据(这里为手掌静脉图案数据、密码、帐户编号等)。IC卡读/写器2具有安全访问模块20(如下所述)，并具有防止进行非法改变的篡改的安全功能。
如图2所示，图1的手掌图像获取设备1具有在主单元10的大致中心处的检测器单元18。在检测器单元18的前部(使用者侧)设置有前导板14。前导板14具有透明或基本透明的合成树脂板。前导板14用于引导前方的使用者的手部，并支撑手腕。因此，前导板14对使用者进行了引导，将手掌引导到检测器单元18上并支撑手腕。结果，可以管理检测器单元18上的手掌的姿式，即，位置、倾度和大小。
前导板14的剖面形状为垂直体，并且在顶部具有水平部分14-1，以支撑手腕。在水平部分14-1的中心形成连续的凹部14-2，以便于手腕的定位。此外，可以在检测器单元18的后部设置后导板19以支撑手指。
如图3所示，在检测器单元18的中心设置红外线检测器(CMOS检测器)和聚焦透镜16，以及距离检测器15，在其周围设置多个近红外光发射元件(LED)12。例如，在外围的八个位置设置近红外线LED 12，以向上发射近红外线。
由检测器、聚焦透镜以及近红外光发射区域之间的关系来调节该检测器单元18的可读区域V。因此，将前导板14的位置和高度设置为可使将受支撑的手腕位于可读区域V中。
回到图1，在计算机主单元3中安装有：操作应用程序39；IC卡中间程序36，其接收来自操作应用程序39的请求并进行IC卡7的读/写处理；以及IC卡读/写驱动器38，其接收来自IC卡中间程序36的请求并驱动IC卡读/写器2。
在计算机主单元3中还安装有：验证库程序34，其接收来自操作应用程序39的请求并进行验证处理；验证引擎程序32；以及检测器驱动器30，其接收来自验证引擎程序32的请求并驱动检测器单元1。验证库程序34具有作为库的各种进行验证处理的处理程序；验证引擎程序32根据验证处理选择验证库程序34的库，并执行验证处理。
利用图4说明该验证处理。验证库34包括用于一系列验证处理34-1至34-5的处理程序。计算机主单元3具有例如CPU、各种类型的存储器、接口电路以及数据处理所需的其它电路。CPU执行该系列验证处理34-1至34-5。
距离/手部轮廓检测处理34-1从图像获取设备1接收距离检测器15所测量的距离，判断手掌或其它对象是否处于从检测器单元18起算的预定距离范围之内，并从检测器单元18获得的图像中检测手部轮廓，并根据该轮廓判断图像是否可以在登记或验证处理中使用。例如，在该图像中可能未充分地显现手掌。
当根据距离检测器15所测量的距离判断手部等处于图像获取范围之外时，或者该图像不能在登记或验证处理中使用时，引导消息输出处理34-5在图1的显示器5上输出消息，以向左、向右、向上和向下引导手掌。通过这种方式，在图像获取设备1上引导使用者的手掌。
当在手部轮廓检测处理34-1中判定已经获取了适当地放置了手部的图像时，血管图像提取处理34-2从手部图像中提取静脉图像。即，提取了由于反射性的不同而产生的手掌图像中的灰度级数据。
所登记血管图像提取处理34-4通过图1所示的IC卡读/写器2从IC卡7的存储部分中获取与个人ID(帐户号)对应的所登记的血管图像数据。验证处理34-3将在血管图像提取处理34-2中检测到的血管图像数据与所登记的血管图像数据进行比较，进行验证处理，并输出验证结果。
在该个人认证系统中，如果进行访问IC卡7的处理的IC卡中间程序36被改变，使得来自IC卡7的数据除了在验证中被使用以外还被非法地存储，则个人数据泄漏到第三方，并且系统可靠性降低。类似地，如果验证库34和验证引擎32被非法置换，则验证算法的准确度可能下降，或者验证结果不再可靠。
因此必须进行检查来确定这些程序32、34、36是否被改变。下面说明该程序检查处理。
程序检查处理
图5表示本发明一个实施例的程序检查处理；图6是图5的功能框图。如图5所示，将检查程序以及审查检查结果的哈希值存储在IC卡读/写器2的安全访问模块(SAM)20中。另一方面，在计算机主单元3中提供环境文件40，环境文件40中设置要检查的程序。
如下所述，从IC卡读/写器2中将IC卡读/写器2的检查程序42取出到计算机主单元3中。然后，计算机主单元3执行该检查程序42，检查环境文件40中的被指定要检查的程序，并计算哈希值。将所计算出的哈希值发送到IC卡读/写器2。IC卡读/写器2将所发送的哈希值与所存储的哈希值进行比较，以判断是否有改变。
如图6所示，IC卡读/写器2的安全访问模块20具有CPU 22和存储器24。存储器24存储上述检查程序的代码42，并具有用于审查检查结果的值。CPU 22比较哈希值，并且当比较结果良好时访问IC卡7。
图7示出了本发明一个实施例中的程序检查处理的流程图。下面参照图6说明图7的处理。
(S10)在装置启动时，IC卡读/写器驱动器38被用作IC卡读/写器2的代理。在IC卡读/写器驱动器38和IC卡读/写器2进行相互认证之后，IC卡读/写器驱动器38从IC卡读/写器2的存储器24中取得检查程序代码。当无法取得该代码时，相互认证结果失败，并且处理进行到步骤S22。
(S12)当成功地取得检查程序代码时，IC卡读/写器驱动器38将所取得的检查程序代码42扩展到计算机主单元3的内存中，并且计算机主单元3开始执行检查程序。
(S14)检查程序42首先查阅环境设置文件40并识别要检查的文件(程序)。
(S16)检查程序42使用公知的哈希方法计算哈希值。即，哈希方法是一种数据存储方法，其通过使用哈希函数计算一部分数据，并使用这些结果(多个哈希值)作为存储地址。这里，为了核查程序是否被改变，计算一部分程序数据，并计算出哈希值。因此，检查程序42使用预定的哈希函数计算要检查的各个程序32、34、36的哈希值。然后将这些哈希值通过IC卡读/写器驱动器38发送到IC卡读/写器2的CPU 22。
(S18)IC卡读/写器2的存储器24中的哈希值是使用同一哈希函数预先计算的，作为正确的程序32、34、36的数据。IC卡读/写器2的CPU22将所发送的哈希值与存储器24中保存的哈希值进行比较。如果比较结果不一致，则处理进行到步骤S22。
(S20)如果比较结果一致，则CPU 22使得可以访问IC卡访问部分(功能)，检查结束。
(S22)另一方面，如果在步骤S10中不能取得检查程序，或者步骤S18中的比较结果不一致，则CPU 22进行设置以使得不能访问IC卡访问部分(功能)。然后中断IC卡读/写器2。结果，不能访问IC卡7，检查结束。因此，保护了IC卡7中的个人信息，并且如图5所示，将消息显示在显示器5上。
这样，由下级IC卡读/写器2的防篡改环境中的检查程序检查计算机主单元内的用于验证的程序(应用程序)是否被改变，从而可以防止通过改变程序来非法使用验证系统。检查程序42存在于IC卡读/写器2的防篡改环境中，并且将其取得到计算机主单元中，从而可以防止检查程序自身被改变。
此外，使用低计算负荷的哈希算法作为检查程序，从而可以在装置启动时快速进行检查。
其它实施例
在上述实施例中，将验证中使用的已登记的个人数据存储在IC卡读/写器2和IC卡7中；但是也可以存储在便携式终端、便携型存储装置或其它存储单元中。同时，在上述实施例中，针对手掌静脉图案认证的情况说明了个人认证；但是本发明也可以应用于手指静脉图案的认证、手掌的掌纹或其它特征、以及指纹、面部特征和使用人体其它部分的认证。此外，说明了金融操作系统的情况；但是，也可以应用于计算机、代替钥匙使用的门的打开与闭合、以及需要个人认证的其它操作。
将检查程序说明为哈希算法，但是也可以使用其它检查算法。
因为由处于下级存储单元的防篡改环境中的检查程序来检查处理单元中的用于验证的程序(应用程序)是否被改变，所以可以防止通过改变程序来非法使用验证系统。因为检查程序存在于防篡改环境中的存储单元中，并且将其取得到计算机主单元中，从而可以防止检查程序自身被改变。因此，本发明有助于防止个人认证系统的非法使用。
上面以实施例的方式说明了本发明；但是可以在本发明的范围之内进行各种修改，这些修改不被排除在本发明的范围之外。
现有申请的交叉引用
本申请基于并要求2004年8月19日提交的在先日本专利申请No.2004-239236的优先权，在此通过引用并入其全部内容。

Claims (14)

1. 一种验证系统，其利用登记的数据来验证使用者输入的数据，以进行个人认证，所述验证系统包括：
输入单元，用于输入所述使用者的数据；
存储单元，用于存储所述登记的数据；以及
处理单元，用于执行验证程序，所述验证程序从所述存储单元读取所述登记的数据并利用所述登记的数据验证所述输入的数据，
其中，所述存储单元安装了用于对所述验证程序进行检查的检查程序，并将所述检查程序加载到所述处理单元，
并且所述处理单元执行所述检查程序，以检查所述验证程序是否被改变，
其中所述存储单元包括：
使用者持有的IC卡；以及
IC卡读/写器，其对所述IC卡进行读出和写入，从所述处理单元接收所述检查程序的执行结果，并利用所述执行结果检查所述验证程序是否被改变，并且其中，当所述IC卡读/写器检测到所述验证程序被改变时，所述IC卡读/写器禁止所述处理单元访问所述IC卡。
2. 根据权利要求1所述的验证系统，其中，所述处理单元具有用于在其中设置待检查程序的环境文件，并执行所述检查程序，以对在所述环境文件中设置的程序进行验证。
3. 根据权利要求1所述的验证系统，其中，所述IC卡读/写器接收所述处理单元执行所述检查程序的执行结果，将所述执行结果与预先保存的执行结果进行比较，并检查所述验证程序是否被改变。
4. 根据权利要求1所述的验证系统，其中，所述处理单元在所述处理单元启动时执行所述检查程序。
5. 根据权利要求1所述的验证系统，其中，所述输入单元包括对所述使用者的生物信息进行检测的生物信息检测单元。
6. 根据权利要求3所述的验证系统，其中，所述IC卡读/写器接收由所述处理单元使用所述检查程序利用哈希算法计算出的哈希值，比较所述哈希值与预先保存的哈希值，检查所述验证程序是否被改变。
7. 根据权利要求1所述的验证系统，其中，所述验证程序包括：
IC卡访问程序，其访问所述IC卡；以及
验证程序，其利用从所述IC卡读取的所述登记的数据对所述输入的数据进行验证。
8. 一种用于验证系统的程序检查方法，其使用登记的数据来验证使用者输入的数据，从而进行个人认证，所述程序检查方法包括以下步骤：
将来自对存储所述登记的数据的IC卡进行读写的IC卡读/写器的检查程序读入一处理单元，所述处理单元执行一验证程序，所述验证程序从所述IC卡读/写器读取所述登记的数据，并利用所述输入的数据进行验证；以及
在所述处理单元中执行所述检查程序，以检查所述验证程序是否被改变；
利用所述IC卡读/写器接收所述处理单元执行所述检查程序的执行结果；
检查步骤，在所述IC卡读/写器中使用所述执行结果检查所述验证程序是否被改变；以及
当在所述IC卡读/写器中检测到所述验证程序被改变时，禁止所述处理单元访问所述IC卡。
9. 根据权利要求8所述的用于验证系统的程序检查方法，
其中，所述检查步骤包括由所述检查程序来检查设置在所述处理单元提供的环境文件中的所述验证程序的步骤。
10. 根据权利要求8所述的用于验证系统的程序检查方法，其中所述检查步骤包括：
在所述IC卡读/写器中接收所述处理单元执行所述检查程序的执行结果的步骤；以及
将所述执行结果与预先保存的执行结果进行比较，并在所述IC卡读/写器中检查所述验证程序是否被改变的步骤。
11. 根据权利要求8所述的用于验证系统的程序检查方法，其中所述检查步骤包括在所述处理单元启动时执行所述检查程序的步骤。
12. 根据权利要求8所述的用于验证系统的程序检查方法，还包括生物信息检测步骤，用于检测要进行所述验证的所述使用者的生物信息。
13. 根据权利要求10所述的用于验证系统的程序检查方法，其中所述检查步骤包括：
接收所述处理单元使用所述检查程序利用哈希算法计算出的哈希值的步骤；以及
将所述哈希值与预先存储的哈希值进行比较并检查所述验证程序是否被改变的步骤。
14. 根据权利要求8所述的用于验证系统的程序检查方法，其中所述检查步骤包括检查一验证程序的步骤，所述验证程序具有：访问所述IC卡读/写器的IC卡访问程序；以及利用从所述IC卡读/写器读取的所述登记的数据对所述输入的数据进行验证的验证程序。
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