CN101087194A - 生物体认证方法及系统 - Google Patents

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Abstract

登记时客户机从个人的指纹抽出多个特征点以及可识别各特征点的信息(识别信息)，对于各特征点随机地生成变换参数，变换坐标以及方向。将变换后的识别信息(模板)向认证服务器发送并登录到存储部。在用户的存储介质中保管各特征点的识别信息以及变换参数。个人认证时，客户机从个人的指纹抽出特征点，使用存储介质内的识别信息识别特征点。关于被识别的各特征点，从存储介质中读出对应的变换参数进行变换，向认证服务器发送变换后的信息。服务器对照接收到的识别信息和先前登记的模板，对个人进行认证。

Description

生物体认证方法及系统
优先权请求
本申请要求2006年6月7日递交的日本申请序号No.2006-158496的优先权，其内容并入本申请作为参考。
技术领域
本发明涉及使用生物体信息认证个人的方法、执行该方法的程序、以及认证系统，特别涉及使用指纹信息认证个人的方法等。
背景技术
在使用指纹信息的认证系统中，在登记时取得个人的指纹图像，抽出特征量登记。把该登记信息称为模板。在认证时，再次从个人取得指纹图像，抽出特征量，和模板对照，确认是否是本人。
在通过网络连接客户机和服务器的系统中，在认证位于客户机侧的用户的指纹的场合，在典型的例子中在服务器中保存模板。客户机在认证时取得用户的指纹图像，抽出特征量向服务器发送，服务器把该特征量与模板对照，认证是否是本人。
但是，因为模板是能够确定用户的信息，作为个人信息要求严密地管理，需要花费高的管理成本。另外，即使严密管理，从隐私的观点出发对于登记模板多数用户感觉心理上抵触。再有因为一个用户具有的指纹数有限(左右10指)，所以假定在模板泄漏产生了伪造的危险的场合，不能像加密密钥那样容易的变更模板。另外，在对于不同的系统登记了相同的指纹的场合，会对其他的系统造成威胁。
对于这样的课题，考虑加密模板保管的方法。但是，因为该方法在认证时需要一次解密模板，所以难以防止由于高度攻击引起的泄漏、或者由于服务器管理者有意的泄漏等，作为隐私的对策也不充分。
因此，提倡这样的方法：在登记时，使用一定的函数和客户机持有的秘密参数变换特征量，在隐匿的状态下作为模板在服务器中保存，在认证时，使用相同的函数和参数变换由客户机新抽出的指纹的特征量向服务器发送，服务器在变换了模板的状态下和接收到的特征量对照。该方法称为可消除生物体认证，例如在N.K.Ratha，等人的”Enhancing security and privacy inbiometric-based authentication system”，IBM System Journal，Vol.40，No.3，2001中公开。
据此，通过客户机秘密保存变换参数，服务器即使在认证时也不能知道原来的特征量，保护了个人的隐私。另外，在模板泄漏的场合，通过变更变换参数，再次制作、登记模板，也能够保证安全性。再有，在对于不同的系统使用相同的生物体信息的场合，通过登记分别以不同的参数变换的模板，即使一个模板泄漏也能够防止其他系统的安全性降低。这里，变换参数相当于加密中的密钥，需要客户机秘密管理。
作为可消除生物体认证的具体的实现方法，在N.K.Ratha，等人的”Enhancing security and privacy in biometric-based authentication system”，IBMSystem Journal，Vol.40，No.3，2001中表示出两种方法。一种是把指纹图像分割为n×m的块，把块的置换作为变换使用的方法。另一种是使用高次多项式函数分别变换指纹的特征点的x坐标、y坐标、方向角θ的方法。这里所谓指纹的特征点，指指纹的隆起线的端点以及分支点，一般，称为指纹特征(マニユ一シヤ)匹配的指纹对照算法，把特征点的坐标(x，y)和特征点中的隆起线的方向角θ作为特征量使用。
发明内容
根据在上述的N.K.Ratha，等人的”Enhancing security and privacy inbiometric-based authentication system”，IBM System Journal，Vol.40，No.3，2001中公开的可消除生物体认证，可以使用通过块置换或者高次多项式函数的变换实现。但是，通过块置换的变换，存在这样的问题：在由于指纹的位置偏离或者失真等登记时和认证时的特征点坐标偏离跨过块边界的场合，被移动到完全不同的位置，本来应该一致的特征点却不一致而导致认证精度的恶化。因此，必须把块的宽度做得充分大，增大变换参数的自由度，这是困难的。例如在分割为2×2＝4的块的场合，移动(允许重复)各块的图形的总数为4的4次方，成为256种。如上所述，变换参数是相当于加密密钥的秘密信息，在256(8比特)种中对于循环攻击不能确保安全性。
另一方面，在使用高次多项式函数的方法中，使用高次多项式函数f、g、h把特征点的坐标和方向角的组(x，y，θ)变换为(f(x)，g(y)，h(θ))。但是，在f、g、h的次数d高的场合，和块置换同样，在特征点的位置偏离时被移动到大不相同的位置，可能把本来应该一致的特征点同伴判断为不一致。另外，一般，因为d次多项式有d个根，所以可能使d个不同的特征点的坐标或者方向，通过变换成为相同(或者极为接近)的值，可能把本来应该不一致的特征点同伴判断为一致。因此有可能增加本人的拒绝率和他人的接受率，使认证精度恶化。因此，必须使次数d充分小，增大变换参数的自由度，这是困难的。例如设d＝2的场合，参数为3×3＝9个。因为通过参数的变更必须实现和原来的多项式函数十分不同的变换，所以不能增大各参数的自由度。例如，当假定各参数取2种值，9个参数的值的组合总数为2的9次方，成为512种。与块置换同样，这对于循环攻击不能说是安全。
本发明的目的在于：实现对于生物体信息的位置偏离或者失真等精度恶化少、另外变换参数的自由度十分大的、而对于循环攻击也安全的可消除生物体认征。
本发明的生物体认证方法，是取得个人的生物体信息、预先在对照装置的存储部中登记，通过对照该登记的生物体信息和使用特征点变换装置取得的生物体信息进行个人认证的生物体认证方法，所述生物体认证方法构成为通过下述处理进行认证处理的生物体认证方法：在生物体信息的登记处理中，使用特征点变换装置，取得用于登记的生物体图像，从取得的登记用生物体图像抽出登记用的特征点以及附随特征点的登记用特征点识别信息，对于抽出的各个特征点独立地生成变换参数，使用变换参数变换特征点，制作登记用变换特征点，执行向对照装置发送制成的登记用变换特征点、并在存储部中存储的处理，在生物体信息的认证处理中，使用特征点变换装置，取得用于认证的生物体图像，从取得的认证用生物体图像抽出认证用的特征点以及附随特征点的认证用特征点识别信息，从认证用特征点识别信息和登记用特征点识别信息的关系求两者的对应关系，根据对应关系分别把变换参数与认证用的特征点对应起来，使用通过对应决定的变换参数分别变换认证用的特征点，制作认证用变换特征点，从特征点变换装置向对照装置发送，在对照装置中对照取得的认证用变换特征点和在存储部中登记的所述登记用变换特征点。
在优选的例子中，可以分别独立地变换、对照多达n个的特征点。
另外，优选通过对于登记处理时抽出的各特征点抽出关系放射后存储，将登记处理时和认证处理时的特征点对应起来，对于每一特征点独立地使用变换参数。
另外，变换参数的自由度，可以是参数Pi(Δxi，Δyi，Δθi)的自由度的n(特征点数)倍。
本发明另外也作为执行上述生物体认证方法的程序理解。
在本发明的认证方法的优选的例子中，在使用指纹信息进行个人认证的指纹认证方法中，构成为具有下述步骤：使用第一装置，取得个人信息的步骤；从取得的指纹图像抽出登记用的特征点以及附随特征点的登记用的特征点识别信息的步骤；对于抽出的特征点独立地生成变换参数的步骤；使生成的各个变换参数与特征点识别信息对应起来的步骤；使用变换参数变换特征点、制作登记用变换特征点的步骤；从第一装置向第二装置发送登记用变换特征点、在第二装置的存储部中存储登记用特征点的步骤；使用第一装置，取得用于认证的指纹信息(认证用指纹信息)的步骤；从取得的认证用指纹信息抽出认证用的特征点以及附随特征点的认证用特征点识别信息的步骤；比较认证用特征点识别信息和登记用特征点识别信息、检索对应关系的步骤；根据对应关系把变换参数与认证用的特征点对应起来、使用通过对应决定的变换参数变换认证用的特征点、制作认证用变换特征点的步骤；从第一装置向第二装置发送认证用变换特征点的步骤；在第二装置中，对照接收到的认证用变换特征点和在存储部中存储的登记用变换特征点的步骤；根据对照的结果认证个人。
另外，在本发明的指纹认证系统的优选的例子中，是具有采取个人指纹的客户机终端、和通过网络连接客户机终端的、进行指纹信息的对照处理的认证服务器的指纹认证系统，所述指纹认证系统，构成为，客户机终端具有：取得用于登记或者认证的指纹图像的单元；从取得的指纹图像抽出登记用或者认证用的特征点以及附随特征点的登记用或者认证用的特征点识别信息的单元；对于抽出的各个特征点独立地生成变换参数的单元；把生成的各个变换参数与特征点识别信息对应起来的单元；使用变换参数变换特征点、制作登记用变换特征点的特征点变换单元；比较认证用特征点识别信息和登记用特征点识别信息、检索对应关系的单元；根据对应关系分别使变换参数与认证用的特征点对应起来的单元；使用通过对应决定的变换参数分别变换认证用的特征点、制作认证用变换特征点的特征点变换单元；向认证服务器发送登记用变换特征点以及认证用变换特征点的发送单元；认证服务器具有：在存储部中登记从客户机终端发送的登记用变换特征点的登记部；把从客户机终端发送的认证用变换特征点与在存储部中存储的登记用变换特征点进行对照的对照部；根据对照部的对照结果认证个人。
本发明另外是在进行指纹的对照处理的某装置上连接使用的指纹设备，所述指纹设备构成为，具有：取得用于登记或者认证的指纹图像的单元；从取得的指纹图像抽出登记用或者认证用的特征点以及附随特征点的登记用或者认证用的特征点识别信息的单元；对于抽出的各个特征点独立地生成变换参数的单元；把生成的各个变换参数与特征点识别信息对应起来的单元；使用变换参数变换特征点、制作登记用变换特征点的特征点变换单元；比较认证用特征点识别信息和登记用特征点识别信息、检索对应关系的单元；根据对应关系分别使变换参数与认证用的特征点对应起来的单元；使用通过对应决定的变换参数分别变换认证用的特征点、制作认证用变换特征点的特征点变换单元；为进行指纹的登记以及认证向某装置发送登记用变换特征点以及认证用变换特征点的单元。
根据本发明，通过使用生物体信息登记时抽出的特征点识别信息，在认证时识别各个特征点，由此能够分别独立地变换各个特征点。因此，变换参数能够对于每一特征点独立地设定，变换参数的自由度飞跃增大。由此，能够实现对于生物体信息的位置偏离或者失真精度恶化小、另外变换参数的自由度十分大的对于循环攻击安全的、可消除生物体认证。
附图说明
图1是表示根据一个实施例的指纹认证系统的硬件结构的图。
图2是表示根据一个实施例的指纹认证系统的功能结构的框图。
图3是表示根据另一个实施例的指纹认证系统的功能结构的框图。
图4是表示一个实施例中的指纹的登记处理动作的流程图。
图5是表示一个实施例中的指纹的认证处理动作的流程图。
图6是用于说明一个实施例中的认证信息以及标号信息的抽出处理的图。
图7是表示一个实施例中的认证信息以及标号信息的数据构造的图。
图8是用于说明一个实施例中的关系放射抽出处理中的角度的离散化方法的图。
图9是用于说明一个实施例中的关系放射抽出处理中的枝的间除方法的图。
图10是用于说明作为一个实施例中的标号信息使用局部部分图像的方法的图。
具体实施方式
下面参照附图，说明本发明的实施形态。
在本实施形态中，以对于服务器隐匿了指纹特征量的状态进行认证的服务器·客户机型的可消除指纹认证系统为例进行说明。
图1表示适用于根据一个实施例的指纹认证系统的硬件结构。指纹认证系统，通过网络140连接为向用户提供服务使用的客户机终端100、和确认接受服务的用户是否是正确的人的认证服务器120构成。在该系统中，使用用户持有的IC卡130。
例如，在把该认证系统用于网络银行服务的场合，通过因特网那样的网络140连接作为客户机终端100是用户在自己家内有的PC(个人计算机)和作为认证服务器120是银行管理的服务器机器而构成。
客户机终端100，例如是通常的PC，在本体内具有CPU101、存储器102、以及网络控制器103，连接显示器104、键盘105、IC卡R/W106、指纹传感器110等构成。这里，指纹传感器110由摄影元件111、CPU112、存储器113构成，具有把用户的指纹作为图像信息取得的功能。IC卡R/W(读写)106具有读写IC卡130内的数据的功能。此外，代替IC卡也可以使用USB存储器或软盘、便携终端、磁卡、纸(印刷二维条码)等，不具有耐篡改性或者存取控制功能的便携型记录介质。
认证服务器120具有CPU121、存储器122、网络控制器123、以及硬盘124，连接显示器125、键盘126而构成。
图2表示本实施例中的指纹认证系统的功能结构。
客户机终端100，由进行为通过指纹传感器110取得指纹图像的控制的指纹传感器控制部201、从取得的指纹图像抽出特征点、抽出登记用以及认证用的认证信息以及这些的标号信息的认证信息·标号信息抽出部202、认证时检索标号信息的对应标号检索部203、使用变换参数进行变换制作变换认证信息的认证信息变换部204、对于指纹图像的各特征点生成变换参数的变换参数生成部205、IC卡R/W控制部206、和通信I/F207构成。此外，这些各部的功能通过后述的处理动作的说明会更加明确的被理解。
认证服务器120，由通信I/F 241、与识别信息(ID)对应存储个人的指纹的变换后认证信息的数据库(DB)242、在DB242中登记变换认证信息(模板)的登记部243、对照认证时制作的变换认证信息和在DB242中登记的模板的对照部244构成。
IC卡130存储用户的ID、标号信息、变换参数。
上述各部的诸功能，通过在客户机终端100以及认证服务器120的CPU101、121中分别执行应用程序或者控制程序实现。
下面参照图4说明指纹的登记处理动作。
客户机终端100，通过通信I/F207向认证服务器120发送ID请求(S401)。认证服务器120，当接收ID请求时，检索DB242，得到未分配的ID，将该ID向客户机终端100发送(S402)。
在客户机终端100中，接收通信I/F 207发送的ID。另外，通过指纹传感器控制部201的控制从指纹传感器110取得用户的指纹图像(S403)。其后，认证信息·标号信息抽出部404从取得的指纹图像抽出一个以上的特征点，给各特征点分配号码。对于各特征点抽出指纹特征以及关系放射，把按照号码顺序排列指纹特征的信息作为登记用认证信息，把按照号码顺序排列关系放射的信息作为登记用标号信息(S404)。此外，关于认证信息和标号信息的详情参照图6后述。
变换参数生成部205，对于各特征点随机生成变换参数，和特征点号码对应起来(S405)。此外，关于变换参数参照图7后述。这里，变换参数也可以根据用户输入的ID或者使用客户机终端时的口令等生成。进而，不限于此，也可以根据用户的住所或者姓名、电话号码等的个人信息生成变换参数。
然后，认证信息变换部204使用对应的变换参数变换上述登记用认证信息中的各指纹特征，制作登记用变换认证信息。制作好的登记用变换认证信息(模板)和分配的ID一起通过通信I/F 207向认证服务器120发送(S406)。
在认证服务器120中，接收从客户机终端100发送的登记用变换认证信息以及ID，在登记部243的执行下在DB242中登记它们(S407)。
另一方面，在客户机终端100中，通过IC卡R/W控制部206的控制，在IC卡130中写入向认证服务器120发送的ID、登记用标号信息、以及变换参数(S408)。这里，在分别将登记用标号信息和变换参数对应起来的状态下进行存储。此外，在根据用户ID或者口令生成变换参数的场合，不需要在IC卡中写入变换参数。
下面参照图5说明指纹的认证处理动作。
在客户机终端100中，通过IA卡R/W控制部206从IC卡130读入登记用标号信息、以及变换参数(S501)。此外，变换参数也可以从ID或口令生成，在这种场合不需要从IC卡读入变换参数。
接着，通过指纹传感器控制部201的控制从指纹传感器取得用户的指纹图像(S502)。然后，认证信息·标号信息抽出部202，从取得的指纹图像抽出特征点，给各特征点分配号码。对于各特征点抽出对照用指纹特征以及对照用关系放射，把按照号码顺序排列对照用指纹特征的信息作为对照用认证信息，把按照号码顺序排列对照用关系放射的信息作为对照用标号信息(S503)。
其后，对应标号检索部203，对于上述登记用标号信息中的各关系放射检索与其一致的上述对照用关系放射，存储号码的对应关系(S504)。认证信息变换部204，根据检索的结果得到的号码的对应关系，使用上述参数变换对照用认证信息中的各指纹特征，制作对照用变换认证信息。制作好的对照用变换认证信息连同ID一起向认证服务器120发送(S505)。具体说，把对照用认证信息中的各个指纹特征使用与该指纹特征号码对应的号码的变换参数进行变换。
在认证服务器120中，接收发送的对照用变换认证信息和ID，把该ID作为键字检索DV242，取得先前存储的登记用变换认证信息(S506)。然后，通过通过对照部244的执行对照登记用变换认证信息和对照用变换认证信息判定是否是本人(S507)。亦即在该系统中判断是否作为用户本人接受。
下面参照图6说明认证信息以及标号信息的抽出方法。同时，使用图7也说明认证信息、标号信息、变换参数的数据构造。
在上述步骤S403以及S503中，首先从指纹图像600抽出特征点6002。特征点6002是指纹的隆起线的端点以及分支点，作为其抽出方法，例如可以使用在A.K.Jain等人的“An Identity-Authentication System Using Fingerprints”，Proc.of IEEE，Vol.85，No.9，1997中记载的方法。
把得到的特征点6002的数作为m，给各特征点适当分配从1到n(≥m)的号码。这里假定n是取整数值的规定的参数。把第i号特征点作为Mi，把其坐标(xi，yi)和在Mi处的隆起线的方向θi的组(xi，yi，θi)称为指纹特征。这里坐标系的原点(0，0)例如可以使用指纹的核心(旋涡的中心：用◇表示的位置)6001。
图7的认证信息700，取对于i＝1、2、...、n排列指纹特征(xi，yi，θi)的数据。此外，在n＞m的场合，也可以在认证信息700上追加n-m个虚拟指纹特征(0，0，0)。在这种场合，虚拟指纹特征的号码从1到n中随机选择n-m个号码决定。
另一方面，通过用枝(直线)连结在规定的距离以下邻接的两个特征点Mi、Mi，把该枝交叉的隆起线数作为枝的权分配，制作图构造(关系602)。关于关系602的制作方法，例如在美国专利第4310827号(特开昭55-138174公报)中有详细记载。
在关系602中，设在特征点Mi上连接的枝的根数为ni、各枝为eik(k＝1，...，ni)。设把Mi的隆起线方向θi作为基准的eik的方向角为φik、ei的权(交叉隆起线数)为rik。把对于k＝1，...，ni排列(rik，φik)的数据Ri称为关系放射。标号信息701取对于i＝1，2，...，n排列关系放射Ri的数据。对于虚拟指纹特征，通过对于ni、rik、φik使用随机数随机地制作关系放射Ri。通过追加虚拟关系放射，假定即使登记用标号信息泄漏，也难于复原原来的指纹信息，有更加提高系统的安全性的效果。
在上述步骤S405，对于i＝1，2，...，n，分别独立地生成3个随机数组Pi(Δxi，Δyi，Δθi)。把排列它的数据作为变换参数702。
另外，在步骤S406，把Mi的指纹特征(xi，yi，θi)变换为(xi+Δxi，yi+Δyi，θi+Δθi)，把对于i＝1，2，...，n排列它的数据作为登记用变换认证信息。式中θi、Δi是角度，在θi+Δi超过360度(2π弧度)的场合使用用360度(2π弧度)除的余数。同样，关于xi+Δxi、yi+Δyi也可以使用用规定的值除的余数。
另外，在步骤S505，在与登记用标号信息中的第i号关系放射Ri一致的对照用标号信息中的关系放射是第j号时，使用Pi变换对照用认证信息中的第j号的指纹特征(x’j，y’j，θ’j)使成为(x’j+Δxi，y’j+Δyi，θ’j+Δθi)。把对i＝1，2，...，n排列它的数据作为认证用变换认证信息。此外，在没有与Ri一致的关系放射的场合，代入表示没有一致的信息(例如(-1，-1，-1))。
在步骤S504中的关系放射Ri、R’j的一致判定，例如分别对于φik、φj1排序关系放射Ri：{(rik，φik)| k＝1，2，...，ni}以及R’j；{(r’j1，φ’j1)|1＝1，2，...，n’j}，把枝(rik，φik)、(r’j1，φ’j1)的对应成本在(rik＝r’j1|φik-φ’j1 |＜φmax)时作为0，在其以外时作为1(φmax是规定的阈值)，通过使用动态计划法求Ri、R’j的对应成本能够实现。如果对应成本在规定的阈值以下判定为一致，否则判定为不一致。
另外，在步骤S507中的变换认证信息对照的对照处理，通过比较登记用变换认证信息和对照用变换认证信息的第i号的指纹特征同伴，把一致的指纹特征的数作为类似度，如果它超过规定的阈值则受理，否则拒绝，可以实现。指纹特征(x，y，θ)、(x’，y’，θ’)的一致/不一致，例如根据(x-x’)^2+(y-y’)^2+C(θ-θ’)^2＜T(C是规定的系数，T是规定的阈值)能够判定。
此外，在本实施例中标号信息泄漏的场合，由第三者从关系放射603的信息再构建关系602，有成为复原原来的指纹信息的线索的危险性。具体说，在关系602中k(≥3)个的特征点成为k角形场合(图包含由k根枝组成的闭路的场合)，内角的和必须是(k-2)π。利用这一条件，通过从n个关系放射总共选择k个关系，进而从各关系中总共选择两个枝，探索两个枝成的角的和成为(k-2)π那样的组合，推定在关系602中包含的k角形(闭路)，能够考虑再构建关系602的攻击。
为防止这样的攻击，如图8所示，也可以在制作关系放射时，把方向角φik离散化为有限个(图中是5个)的值。
同样为防止上述的攻击，也可以使图不包含闭路那样间除关系放射603的枝。关于这一具体的方法使用图9说明。
首先把关系900视为图，求极大树901。所谓极大树是包含图的全部顶点、而且在不含闭路的部分图中、枝数最大的图。作为计算极大树的方法，公知Kruscal的算法。
接着，通过把在极大树中不包含的枝作为从一方的特征点朝向另一方的特征点的有向枝，把在极大树中包含的枝二重化作为朝向双方向的有向枝制作有向图902。
接着，对于各特征点Mi，把从该特征点朝向其他特征点的有向枝作为eik(k＝1，...，ni)，把把Mi的隆起线方向θ i作为基准的eik的方向角作为φik，把ei的权(交叉隆起线数)作为rik。把对于k＝1，...，ni排列(rik，φik)的数据Ri作为特征点Mi的关系放射。
通过这样间除在关系放射中包含的枝，不管从n个关系放射中选择哪k个，另外从各关系放射中选择哪两个枝，它们都不会构成k角形(闭路)。因此不可能进行基于上述的攻击的关系的再构建。
另一方面，在特征点Mi的关系放射中包含的枝eik、和在特征点Mj的关系放射中包含的枝ejl，在关系602中相同的场合，一定有rik＝rjl。该条件可以作为为再构建关系602的制约条件利用。
因此，作为rik使用用规定的整数(例如5)除ei的权(交叉隆起线数)的余数，能够使使用上述的制约条件的再构建困难。
另外，为使使用上述的rik＝rjl的条件的再构建为不可能，也可以间除枝，以使哪两个关系放射都不共有相同的枝。下面说明具体的过程
首先，在制作关系放射时，通过把关系602视为图，把其全部的枝作为从一方的特征点朝向其他方的特征点的有向枝，制作有向图。
接着，对于各特征点Mi，把从该特征点朝向其他特征点的有向枝作为eik(k＝1，...，ni)。把把Mi的隆起线方向θi作为基准的eik的方向角作为φik，把ei的权(交叉隆起线数)作为rik。把对于k＝1，...，ni排列(rik，φik)的数据Ri作为特征点Mi的关系放射。
通过这样间除在关系放射中包含的枝，在关系602中连结特征点Mi和特征点Mj的枝，就仅包含在Mi的关系放射Ri或者Mj的关系放射Rj的任何一方中。因此就不可能把上述制约条件用于关系602的再构建。
此外，作为本实施例中的标号信息，也可以使用如图10所示的、把各特征点100n作为中心的指纹的局部部分图像1000。在这种场合，S504中的对应标号检索，通过使用图像的相关值或者海明距离等判定局部部分图像彼此间的一致/不一致，可以实现。
如上述根据本实施例，从在服务器上登记的变换认证信息完全不能知道原来的认证信息。实际上，变换认证信息的复原困难性依存变换参数的自由度，但是本实施例中的变换参数的自由度是参数Pi(Δxi，Δyi，Δθi)的自由度的n(特征点数)倍，十分大。例如，设Δxi、Δyi、Δθi分别随机取两个值中的某一个(1比特的自由度)、从一个指纹中抽出的特征点的数为n＝40)，则参数的自由度成为3×30＝120比特。可以认为这对于循环攻击具有充分的强度。
能够实现具有这样大的自由度的变换，是因为能够分别独立地变换对照n个特征点。一般，在指纹认证中，由于取得指纹图像时的失真或者模糊不清、噪声等的影响，大多不能正确地抽出全部特征点，即使关于能够抽出的特征点，其坐标或方向也不稳定。因此，在和登记时抽出的特征点对照时抽出的特征点的对应一般不明了。在现有技术的可消除指纹对照算法中对于各个特征点不能用各个不同的参数进行变换。因此对于全部特征点不得不使用相同的变换参数，有不能增大变换参数的自由度的问题。
但是，根据本实施方式，通过对于登记时抽出的各特征点抽出关系放射后存储，能够进行登记时和对照时的特征点的对应，对于每一特征点能够独立地使用变换参数。
此外，仅从登记标号信息(关系放射)不能确定特征点的坐标。另外因为也不能决定哪两个特征点邻接，所以再构建关系602那样的网络构造也困难。因此，在本实施例中即使从客户机泄漏标号信息或者变换参数，也不能根据它们再现指纹信息(需要注意，变换参数是与指纹信息独立生成的值)。同样，即使从服务器泄漏登记用变换认证信息，也不能再现原来的指纹信息。这样，通过使用本实施形态，能够构建对于指纹信息泄漏的威胁安全的指纹认证系统。另外，因为用户能够在对于服务器隐匿了指纹信息状态下接受认证，所以可以说是隐私保护效果高的指纹认证系统。
本实施例的生物体认证，可以适用于进行用户认证的任意的应用，特别在通过网络的认证中能够提高安全性和隐私。例如，可以适用于公司内网络中的信息访问控制、因特网银行系统或者ATM(先进自动交易装置)中的本人确认、向面向会员的Web站点的登录、进入保护区域时的个人认证、个人计算机的登录等。
此外，本发明不限于上述实施例，能够以各种变形应用实施。例如，作为图2所示的功能结构的变形例，如图3所示，作为指纹设备300，也可以在其内部具有指纹传感器110、认证信息·标号信息抽出功能202、对应标号检索功能203、认证信息变换功能204、变换参数生成功能205、和存储功能208形成一体化结构。在这种场合，存储部208存储用户的ID、标号信息、变换参数。
作为另外的变形例，也可以构成为在该指纹设备300的内部具有客户机终端100有的指纹传感器控制部201以及通信I/F 207。根据这样的结构，能够在指纹设备300和认证服务器120之间直接交换各种信息。
另外，在上述实施例中关于通过网络连接的客户机·服务器型的认证系统的例子进行了说明，但是作为其他的例子，也可以适用于以PC登录等为目的的桌上型指纹认证装置。在这种场合，可以通过把图3中的指纹传感器100作为桌上型指纹认证装置，把和认证服务器120同等的功能作为PC的软件安装来实现。
此外，只要是像指纹那样具有多个特征点、不能对其给予顺序的，则不限于上述指纹认证，也可以适用于其他的生物体认证。
符号说明
100客户机终端，101、112、121 CPU，102、113、122存储器，103网络控制器，104显示器，105键盘，106 IC卡R/W，110指纹传感器，111摄影元件，120认证服务器，123网络控制器，124硬盘，125显示器，126键盘，130 IC卡，140网络，201指纹传感器控制部，202认证信息·标号信息抽出部，203对应标号检索部，204认证信息变换部，205变换参数生成部，206 IC卡R/W控制部，207、241通信I/F，208存储部，242数据库，243登记部，244对照部，300指纹设备，600指纹图像，601指纹特征，602关系，603关系放射，701认证信息，702标号信息，703变换认证信息，704变换参数，900关系，901极大树，902有向图，903关系放射，1000局部部分图像

Claims (16)

1.一种生物体认证方法，其用于使用生物体信息进行个人认证，其特征在于，
具有下述步骤：
使用第一装置，取得个人的生物体信息的步骤；
从取得的生物体信息抽出登记用的特征点以及附随该特征点的登记用的特征点识别信息的步骤；
对于抽出的特征点独立地生成变换参数的步骤；
把生成的各个变换参数与特征点识别信息对应起来的步骤；
使用该变换参数变换该特征点，制作登记用变换特征点的步骤；
从第一装置向第二装置发送该登记用变换特征点、并在该第二装置的存储部中存储该登记用变换特征点的步骤；
使用第一装置，取得认证用生物体信息的步骤；
从取得的认证用生物体信息抽出认证用的特征点以及附随该特征点的认证用特征点识别信息的步骤；
比较该认证用特征点识别信息和该登记用特征点识别信息，检索对应关系的步骤；
根据该对应关系把该变换参数与该认证用的特征点对应起来，使用通过该对应决定的该变换参数变换该证用的特征点，制作认证用变换特征点的步骤；
从该第一装置向该第二装置发送该认证用变换特征点的步骤；和
在该第二装置中，把接收到的该认证用变换特征点和在该存储部中存储的该登记用变换特征点进行对照的步骤；
根据该对照的结果认证个人。
2.根据权利要求1所述的生物体认证方法，其特征在于，
附随所述特征点的特征点识别信息，包含该特征点与其附近区域内的附近特征点之间的隆起线的数、和从该特征点的该附近特征点的方向角。
3.根据权利要求1所述的生物体认证方法，其特征在于，
附随所述特征点的特征点识别信息，包含以规定的整数除该特征点与其附近区域内的附近特征点之间的隆起线的数的余数、和把从该特征点的该附近特征点的方向角离散化为规定的数的值。
4.根据权利要求1所述的生物体认证方法，其特征在于，
在制作附随所述特征点的特征点识别信息时，通过对于从该生物体图像抽出的全部特征点用枝连结在规定的距离以下邻接的两个特征点构成图，把该图的全部的枝作为从一方的特征点朝向其他方的特征点的有向枝；
附随该特征点的特征点识别信息，在该有向图中，包含从该特征点朝向其他特征点的有向枝交叉的隆起线的数、和该有向枝的方向角。
5.根据权利要求1所述的生物体认证方法，其特征在于，
在制作附随所述特征点的特征点识别信息时，通过对于从该生物体图像抽出的全部特征点用枝连结在规定的距离以下邻接的两个特征点构成图，制作在该图中包含的极大树，把在该极大树中不包含的枝作为从一方的特征点朝向其他方的特征点的有向枝，二重化在该极大树中包含的枝作为朝向双方向的有向枝，这样来制作有向图；
附随该特征点的特征点识别信息，在该有向图中，包含从该特征点朝向其他特征点的有向枝交叉的隆起线的数、和该有向枝的方向角。
6.根据权利要求1所述的生物体认证方法，其特征在于，
附随该特征点的特征点识别信息，是以该特征点为中心的生物体的局部部分图像。
7.根据权利要求1所述的生物体认证方法，其特征在于，
所述特征点具有坐标(x，y)以及方向角θ的信息，该变换参数包含坐标增量(Δx，Δy)以及方向角增量Δθ；
该特征点变换单元把该坐标(x，y)变换为坐标(x+Δx，y+Δy)，把该方向角θ变换为θ+Δθ。
8.一种生物体认证系统，其特征在于，
具有：
采取个人的生物体的客户机终端；和
通过网络连接该客户机终端、进行生物体信息的对照处理的认证服务器；
该客户机终端，具有：取得用于登记或者认证的生物体图像的单元；从取得的生物体图像抽出登记用或者认证用的特征点以及附随该特征点的登记用或者认证用的特征点识别信息的单元；对于抽出的各个特征点独立地生成变换参数的单元；把生成的各个变换参数与特征点识别信息对应起来的单元；使用该变换参数变换该特征点、制作登记用变换特征点的特征点变换单元；比较该认证用特征点识别信息和该登记用特征点识别信息、检索对应关系的单元；根据该对应关系分别使该变换参数与该认证用的特征点对应起来的单元；使用通过该对应决定的该变换参数分别变换该认证用的特征点、制作认证用变换特征点的特征点变换单元；和向该认证服务器发送该登记用变换特征点以及认证用变换特征点的发送单元；
该认证服务器，具有：在存储部中登记从该客户机终端发送的该登记用变换特征点的登记部；把从该客户机终端发送的该认证用变换特征点，与在该存储部中存储的该登记用变换特征点进行对照的对照部；
根据该对照部的对照结果认证个人。
9.根据权利要求8所述的生物体认证系统，其特征在于，
附随所述特征点的特征点识别信息，包含该特征点与其附近区域内的附近特征点之间的隆起线的数、和从该特征点的该附近特征点的方向角。
10.一种终端装置，其通过网络连接进行生物体的对照处理的认证服务器，其特征在于，
具有：
取得用于登记或者认证的生物体图像的单元；从取得的生物体图像抽出登记用或者认证用的特征点以及附随该特征点的登记用或者认证用的特征点识别信息的单元；对于抽出的各个特征点独立地生成变换参数的单元；把生成的各个变换参数与特征点识别信息对应起来的单元；使用该变换参数变换该特征点、制作登记用变换特征点的特征点变换单元；比较该认证用特征点识别信息和该登记用特征点识别信息、检索对应关系的单元；根据该对应关系分别使该变换参数与该认证用的特征点对应起来的单元；使用通过该对应决定的该变换参数分别变换该认证用的特征点、制作认证用变换特征点的特征点变换单元；和为进行生物体的登记以及认证向该认证服务器型的发送该登记用变换特征点以及该认证用变换特征点的单元。
11.一种生物体设备，其在进行生物体的对照处理的某装置上连接使用，其特征在于，
具有：
取得用于登记或者认证的生物体图像的单元；从取得的生物体图像抽出登记用或者认证用的特征点以及附随该特征点的登记用或者认证用的特征点识别信息的单元；对于抽出的各个特征点独立地生成变换参数的单元，把生成的各个变换参数与特征点识别信息对应起来的单元；使用该变换参数变换该特征点、制作登记用变换特征点的特征点变换单元；比较该认证用特征点识别信息和该登记用特征点识别信息、检索对应关系的单元；根据该对应关系分别使该变换参数与该认证用的特征点对应起来的单元；使用通过该对应决定的该变换参数分别变换该认证用的特征点、制作认证用变换特征点的特征点变换单元；和为进行生物体的登记以及认证向该某装置发送该登记用变换特征点以及认证用变换特征点的单元。
12.一种生物体认证方法，取得个人的生物体信息、预先在对照装置的存储部中登记，通过对照该登记的生物体信息和使用该特征点变换装置取得的生物体信息进行个人认证，其特征在于，
在生物体信息的登记处理中，执行下述处理：使用该特征点变换装置，取得用于登记的生物体图像，从取得的登记用生物体图像抽出登记用的特征点以及附随该特征点的登记用特征点识别信息，对于抽出的各个特征点独立地生成变换参数，使用该变换参数变换该特征点，制作登记用变换特征点，向该对照装置发送制成的该登记用变换特征点、并在存储部中存储；
在生物体信息的认证处理中，通过下述处理进行认证处理：使用该特征点变换装置，取得用于认证的生物体图像，从取得的认证用生物体图像抽出认证用的特征点以及附随该特征点的认证用特征点识别信息，从该认证用特征点识别信息和该登记用特征点识别信息的关系求两者的对应关系，根据该对应关系分别把该变换参数与该认证用的特征点对应起来，使用通过该对应决定的该变换参数分别变换该认证用的特征点，制作认证用变换特征点，从该特征点变换装置向该对照装置发送，在该对照装置中，对照取得的该认证用变换特征点和在该存储部中登记的所述登记用变换特征点。
13.根据权利要求12所述的生物体认证方法，其特征在于，
分别独立地变换、对照多达n个的特征点。
14.根据权利要求12所述的生物体认证方法，其特征在于，
通过对于登记处理时抽出的各特征点抽出关系放射后进行存储，将登记处理时和认证处理时的特征点对应起来，对于每一特征点独立地使用变换参数。
15.根据权利要求12所述的生物体认证方法，其特征在于，
变换参数的自由度是参数Pi(Δxi，Δyi，Δθi)的自由度的n(特征点数)倍。
16.一种生物体认证用的程序，其用于通过取得个人的生物体信息后预先在认证服务器的存储部中登记、对照该登记的生物体信息和使用终端装置取得的生物体信息来进行个人的认证，其特征在于，
在生物体信息的登记处理中，执行下述处理：使用该终端装置，取得用于登记的生物体图像，从取得的登记用生物体图像抽出登记用的特征点以及附随该特征点的登记用特征点识别信息，对于抽出的各个特征点独立地生成变换参数，使用该变换参数变换该特征点，制作登记用变换特征点，向该认证服务器发送制成的该登记用变换特征点信息、并在存储部中存储；
在生物体信息的认证处理中，通过下述处理进行认证处理：使用该终端装置，取得用于认证的生物体图像，从取得的认证用生物体图像抽出认证用的特征点以及附随该特征点的认证用特征点识别信息，从该认证用特征点识别信息和该登记用特征点识别信息的关系求两者的对应关系，根据该对应关系分别把该变换参数与该认证用的特征点对应起来，使用通过该对应决定的该变换参数分别变换该认证用的特征点，制作认证用变换特征点，从该终端装置向该认证服务器发送，在该认证服务器中对照取得的该认证用变换特征点和在该存储部中登记的所述登记用变换特征点。
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