JP2004280619A - カード型デバイスおよび認証システム - Google Patents
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Abstract
【課題】指紋読取センサを搭載した超小型のカード型デバイスおよびこのカード型デバイスを用いた認証システムを提供する。
【解決手段】ユーザの個人情報を格納する認証チップ３Ａと、この認証チップ３Ａを着脱自在に収容する収容部２２が設けられたカード型の筐体２０の端面２３ａに、外周面４１ａが突出するように回転ローラ４１を設け、回転ローラ４１の外周面４１ａに当接される指１００の一次元指紋データを取得する一次元指紋データ取得部２５と、回転ローラ２１を回転させることにより、一次元指紋データ取得部４５により位置を連続的に変えて取得される一次元指紋データから二次元像としての指紋データを合成する指紋データ合成部２８と、個人情報と指紋データを電子機器５Ａに送信するインターフェース部２６を設ける。
【選択図】 図１
【解決手段】ユーザの個人情報を格納する認証チップ３Ａと、この認証チップ３Ａを着脱自在に収容する収容部２２が設けられたカード型の筐体２０の端面２３ａに、外周面４１ａが突出するように回転ローラ４１を設け、回転ローラ４１の外周面４１ａに当接される指１００の一次元指紋データを取得する一次元指紋データ取得部２５と、回転ローラ２１を回転させることにより、一次元指紋データ取得部４５により位置を連続的に変えて取得される一次元指紋データから二次元像としての指紋データを合成する指紋データ合成部２８と、個人情報と指紋データを電子機器５Ａに送信するインターフェース部２６を設ける。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カード型デバイスおよび認証システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器のネットワーク化が進み、電子機器間の通信が自由になり、どこからでも様々な情報にアクセスできるようになってきている。それに伴い他者の不正アクセスを防止するためにセキュリティの重要性が高まっている。セキュリティ技術の一つに指紋によってユーザを認証する方法があり、指紋読取センサをＰＣカードに設けたものがある。
【０００３】
例えば、ＣＣＤ（Ｃｏｕｐｌｅ ｃｈａｒｇｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等からなる二次元指紋読取センサをＰＣカードの把持位置に設けたものがある（特許文献１参照）。このＰＣカードを把持すると、二次元指紋読取センサにより自動的に指紋が採取され、指紋に基づいて使用者の認証が行われる。認証結果によって、ＰＣカードは外部機器に対して所定の動作許可状態又は動作禁止状態にされる。
【０００４】
他の例として、ＰＣカードの挿入部に二次元指紋読取センサを備えた指紋読取センサを一体にあるいは相対回転可能に機械的に連結したものもある（例えば、特許文献２参照）。このＰＣカードを電子機器のカード・スロットに装着させると、二次元指紋読取センサが電子機器の側部に配される。これは電子機器を使用するユーザを認証するための認証装置として使用することができ、認証結果によって電子機器の動作が制限されたり、ＰＣカードへのアクセスが禁止されたりする。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２４３４４４号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２０００−４８１７７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の指紋読取センサは把持位置に設けられているので、ＰＣカードを電子機器のカード・スロットに装着すると指紋読取センサがカード・スロットの内部に配されるので、ＰＣカードを電子機器に装着した状態でユーザを認証することはできなかった。
【０００８】
一方、特許文献２に記載の指紋読取センサは、ＰＣカードを電子機器のＰＣカード・スロットに装着させたときに大きく外部へ突出してしまうので、この指紋読取センサ付きのＰＣカードを電子機器に装着させたままで携帯させにくいという問題があった。
【０００９】
また、従来の指紋読取センサは、指を載置可能な平面矩形状に形成されており、ＣＣＤなどの高価な半導体素子を用いるためコスト高となっていた。さらに、二次元ＣＣＤチップは実装面積を要することから、携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等の拡張メモリとして使用されるＣＦカード（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｆｌａｓｈ Ｃａｒｄ）、ＳＤカード（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃａｒｄ）、ＭＭＣ（Ｍｕｌｔｉ Ｍｅｄｉａ Ｃａｒｄ）カード、ＵＳＢ接続携帯型フラッシュメモリ等の超小型のメモリカードに指紋読取センサを設けることはできなかった。このため、指紋認証によりこれらのメモリカードに記憶された情報を保護したり、携帯電話やＰＤＡ等にメモリカード等により指紋認証機能を拡張させることができなかった。
【００１０】
本発明の課題は、指紋読取センサを搭載した超小型のカード型デバイスおよびこのカード型デバイスを用いた認証システムを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、電子機器と接続されて使用されるカード型デバイスであって、ユーザの個人情報を格納する認証チップと、前記認証チップを着脱自在に収容する収容部が設けられたカード型の筐体と、前記筐体の端面にその外周面が突出して設けられた回転ローラと、前記回転ローラの外周面に当接される指の一次元指紋データを取得する一次元指紋データ取得部と、前記回転ローラを回転させることにより、前記一次元指紋データ取得部から位置を連続的に変えて取得される一次元指紋データから二次元像としての指紋データを合成する指紋データ合成部と、前記個人情報および前記指紋データを前記電子機器に送信するインターフェース部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、回転ローラを介して一次元指紋データ取得部により指紋の二次元像を得ることとしたので、それを実装するための面積も小さくすることができ、ＣＦカード等の超小型のメモリカードにも指紋読センサ設けることができる。また、指を載置可能な二次元の指紋読取センサ等からなる指紋データ取得部を設ける場合に比べて、ライン状の一次元指紋データ取得部はそれを構成する部品コストも低減することができる。さらに、認証チップはカード型デバイスから着脱自在であるので、認証チップを取り換えることにより、１つのカード型デバイスで複数のユーザの認証に用いることができる。このとき、ユーザの個人情報は認証チップに格納されるので、個人情報の秘匿性を高め、他人に不正に使用されるのを防止することができる。また、同一人であっても認証チップに格納する個人情報を容易に取り換えることができる。これらにより、携帯電話やＰＤＡ等の一般ユーザ向けの携帯用電子機器にも容易に指紋認証機能を拡張させることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のカード型デバイスにおいて、前記筐体は、前記電子機器に設けられるカード・スロットに挿入可能に形成され、前記回転ローラはこのカード・スロットの挿入口から露出する端面に設けられることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、回転ローラはカード・スロットの挿入口から露出する端面に設けられるので、カード型デバイスを電子機器に装着させた状態であっても回転ローラが大きく突出することがなく、携帯性に優れている。また、ユーザは、カード・スロットの挿入口に直交するようにして指をスライドさせることにより、回転ローラを回転させることができ、操作性に優れている。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のカード型デバイスにおいて、前記個人情報および前記指紋データを暗号化し、暗号化した個人情報および指紋データを生成する暗号化処理部を備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、カード型デバイスは暗号化処理部により暗号化した個人情報および指紋データを電子機器に送信することができるので、個人情報や指紋データの秘匿性を高めることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のカード型デバイスにおいて、前記暗号化処理部は、前記認証チップに内蔵されることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、暗号化処理部は認証チップに内蔵されるので、指紋データや個人情報の暗号化の際に使用する暗号鍵が認証チップから外に流出することがなく、鍵情報の秘匿性を高めることができる。また、認証チップを取り換えることにより、容易に暗号鍵や暗号化の方式を変更することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のカード型デバイスにおいて、前記認証チップは公開鍵暗号方式に基づく秘密鍵を格納し、前記暗号化処理部は前記秘密鍵を用いて前記個人情報または前記指紋データから電子署名を作成し、前記インターフェース部は、この電子署名とともに暗号化された指紋データおよび個人情報を前記電子機器に送信することを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、カード型デバイスは、暗号化処理部により個人情報または指紋データから作成された電子署名を指紋データおよび個人情報に添付して電子機器に送信するので、電子機器側では電子署名を検証することによりユーザを認証するとともに、指紋データおよび個人情報が改竄されていないことを確認することができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、電子機器と接続されて使用されるカード型デバイスであって、ユーザの個人情報を格納する認証チップと、前記認証チップを着脱自在に収容する収容部が設けられたカード型の筐体と、前記筐体の端面にその外周面が突出して設けられた回転ローラと、前記回転ローラの外周面に当接される指の一次元指紋データを取得する一次元指紋データ取得部と、前記回転ローラを回転させることにより、前記一次元指紋データ取得部から位置を連続的に変えて取得される一次元指紋データから二次元像としての指紋データを合成する指紋データ合成部と、前記指紋データに基づいてユーザの認証を行う認証部と、前記電子機器に前記認証部によるユーザの認証結果を送信するインターフェース部と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、カード型デバイスにおいて、ユーザの指紋データを取得するとともにこの指紋データに基づくユーザ認証を行えるので、取得した指紋データや認証の際に用いる登録済みの指紋データ等がカード型デバイスから外に流出するのを防止することができ、これらの指紋データの秘匿性を高めることができる。また、認証チップはカード型デバイスから着脱自在であるので、認証チップを取り換えることにより、１つのカード型デバイスで複数のユーザの認証に用いることができる。このとき、ユーザの個人情報は認証チップに格納されるので、個人情報の秘匿性を高め、他人に不正に使用されるのを防止することができる。また、同一人であっても認証チップに格納する個人情報を容易に取り換えることができる。
【００２３】
さらに、回転ローラを介して一次元指紋データ取得部により指紋の二次元像を得ることとしたので、それを実装するための面積も小さくすることができ、ＣＦカード等の超小型のメモリカードにも指紋読センサ設けることができる。また、指を載置可能な二次元の指紋読取センサ等からなる指紋データ取得部を設ける場合に比べて、ライン状の一次元指紋データ取得部はそれを構成する部品コストも低減することができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のカード型デバイスにおいて、前記認証部は前記認証チップに内蔵されることを特徴とする。
【００２５】
請求項７に記載の発明によれば、認証チップにおいて、指紋データに基づくユーザの認証が行われるので、ユーザの指紋データが外部に流出するのを防止することができ、指紋データの秘匿性を高めることができる。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、請求項１または２に記載のカード型デバイスと、このカード型デバイスを接続する電子機器とを備えた認証システムであって、前記電子機器は、前記カード型デバイスから前記インターフェース部を介して送信される指紋データおよび個人情報に基づいてユーザを認証する認証部と、前記認証部による認証結果に基づいて当該電子機器の動作を制限する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００２７】
請求項８に記載の発明によれば、電子機器は認証部によりカード型デバイスから送信される指紋データおよび個人情報に基づいてユーザを認証することができ、認証部によるユーザの認証結果に基づいて電子機器の動作を制限することができるので、電子機器およびカード型デバイスの不正使用およびカード型デバイスへの不正アクセスを防止することができる。
【００２８】
請求項９に記載の発明は、請求項３〜５のいずれか一項に記載のカード型デバイスと、このカード型デバイスを接続する電子機器とを備えた認証システムであって、前記電子機器は、前記カード型デバイスから送信される暗号化された前記指紋データおよび前記個人情報を復号化する復号化処理部と、復号化された指紋データまたは個人情報に基づいてユーザを認証する認証部と、前記認証部による認証結果に基づいて当該電子機器の動作を制限する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００２９】
請求項９に記載の発明によれば、復号部により、カード型デバイスから暗号化されて送信される指紋データおよび個人情報を復号化することができる。また、この復号化された指紋データおよび個人情報に基づいてユーザを認証し、認証結果に基づいて電子機器の動作を制限することができるので、電子機器およびカード型デバイスの不正使用およびカード型デバイスへの不正アクセスを防止することができる。
【００３０】
請求項１０に記載の発明は、請求項５に記載のカード型デバイスと、このカード型デバイスを接続する電子機器とを備えた認証システムであって、前記電子機器は、前記カード型デバイスから送信される暗号化された前記指紋データおよび前記個人情報を復号化する復号化処理部と、復号化された指紋データまたは個人情報に基づいてユーザを認証する認証部と、前記電子署名の正当性を検証する検証部と、前記認証部による認証結果および前記検証部による検証結果に基づいて当該電子機器の動作を制限する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００３１】
請求項１０に記載の発明によれば、カード型デバイスから暗号化された指紋データおよび個人情報が電子機器に送信されるので、指紋データおよび個人情報の秘匿性を高くすることができる。また、電子機器は、復号部により復号化された指紋データおよび個人情報に基づいてユーザを認証するとともに、検証部により電子署名の正当性を検証し、これらの認証結果および検証結果に基づいて制御部により動作を制限することができるので、ユーザの認証をより厳しく行うことができ、電子機器およびカード型デバイスの不正使用およびカード型デバイスへの不正アクセスをより強固に防止することができる。
【００３２】
請求項１１に記載の発明は、請求項６または７に記載のカード型デバイスと、このカード型デバイスを接続する電子機器とを備えた認証システムであって、前記電子機器は、前記カード型デバイスから前記インターフェース部を介して送信される前記認証結果に基づいて当該電子機器の動作を制限する制御部を備えたことを特徴とする。
【００３３】
請求項１１に記載の発明によれば、カード型デバイスから電子機器には認証結果のみ送信されるので、ユーザの指紋データや個人情報が外部に流出するのを防止することができ、指紋データや個人情報の秘匿性をより高くすることができる。さらに、その認証結果に基づいて電子機器の動作を制限することができるので、電子機器およびカード型デバイスの不正使用およびカード型デバイスへの不正アクセスを防止することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る第１の実施の形態〜第６の実施の形態を説明する。
【００３５】
〔第１の実施の形態〕
図１〜図１１を参照して、本発明に係る第１の実施の形態の認証システム１Ａを説明する。本実施の形態における認証システム１Ａは、図１および図２に示すカード型デバイス２Ａとこのカード型デバイス２Ａが接続される電子機器５Ａ（図６参照）とにより構成される。電子機器５Ａは、カード型デバイス２Ａを介して入力されるユーザの指紋データに基づいてユーザを認証することができ、さらにその認証結果に基づいて電子機器５Ａの機能の一部を制限することができる。
【００３６】
図１および図２にカード型デバイス２Ａの外観構成例を示す。
図１および図２に示すように、カード型デバイス２Ａは、カード型の筐体２０Ａと、筐体２０Ａの背面２１に設けられる収容部２２と、収容部２２に着脱自在に収容される認証チップ３Ａ（図３参照）と、筐体２０Ａの一端部２３に設けられる指紋読取部４（図４参照）と、筐体２０Ａの背面２１の他端部２４に設けられる接続端子２５Ａとを含む。
【００３７】
カード型デバイス２Ａはその筐体２０Ａの一端部２３を除いてカード・スロット５１（図６参照）に挿入されるように形成されている。カード・スロット５１に挿入された状態で、接続端子２５Ａが電子機器５Ａ側の接続コネクタ５１ａと接続され、カード型デバイス２Ａと電子機器５Ａとの間で情報の授受が行われる。このとき、指紋読取部４はカード・スロット５１のカード挿入口から露出される。
【００３８】
このような、カード型デバイス２Ａとして、例えば、ＰＣカード、ＣＦカード、ＭＭＣカード、ＳＤカード、メモリスティック（登録商標）等の規格化されたメモリカードを挙げることができる。
【００３９】
図１および２に示すように、収容部２２は、筐体２０Ａの背面２１に形成され、認証チップ３Ａを嵌装する嵌装部２２ａと、嵌装部２２ａを開閉自在に覆う開閉部２２ｂとを備えている。嵌装部２２ａは認証チップ３Ａの外形と略同形の凹部として形成され、その底面２２ｃには接続コネクタ２２ｄが設けられている。接続コネクタ２２ｄは、認証チップ３Ａが収容される際に、認証チップ３Ａ側に設けられる接続端子３１（図３参照）が接触される。
【００４０】
図１および図２に示すように、開閉部２２ｂは、蝶番２２ｅを介して筐体２０Ａの背面２１に固定される。開閉部２２ｂは、嵌装部２２ａを覆った状態でカード型デバイス２Ａの筐体２０Ａの背面２１と面一になるように形成される（図２（ｂ）参照）。
【００４１】
認証チップ３Ａは、図１〜図３に示すように、カード型デバイス２Ａよりも薄く小型に形成された筐体３０に耐タンパー性のＩＣチップ３２を内蔵するもので、収容部２２に着脱自在に収容される。筐体３０の裏面３３には、上述した接続端子３１が設けられている。
【００４２】
耐タンパー性とは、ある程度までの物理的衝撃（不当アクセス・改鼠等）に抵抗する機能をいい、外部からの不当なアクセスに対し、物理的な仕組みによってアクセスできないようにする他、分解して解析するなどがあった場合には、チップそのものが回路的に破壊されるような、偽造・変造・改竄等を防止する手段を備えたものをいう。
【００４３】
指紋読取部４は、図４に示すように、回転ローラ４１、光源４２、セルフォックレンズアレイ４３、基板４４、指紋センサ部４５を含み、回転ローラ４１の外周面４１ａの一部が筐体２０Ａの一端面２３ａに設けられたスリット２３ｂから外部に突出している。
【００４４】
回転ローラ４１は円筒状を呈しており、アクリル樹脂、ポリカーボネイト、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等の透光性材料から構成される。スリット２３ｂから露出した回転ローラ４１の外周面４１ａに指１００を圧接させて、その状態で指１００を所定の方向に移動させると、回転ローラ４１が回転する。
【００４５】
回転ローラ４１にはマイクロスイッチ（図示略）と、ロータリーエンコーダ（図示略）が設けられている。
【００４６】
マイクロスイッチは、カード型デバイス２Ａに内蔵される指紋画像信号処理部２８（図５参照）との接続をＯＮ／ＯＦＦするもので、回転ローラ４１の外周面４１ａに指１００が圧接されるとＯＮになり、指が離されるとＯＦＦになる。
【００４７】
ロータリーエンコーダは、回転ローラ４１が所定角度回転する毎にパルス信号を発生して指紋画像信号処理部２８に出力するものである。
【００４８】
なお、ロータリーエンコーダの代わりに、回転ローラ４１の外周面４１ａに回転量検出のための所定の印刷パターンを印刷しておき、そのパターンを読み取って指紋画像信号処理部２８にパルス信号を出力する回転検知センサを設けてもよい。
【００４９】
回転ローラ４１は中空に形成されており、その内部にホルダ４６が設けられている。ホルダ４６は、光源４２、セルフォックレンズアレイ４３、基板４４、指紋センサ部４５及びこれらの部品を保持するものである。ホルダ４６は、回転ローラ４１の一方の端又は両端から延出して筐体２０Ａに固定されており、回転ローラ４１が回転してもホルダ４６は回転しない状態に筐体２０Ａに支持されている。
【００５０】
光源４２は、スリット２３ｂに向けて光を発することで回転ローラ４１の外周面４１ａに当接した指１００に指紋読取光Ｌ０を照射するものであり、ＬＥＤ、有機ＥＬ、無機ＥＬ及び蛍光管等といった自発光素子から構成される。
【００５１】
セルフォックレンズアレイ４３は、回転ローラ４１の軸心に対して直交する中心軸を有する複数のセルフォックレンズを回転ローラ４１の軸心に平行な列を成すように配列したものであり、回転ローラ４１の外周面４１ａに当接する指１００の一次元像を指紋センサ部４５に結像させるものである。セルフォックレンズアレイ４３の光軸は、回転ローラ４１の軸心に対して直交し、セルフォックレンズアレイ４３の入射面４３ａはスリット２３ｂに指向している。
【００５２】
セルフォックレンズアレイ４３が指紋センサ部４５の受光面５５ａに結像する指１００の一次元像は、回転ローラ４１の外周面４１ａに当接された指１００の一次元像と向きが等しく（反転されず）、等倍になる。
【００５３】
基板４４は、指紋センサ部４５を表面に実装するとともに、指紋画像信号処理部２８等と信号の送受を行うための配線が施されている。
【００５４】
指紋センサ部４５は、回転ローラ４１の外周面４１ａに当接される指１００の一次元指紋データを取得するためのものであり、リニア型ＣＣＤイメージセンサ、リニア型ＣＭＯＳイメージセンサ等の光電変換素子で構成される。その受光面５５ａはスリット２３ｂに対向するように、回転ローラ４１の軸心に沿って平行に設けられている。セルフォックレンズアレイ４３等により受光面５５ａに結像された指紋の一次元像を電気信号としての一次元指紋信号に変換する。
【００５５】
なお、指紋センサ部４５および指紋読取部４は、上記した光学式に限定されるものではなく、静電容量式、感熱式、圧力式等、他の方式の指紋センサや、他の構造の小型指紋スキャナー装置で構成してもよい。
【００５６】
次に、図５を参照してカード型デバイス２Ａの機能的構成を説明する。図５に示すように、カード型デバイス２Ａは、接続端子２５Ａ、入出力制御部２６、メモリ２７、暗号化処理部Ａ、指紋画像信号処理部２８、指紋読取部４、認証チップ３Ａ、コネクタ２２ｄを備えている。これら各構成要素は互いにバスで接続されている。
【００５７】
入出力制御部２６は、電子機器５Ａとの間で指紋データを含む種々のデータ（情報）を所定のデータ伝送方式に従って伝送するものである。
【００５８】
メモリ２７は所定の記憶容量を有するＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）またはフラッシュメモリ（Ｆｌａｓｈ ＥＰＲＯＭ）等から構成される。
【００５９】
指紋画像信号処理部２８は、アナログ信号である一次元指紋信号をデジタル信号に変換して一次元指紋データを生成するとともに、二次元像としての指紋画像情報を生成する指紋読取処理を実行する。また、得られた指紋画像情報から特徴点を抽出する特徴点抽出処理を実行する。
【００６０】
なお、指紋画像信号処理部２８はＣＰＵ（図示略）等を備え、メモリ２７等に記憶された指紋画像信号処理プログラムに従って、これらの指紋読取処理および特徴点抽出処理を行う。
【００６１】
ここで、指紋画像信号処理部２８において行われる指紋読取処理について説明する。指紋読取処理はマイクロスイッチがＯＮすることにより開始される。ユーザが回転ローラ４１の外周面４１ａに指１００を圧接させた状態で一方向に移動させると、回転ローラ４１が回転する。このとき、マイクロスイッチがＯＮになり、ロータリーエンコーダから回転ローラ４１の所定角度回転する毎にパルス信号が発生される。
【００６２】
光源４２は指１００に対して指紋読取光Ｌ０を照射する。指１００に反射した光Ｌはセルフォックレンズアレイ４３等により指紋センサ部４５の受光面５５ａに集光される。指紋センサ部４５は、パルス信号に同期して一次元指紋信号を生成し、指紋画像信号処理部２８に出力する。指紋画像信号処理部２８では、パルス信号に同期して順次入力される一次元指紋信号をＡ／Ｄ変換して一次元指紋データを生成し、この一次元指紋データから、回転ローラ４１の回転方向に基づいて指紋の二次元像としての指紋データを合成する。
【００６３】
特徴点抽出処理では、指紋画像読取処理により合成された指紋の二次元像からその特徴点を抽出した特徴パラメータなどの指紋の特徴データが生成される。以下、指紋データと言った場合、特に断らない限りこの特徴データを含むこととする。
【００６４】
次に、認証チップ３Ａの機能的構成について説明する。認証チップ３Ａは、前述の接続端子３１、認証チップ制御部３４、メモリ部３５を有している。
【００６５】
認証チップ制御部３４はＣＰＵ等から構成される。認証チップ制御部３４は、メモリ部３５に格納された制御プログラム等に基づき、メモリ部３５への外部からのアクセスを管理する。これにより、メモリ部３５に格納される各種情報の保全性、安全性を保持することができる。
【００６６】
メモリ部３５は、ＥＥＰＲＯＭ等から構成され、個人ＩＤ情報メモリ領域３５ａ、暗号鍵情報メモリ領域３５ｂ、その他のメモリ領域３５ｃを有している。
【００６７】
個人ＩＤ情報メモリ領域３５ａには、個人ＩＤ情報（個人情報）が格納される。ここで、個人ＩＤ情報とは、認証に供される個人を特定可能な情報をいい、例えば、あるシステムにおいて特定のユーザに配布されたＩＤ番号、暗証番号等の他、氏名、性別、生年月日等が挙げられる。なお、ここでは個人ＩＤ情報にユーザの指紋データは含まれないものとする。
【００６８】
暗号鍵情報メモリ領域３５ｂには、指紋データ等の各種データを所定の暗号化方式に従って暗号化するための暗号鍵情報等が格納される。ここで、所定の暗号化方式とは、例えば、共通鍵暗号方式および公開鍵暗号方式を挙げることができる。共通鍵暗号方式とは、ある情報の暗号化と復号化に同一の鍵を用いる暗号方式である。一方、公開鍵暗号方式とはある情報の暗号化と復号化に互いに対になる２つの鍵（公開鍵、秘密鍵）を用いる暗号方式をいう。なお、これらの暗号鍵は認証に供されるユーザに固有の鍵となる。
【００６９】
また、暗号鍵情報メモリ領域３５ｂには、指紋データ等の各種データから公開鍵暗号方式に基づく秘密鍵により電子署名を作成する際に用いるハッシュ関数を格納してもよい。ハッシュ関数とは、どのような長さのデータであっても、それを決められた固定長のデータ（ハッシュ値）に変換する機能を有する関数である。なお、ハッシュ関数を用いて電子署名を作成する際に使用される秘密鍵は署名鍵と称される。
【００７０】
さらに、暗号鍵情報メモリ領域３５ｂに、ＣＡ証明書を格納してもよい。ＣＡ証明書は、認証局（Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ Ａｕｔｈｏｒｉｔｙ）と呼ばれる第三者認証機関により発行されるものである。このＣＡ証明書にはユーザの公開鍵、認証局自身のデジタル証明書等も含まれる。
【００７１】
次に、カード型デバイス２Ａの筐体２０Ａ側に設けられる暗号化処理部Ａについて説明する。暗号化処理部Ａは、ＣＰＵ（図示略）等を備え、メモリ２７等に記憶された暗号処理プログラムに従って暗号化処理および電子署名作成処理を実行する。なお、図５には、暗号化処理部Ａと指紋画像信号処理部２８とは別の構成要素として示しているが、これらを同一のＣＰＵ等により構成してもよいのは勿論である。
【００７２】
暗号化処理部Ａは、暗号処理において認証チップ３Ａの暗号鍵情報メモリ領域３５ｂに格納された共通鍵または秘密鍵を用いて、指紋データの他、個人ＩＤ情報、その他各種データ（情報）を所定の暗号化方式に従って暗号化する。
【００７３】
また、暗号化処理部Ａは、電子署名作成処理において指紋データ、個人ＩＤ情報およびＣＡ証明書を被署名データとし、この被署名データから電子署名を作成する。電子署名は、ハッシュ関数を用いて指紋データまたは個人ＩＤ情報を固定長のデータにダイジェスト化し、それを署名鍵を用いて暗号化することにより作成される。この場合、電子署名は、受け手側（例えば、電子機器５Ａ）でユーザの公開鍵（「検証鍵」とも称される。）により復号化されその情報の信頼性が確認される。なお、電子署名等の復号化処理については後述する。
【００７４】
暗号化されたこれらの情報は、入出力制御部２６、接続端子２５Ａを介して電子機器５Ａに送信される。
【００７５】
次に、図６〜図１０を参照して、上記カード型デバイス２Ａが接続される電子機器５Ａ（５Ａ１〜５Ａ５）について説明する。電子機器５Ａは、カード型デバイス２Ａが接続されることによりカード型デバイス２Ａから送信される指紋データおよびユーザの個人ＩＤ情報に基づくユーザの認証を行う。電子機器５Ａは、ユーザ認証機能に加えて、住所録機能、スケジュール管理機能等各種の機能、外部との無線通信機能およびこの無線通信機能を利用したインターネット等のネットワーク接続機能等の各種の機能を備える。電子機器５Ａは、これらの機能の一部または全てをユーザの認証結果に基づいて制限することができる。
【００７６】
図６に示すように、電子機器５Ａは、カード・スロット５１、操作入力部５２、音声入出力部５３、表示部５４、移動体通信部５５、本体機能制御部６０を備え、これらはバス５６により互いに接続される。
【００７７】
このような電子機器５Ａとして、例えば、図７（ａ）、（ｂ）に示す携帯電話５Ａ１、５Ａ２、図８に示す折り畳み式携帯電話５Ａ３、図９に示すＰＤＡ等の携帯型情報機器５Ａ４、図１０に示す腕時計等の身体装着型電子機器５Ａ５等を挙げることができる。
【００７８】
図７〜図１０に示すように、これらの電子機器５Ａ１〜５Ａ５に設けられるカード・スロット５１の位置は特に限定されるものではない。いずれの場合も、カード型デバイス２Ａを装着させたとき、指紋読取部４の回転ローラ４１が外部に露出し、回転ローラ４１を指で圧接しながら回転させることができるようになっている。
【００７９】
カード・スロット５１にカード型デバイス２Ａが挿入されることにより前述の接続コネクタ５１ａとカード型デバイス２Ａの接続端子２５Ａとが接続され、カード型デバイス２Ａと電子機器５Ａとは互いに電気的に接続される。
【００８０】
操作入力部５２は、テンキー、各種機能スイッチ等を備え、そのキー操作による押下信号を本体機能制御部６０に設けられたＣＰＵ６１に出力する。
【００８１】
音声入出力部５３は、マイク５３ａと、スピーカ５３ｂと、音声コーデック部５３ｃとを備えて構成される。音声コーデック部５３ｃは、マイク５３ａから入力される音声信号（アナログ信号）をＡ／Ｄ変換器（図示略）によりデジタル音声信号に変換し、移動体通信部５５に出力する。また、移動体通信部５５を介して外部受信された音声信号（デジタル信号）を復号し、Ｄ／Ａ変換器（図示略）によりアナログ音声信号に変換して、スピーカ５３ｂに出力する。
【００８２】
表示部５４は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等からなる表示画面を備え、ＣＰＵ６１から入力される表示情報に基づく表示を行う。
【００８３】
移動体通信部５５は、無線基地局（図示せず）との間で着信・発信等に係る無線信号の送受信を行うアンテナ５５ａ、ＲＦ／送受信部５５ｂ、端末ＩＤ記憶部５５ｃ、通信制御部５５ｄ等を備え、ＣＰＵ６１から入力される指示に従って、通信制御部５５ｄが無線基地局との間でＩＭＴ−２０００準拠の通信方式（例えば、Ｗ−ＣＤＭＡやｃｄｍａ２０００）に対応する携帯電話用の通信プロトコルを実行し、この通信方式で設定される通信チャネルにより、送受話音声の送受信やデータ通信を実行する。
【００８４】
本体機能制御部６０は、上述したＣＰＵ６１の他、ＲＡＭ６２、プログラムメモリ６３、データメモリ６４、入出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）部６５を備え、ＣＰＵ６１において、ＲＡＭ６２の所定領域を作業領域としてプログラムメモリ６３に記憶されている各種制御プログラムおよび各種アプリケーションプログラムに従い、各部に制御信号を送って電子機器５Ａの動作全般を制御する。
【００８５】
プログラムメモリ６３は、認証アプリケーションプログラム６３ａ、指紋照合プログラム６３ｂ、暗号復号・署名検証プログラム６３ｃ、各種プロトコル処理プログラム６３ｄ、Ｉ／Ｏドライバ６３ｅを有している。
【００８６】
認証アプリケーションプログラム６３ａは、電子機器５Ａが有する各種アプリケーションプログラムのうち、ユーザの認証を要するアプリケーションプログラムをいう。具体的には、上記した住所録機能、スケジュール管理機能、無線通信機能、ネットワーク接続機能等を電子機器５Ａに実現させるための住所録用のプログラム、スケジュール管理用のプログラム、無線通信用のプログラム、ネットワーク接続用のプログラム等を挙げることができる。
【００８７】
指紋照合プログラム６３ｂは、カード型デバイス２Ａから受信する指紋データをデータメモリ６４に格納された登録済み指紋データと照合し、両者の一致を検証するためのプログラムである。カード型デバイス２Ａから送信される指紋データが指紋の特徴点が抽出された特徴データである場合、この特徴データに基づいて指紋を照合することができる。すなわち、データメモリ６４に格納される登録済み指紋データが特徴データである場合は勿論のこと、通常の指紋データであっても、その特徴点を抽出して、特徴データを生成し、特徴データ同士を照合することができる。なお、回転ローラ４１に圧接された指１００の位置や押し付ける強さ等によって指紋データにずれが生じることが想定されるので、指紋データを照合する際に、両者の照合率を求め、求めた照合率が予め定めた基準値（例えば、８５％など）以上であれば両指紋データが一致すると判断すると好ましい。
【００８８】
暗号復号・署名検証プログラム６３ｃは、データメモリ６４に格納された復号鍵を用いてカード型デバイス２Ａから暗号化されて送信される指紋データや個人情報を復号化するためのプログラムである。カード型デバイス２Ａから指紋データや個人情報とともに電子署名を受信した場合、検証鍵（公開鍵）を用いて復号化し、電子署名の正当性を検証することができる。
【００８９】
プロトコル処理プログラム６３ｄおよびＩ／Ｏドライバ６４ｅは、カード型デバイス２Ａとの間で情報の授受を行うための制御用プログラムである。
【００９０】
データメモリ６４は、アプリ・データメモリ領域６４ａ、登録済み指紋データメモリ領域６４ｂ、復号指紋データメモリ領域６４ｃ、復号個人ＩＤ情報メモリ領域６４ｄ、復号鍵／ＣＡ証明書メモリ領域６４ｅを有している。
【００９１】
アプリ・データメモリ領域６４ａには、認証アプリケーションプログラム６３ａ等、各種アプリケーションプログラムにおいて使用されるデータが格納される。
【００９２】
登録済み指紋データメモリ領域６４ｂには、予め登録された正規のユーザの指紋データが格納される。なお、ここに格納される指紋データはユーザの指紋の特徴点を抽出した特徴データであってもよい。
【００９３】
復号指紋データメモリ領域６４ｃおよび個人ＩＤ情報メモリ領域６４ｄには、復号化された指紋データおよび個人ＩＤ情報がそれぞれ格納される。
【００９４】
復号鍵／ＣＡ証明書メモリ領域６４ｅには、復号鍵、検証鍵、ＣＡ証明書等が格納される。復号鍵は、暗号化されて受信する指紋データおよび個人情報を復号可能な共通鍵もしくは公開鍵である。検証鍵は署名鍵と対になる復号鍵であり、電子署名を復号化するための公開鍵である。ＣＡ証明書は前述の通りである。
【００９５】
次に、図１１を参照して、以上説明した電子機器５Ａとカード型デバイス２Ａとを備えた認証システム１Ａにおけるユーザの認証処理について説明する。なお、図１１には、電子機器５Ａにおいて実行される処理、カード型デバイス２Ａ（但し、認証チップ３Ａは除く）において実行される処理、認証チップ３Ａにおいて実行される処理を示した。なお、当該認証処理は、電子機器５Ａのカード・スロット５１にカード型デバイス２Ａが挿入され、互いに接続された状態で行われる。
【００９６】
図１１に示すように、認証アプリケーションプログラム６３ａまたは指紋照合プログラム６３ｂ等からユーザ認証または指紋照合の要求があると、電子機器５Ａはカード型デバイス２Ａに対して指紋読取指示を送信する（ステップＳ１）。このとき、表示部５４には「指で回転ローラ４１を回転させてください」等の表示が行われる（図示略）。
【００９７】
カード型デバイス２Ａはこれを受信すると（ステップＳ２）、指紋読取部４の初期設定を行う（ステップＳ３）。なお、初期設定では、光源の設定、指紋センサ部のゲイン調整等各種の処理が行われる。
【００９８】
表示部５４の表示に従って、ユーザが回転ローラ４１を指１００で回転させると、カード型デバイス２Ａの指紋画像信号処理部２８は、これを感知して前述の指紋読取処理を実行する（ステップＳ４）。
【００９９】
次に、指紋画像信号処理部２８では合成した指紋データの正規化、特徴点抽出処理、データ圧縮処理等の各種信号処理を適宜行い、これを暗号化処理部Ａに出力する（ステップＳ５）。
【０１００】
暗号化処理部Ａは認証チップ３Ａに個人ＩＤ情報および暗号鍵情報を要求する（ステップＳ６）。これを受信すると（ステップＳ７）、認証チップ３Ａは、個人ＩＤ情報および暗号鍵情報としての暗号鍵、ハッシュ関数、署名鍵を暗号化処理部Ａに出力する（ステップＳ８）。このとき、ＣＡ証明書が格納されている場合、ＣＡ証明書についても暗号化処理部Ａに出力してもよい。
【０１０１】
暗号化処理部Ａは、認証チップ３Ａから個人ＩＤ情報および暗号鍵情報を受信すると（ステップＳ９）、指紋データおよび個人ＩＤ情報を暗号鍵を用いて暗号化する（ステップＳ１０）。そして、暗号化された指紋データおよび個人ＩＤ情報を被署名データとし、ハッシュ関数を用いてこの被署名データからダイジェストを作成する（ステップＳ１１）。このとき、暗号鍵情報に、ＣＡ証明書が含まれる場合、被署名データにＣＡ証明書を含めてもよい（以下の実施の形態についても同様である）。
【０１０２】
次に、このダイジェストを署名鍵で暗号化して、電子署名を作成する（ステップＳ１２）。以下、電子署名が添付された被署名データを電子署名付きの暗号化データという。
【０１０３】
次に、入出力制御部２６では、暗号化処理部Ａから入力された電子署名付きの暗号化データを電子機器５Ａに送信する（ステップＳ１３）。
【０１０４】
電子機器５Ａ側の本体機能制御部６０（ＣＰＵ６１）は、電子署名付きの暗号化データを受信すると（ステップＳ１４）、暗号復号・署名検証プログラム６３ｃを起動して、データメモリ６４に格納された復号鍵を用いて暗号化された指紋データを復号化するとともに、検証鍵を用いて電子署名の正当性を検証する（ステップＳ１５）。
【０１０５】
次いで、暗号化データの復号化および電子署名の検証に成功したか否かを判断する（ステップＳ１６）。暗号化データの復号化または電子署名の検証が失敗したと判断すると（ステップＳ１６：Ｎ）、表示部５４にその旨を表示し、暗号化データの再送や認証チップ３Ａの確認や交換などを要求するなどの復号失敗（復号ＮＧ）または検証失敗（検証ＮＧ）に係る処理を行う（ステップＳ１７）。
【０１０６】
一方、暗号化データの復号化および電子署名の検証に成功すると（ステップＳ１６：Ｙ）、本体機能制御部６０は指紋照合プログラム６３ｂを起動し、データメモリに格納された登録済み指紋データと復号化された指紋データとを照合し、両指紋データの照合率を求める（ステップＳ１８）。
【０１０７】
次に、照合率が予め設定された基準値以上であるか否かを判断し（ステップＳ１９）、基準値以上である場合（ステップＳ１９：Ｙ）、ユーザの認証Ｏ．Ｋ．の信号を認証アプリケーションプログラム６３ａに引き渡し（ステップＳ２０）、処理を終了する。これにより、認証アプリケーションプログラム６３ａでは、所定の機能や情報、サービスの提供を行う。
【０１０８】
一方、照合率が予め設定された基準値以下である場合（ステップＳ１９：Ｎ）、表示部５４にユーザに認証失敗（認証ＮＧ）等を知らせる表示を行い、再度の指紋読取指示を要求する等、指紋照合ＮＧに係る処理を行う（ステップＳ２１）。
【０１０９】
なお、ユーザの認証結果は、所定の時間、操作入力部５２からの操作が行われない場合、その認証結果を消去して初期状態にすることが望ましい。
【０１１０】
以上説明したカード型デバイス２Ａによれば、認証チップ３Ａがカード型デバイス２Ａの筐体２０Ａに設けられた収容部２２に着脱自在に収容されているので、認証チップ３Ａを交換することにより、ユーザ毎の鍵情報や個人ＩＤ情報を容易に取り換えることができる。そして、電子機器５Ａのデータメモリ６４に複数の登録者の指紋データや個人ＩＤ情報を格納しておくことにより、電子機器５Ａはカード型デバイス２Ａを装着することにより複数のユーザを認証することができる。このとき、ユーザ毎の鍵情報や個人ＩＤ情報は認証チップ３Ａに格納されるので、カード型デバイス２Ａを複数人で使用しても、これらの情報が他人に不正使用されるのを防止することができる。また、登録者毎に電子機器５Ａにおいて使用できる機能と使用できない機能を設定することもできる。さらに同一のユーザであっても、使用できるサービス毎に固有の認証チップ３Ａを与えることにより、使用可能な機能やサービスの使い分けをすることができる。
【０１１１】
また、指紋データ等はカード型デバイス２Ａにおいて暗号化されて電子機器５Ａに送信されるので、指紋読取部４を介して取得した指紋データの秘匿性を高めることができる。
【０１１２】
指紋読取部４は、回転ローラ４１やリニア型ＣＣＤ等から構成される指紋センサ部４５等から構成し、指紋画像信号処理部２８により一次元指紋データを二次元像としての指紋データを得ることとしたので、指紋の採取面の面積を小さくすることができ、ＣＦカード等の超小型のメモリカードにも指紋読取センサを設けることができる。また、二次元の矩形状ＣＣＤ等から構成される指紋読取センサを設ける場合に比べて、指紋センサを構成する部品コストを低減することができる。これらにより、携帯電話５Ａ１〜５Ａ３、ＰＤＡ５Ａ４、腕時計５Ａ５等の一般ユーザ向けの電子機器５Ａに容易に指紋認証機能を拡張させることができる。
【０１１３】
また、指紋センサ部４５を透光性材料からなる回転ローラ４１の内側に配しているので、指１００を回転ローラ４１の外周面４１ａに圧接させた状態で移動させることにより、指１００を指紋センサ部４５に対して直交する方向に案内しながら移動させることができる。これにより、指紋読取時の指の変形やゆがみを防ぐことができる。また、ロータリーエンコーダ等により指の移動量を容易に管理することができるので、指紋センサ部４５により一次元指紋データを取得するタイミングを制御することができる。
【０１１４】
さらに、回転ローラ４１は、カード・スロット５１の挿入口から露出する端面に突出して設けられるので、回転させやすく操作性が高い。さらに、指紋読取部４をコンパクトに構成することができるので、カード型デバイス２Ａを電子機器５Ａのカード・スロット５１に装着させた状態でも指紋読取部４が外部に大きく突出せず、携帯性に優れている。
【０１１５】
また、本実施の形態では、ユーザの認証結果に基づいて、認証アプリケーションプログラム６３ａが提供する機能や情報、サービスを一部または全て制限することができるので、電子機器５Ａの不正利用、電子機器５Ａに格納されたデータ等への不正アクセス、カード型デバイス２Ａに格納されたデータ等への不正アクセス等を防止することができる。
【０１１６】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明に係る第２の実施の形態を図１２および図１３を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成等については同様の符号を付してその説明を省略する。
【０１１７】
図１２に示すカード型デバイス２Ｂは、暗号化処理部Ａの代わりに暗号化データの送信制御部２９Ｂを、認証チップ３Ａの代わりに認証チップ３Ｂを備えた以外は、第１の実施の形態のカード型デバイス２Ａと略同様の構成であり、電子機器５Ａ（図６参照）に接続されて使用される。
【０１１８】
認証チップ３Ｂは、暗号化処理部Ｂを備えた以外は、第１の実施の形態における認証チップ３Ａと同様の構成である。暗号化処理部Ｂは、暗号鍵情報メモリ領域３５ｂに格納された暗号鍵を用いて各種データを所定の暗号化方式に従って暗号化するもので、第１の実施の形態における暗号化処理部Ａと略同一の機能を有する。
【０１１９】
すなわち、暗号化データの送信制御部２９Ｂを介して認証チップ３Ｂに入力される指紋データや個人ＩＤ情報メモリ領域３５ａに格納された個人ＩＤ情報を暗号化することができ、暗号鍵情報メモリ領域３５ｂに格納された署名鍵およびハッシュ関数を用いて、指紋データおよび個人ＩＤ情報等から電子署名を作成することができる。
【０１２０】
次に、本実施の形態におけるユーザの認証処理に係る動作を説明する。
図１３に示すように、ステップＳ５までは図１１に示す第１の実施の形態等同様の動作が行われるので説明を省略する。
【０１２１】
指紋データの信号処理等が終了すると（ステップＳ５）、その指紋データは認証チップ３Ｂに送信される（ステップＳ３１）。認証チップ３Ｂは、カード型デバイス２Ｂから送信された指紋データを受信すると（ステップＳ３２）、これと個人ＩＤ情報等を暗号化し（ステップＳ３３）、暗号化した指紋データ等から電子署名を作成する（ステップＳ３４、Ｓ３５）。そして、この電子署名付きの暗号化データをカード型デバイス２Ｂに送信する（ステップＳ３６）。カード型デバイス２Ｂは、電子署名付きの暗号化データを認証チップ３Ｂから受信すると、以後、図１１に示すステップＳ１３〜ステップＳ２１と同様の処理を行う。すなわち、指紋データ等の暗号化および電子署名の作成を認証チップ３Ｂ側で行う以外は、第１の実施の形態と略同一の処理となる。
【０１２２】
第２の実施の形態によれば、指紋データ等の暗号化、電子署名の作成を認証チップ３Ｂ側で行うので、認証チップ３Ｂから暗号鍵情報が外に流出せず、暗号鍵情報の秘匿性を高めることができる。また、個人ＩＤ情報は、暗号化されたもののみが認証チップ３Ｂの外部に出力されるので、個人ＩＤ情報の秘匿性も高めることができる。
【０１２３】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明に係る第３の実施の形態を図１４〜図１６を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成については同様の符号を付してその説明を省略する。
【０１２４】
第３の実施の形態における認証システム１Ｃは、図１４に示すカード型デバイス２Ｃと、このカード型デバイス２Ｃが接続される電子機器５Ｃ（図１５参照）とにより構成される。カード型デバイス３Ｃは指紋読取部４を介して入力されるユーザの指紋データに基づいてユーザを認証することができ、その認証結果を電子機器５Ｃに送信する。電子機器５Ｃはカード型デバイス２Ｃから受信した認証結果に基づき、その機能の一部を制限することができる。
【０１２５】
カード型デバイス３Ｃは、図１４に示すように、接続端子２５Ａ、入出力制御部２６、メモリ２７、暗号化処理部Ｃ、指紋画像信号処理部２８、指紋読取部４、指紋照合／認証処理部２９Ｃ、認証チップ３Ｃ、コネクタ２２ｄを備えている。これら各構成要素は互いにバスで接続されている。
【０１２６】
指紋照合／認証処理部（認証部）２９Ｃは、指紋画像信号処理部２８、暗号化処理部Ｃ等と同様にＣＰＵ（図示略）等を備え、メモリ２７等に記憶された認証プログラムに従って、指紋データに基づくユーザの認証処理を実行する。なお、図 には、指紋画像信号処理部２８、暗号化処理部Ｃ、指紋照合／認証処理部２９Ｃはそれぞれ別の構成要素として示しているが、これらを同一のＣＰＵ等により構成してもよいのは勿論である。
【０１２７】
認証チップ３Ｃは、メモリ部３５に登録済み指紋データメモリ領域３５ｄが設けられた以外は、第１の実施の形態における認証チップ３Ａと同様の構成である。
【０１２８】
一方、図１５に示す電子機器５Ｃは、プログラムメモリ６３に指紋照合プログラム６３ｂを格納していない点を除けば、第１の実施の形態および第２の実施の形態の電子機器５Ａと同様の構成である。
【０１２９】
次に、図１６を参照して、第３の実施の形態の認証システム１Ｃにおける認証処理について説明する。
【０１３０】
図１６に示すように、認証アプリケーションプログラム６３ａまたは指紋照合プログラム６３ｂからユーザ認証または指紋照合の要求があると、電子機器５Ｃは、カード型デバイス２Ｃに指紋照合／ユーザ認証指示を送信する（ステップＳ４１）。
【０１３１】
カード型デバイス２Ｃは、これを受信すると（ステップＳ４２）、指紋読取部４の初期設定を行う（ステップＳ４３）。なお、初期設定は第１の実施の形態と同様に行われる。
【０１３２】
ユーザが、回転ローラ４１を指１００で回転させると、カード型デバイス２Ｃの指紋画像信号処理部２８は、これを感知して、指紋読取処理を実行する（ステップＳ４４）。次いで、指紋画像信号処理部２８では、合成した指紋データの正規化、特徴点抽出処理、データ圧縮処理等の信号処理を適宜行い、これを指紋照合／認証処理部２９Ｃに出力する（ステップＳ４５）。なお、これらの処理は第１の実施の形態と略同一である。
【０１３３】
次に、指紋照合／認証処理部２９Ｃは、認証チップ３Ｃに登録済み指紋データの送信要求を行う（ステップＳ４６）。認証チップ３Ｃはこれを受けて（ステップＳ４７）、登録済み個人情報を送信する（ステップＳ４８）。
【０１３４】
指紋照合／認証処理部２９Ｃはこれを受信すると（ステップＳ４９）、指紋読取部４を介して取得した指紋データと、登録済み指紋データとを照合し、両者の指紋データの照合率を求める（ステップＳ５０）。
【０１３５】
照合率が基準値以上であるか否かを判断し（ステップＳ５１）、基準値以上である場合（ステップＳ５１：Ｙ）、認証Ｏ．Ｋ．を示す認証結果情報を生成する（ステップＳ５２）。照合率が基準値以下であると（ステップＳ５１：Ｎ）、認証ＮＧを示す認証結果情報を生成する（ステップＳ５３）。
【０１３６】
次に、ステップＳ５４では、ステップＳ５２またはステップＳ５３で生成された認証結果情報を暗号化し、電子署名を作成するために、認証チップ３Ｃに暗号鍵情報として暗号鍵、ハッシュ関数、個人ＩＤ情報等を要求する。
【０１３７】
これを受けて（ステップＳ５５）、認証チップ３Ｃが暗号鍵報をカード型デバイス２Ｃに出力すると（ステップＳ５６）、暗号化処理部Ｃはこれを受信して（ステップＳ５７）、認証結果情報を暗号化する（ステップＳ５８）。
【０１３８】
そして、ハッシュ関数を用いて暗号化した認証結果情報と、個人ＩＤ情報、ＣＡ証明書等を被署名データとし、そのダイジェストを作成する（ステップＳ５９）。次いで、このダイジェストから電子署名を作成する（ステップＳ６０）し、暗号化された認証結果情報に電子署名を添付してカード型デバイス２Ｃに送信する（ステップＳ６１）。なお、このとき、個人ＩＤ情報、ＣＡ証明書等を暗号化して、暗号化された認証結果情報とともにカード型デバイス２Ｃに送信してもよいのは勿論である。
【０１３９】
カード型デバイス２Ｃはこれを受信すると（ステップＳ６２）、暗号復号・署名検証プログラム６３ｃを起動して、データメモリ６４に格納された復号鍵を用いて暗号化された認証結果情報を復号化するとともに、検証鍵を用いて電子署名の正当性を検証する（ステップＳ６３）。
【０１４０】
暗号化された認証結果情報の復号化、電子署名の検証に成功したか否かを判断し（ステップＳ６４）、暗号化データの復号化または電子署名の検証が失敗したと判断すると（ステップＳ６４：Ｎ）、表示部５４にその旨を表示し、暗号化データの再送や認証チップ３Ｃの確認や交換などを要求するなどの復号失敗（復号ＮＧ）または検証失敗（検証ＮＧ）に係る処理を行う（ステップＳ６５）。
【０１４１】
一方、暗号化データの復号化および電子署名の検証に成功すると（ステップＳ６４：Ｙ）、次に、復号化された認証結果がＯ．Ｋ．を示すものであるか否かを判断する（ステップＳ６６）。認証結果がＯ．Ｋ．を示すものである場合（ステップＳ６６：Ｙ）、ユーザの認証Ｏ．Ｋ．を示す信号を認証アプリケーションプログラム６３ａに引き渡し（ステップＳ６７）、処理を終了する。これにより、認証アプリケーションプログラム６３ａでは、所定の機能や情報、サービスの提供を行う。
【０１４２】
一方、認証結果がＮＧを示すものである場合（ステップＳ６６：Ｎ）、表示部５４にユーザに認証失敗（認証ＮＧ）等を知らせる表示を行い、再度の指紋読取指示を要求する等、指紋照合ＮＧに係る処理を行い（ステップＳ６８）、処理を終了する。
【０１４３】
以上説明した第３の実施の形態によれば、ユーザの指紋読取処理に加えて、取得した指紋データに基づくユーザ認証処理についても、カード型デバイス２Ｃ側で行うので、カード型デバイス２Ｃからは認証結果のみが送出されることになり、取得した指紋データ、登録済み指紋データ、暗号鍵、個人ＩＤ情報等の秘匿性を高めることができる。
【０１４４】
また、認証結果情報は暗号化して送信され、かつ、電子署名が添付されるので、認証結果情報の改竄や不正利用等を防止することができる。
【０１４５】
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明に係る第４の実施の形態を図１７および図１８を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成等については同様の符号を付してその説明を省略する。
【０１４６】
図１７に示すカード型デバイス２Ｄは、第３の実施の形態で説明した認証チップ３Ｃの代りに認証チップ３Ｄを備え、暗号化処理部Ｃの代わりに暗号化された認証結果情報の送信制御部２９Ｄを備えた以外は、第３の実施の形態と同様の構成である。
【０１４７】
認証チップ３Ｄは、暗号化処理部Ｄを備えた以外は、認証チップ３Ｃと同様の構成である。暗号化処理部Ｄは，指紋照合／認証処理部２９Ｃから受信した認証結果情報を暗号化するとともに、認証結果情報から電子署名を作成し、送信制御部２９Ｄに出力する。
【０１４８】
次に、図１８を参照して動作を説明する。図１８に示すように、ステップＳ５３までは第３の実施の形態と同様の処理が行われるので同様の符号を付して説明を省略する。
【０１４９】
ステップＳ５２またはステップＳ５３で認証結果情報が生成されると、次に、カード型デバイス２Ｄは、その認証結果情報を認証チップ３Ｄに送信する（ステップＳ７１）。
【０１５０】
認証チップ３Ｄは、認証結果情報を受信すると（ステップＳ７２）、認証結果情報を暗号化し（ステップＳ７３）、暗号化された認証結果情報からダイジェストを作成し（ステップＳ７４）、電子署名を作成する（ステップＳ７５）。そして、電子署名を暗号化した認証結果情報に添付して、カード型デバイス３Ｄに送信する（ステップＳ７５）。
【０１５１】
カード型デバイス２Ｄの送信制御部２９Ｄは、これを受信すると（ステップＳ７７）、電子機器５Ｃに送信する（ステップＳ７８）。その後、電子機器５Ｃは、第３の実施の形態と同様の処理（ステップＳ６２〜Ｓ６８）を行う。
【０１５２】
なお、ステップＳ７３において、個人ＩＤ情報やＣＡ証明書等を暗号化してもよい。また、ステップＳ７４、７５等において、これらのデータを被署名データに含めて電子署名を作成してもよく、ステップＳ７６において、電子署名付きの認証結果情報とともにこれらの暗号化した個人ＩＤ情報やＣＡ証明書を電子機器５Ｃに送信してもよい。
【０１５３】
第４の実施の形態によれば、認証チップ３Ｄが暗号化処理部Ｄを内蔵するので、認証チップ３Ｄの外に暗号鍵等が流出を防止することができる。また、個人ＩＤ情報等は暗号化されて認証チップ３Ｄからカード型デバイス２Ｄに送信されるので、これらのデータの秘匿性も高めることができる。さらに、カード型デバイス２Ｄからは電子署名付きの認証結果のみが送出されることになり、取得した指紋データの秘匿性を高めることができる。
【０１５４】
〔第５の実施の形態〕
次に、第５の実施の形態を図１９および図２０を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成については同様の符号を付してその説明を省略する。
【０１５５】
認証チップ３Ｅは、認証チップ制御部３４にバスを介して接続される暗号化処理部Ｅおよび指紋照合／認証処理部３６Ｅを備えている。メモリ部３５は、個人ＩＤ情報メモリ領域３５ａ、暗号鍵情報メモリ領域３５ｂ、その他のメモリ領域３５ｃ、登録済み指紋データメモリ領域３５ｄに加えて、認証チップ３Ｅに入力される指紋データを格納する入力指紋データメモリ領域３５ｅを備えている。暗号化処理部Ｅおよび指紋照合／認証処理部３６Ｅの基本的な機能は、第１の実施の形態〜第４の実施の形態と略同一である。
【０１５６】
次に、図２０を参照して動作を説明する。第５の実施の形態におけるユーザの認証処理は、図２０に示すように、ステップＳ４５までは第３の実施の形態と同様の処理が行われる。
【０１５７】
ステップＳ４５において指紋データの信号処理を終了した後、カード型デバイス２Ｅは、信号処理の施された指紋データとともに指紋照合／ユーザ認証指示を送信する（ステップＳ８１）。
【０１５８】
認証チップ３Ｅは、指紋データとともに指紋照合指示を受信すると（ステップＳ８２）、登録済み指紋データと指紋データとを照合し、その照合率を求める（ステップＳ８３）。
【０１５９】
次に、照合率が基準値以上であるか否かを判断し（ステップＳ８４）、照合率が基準値以上であると（ステップＳ８４：Ｙ）、認証結果がＯ．Ｋ．であることを示す認証結果情報を生成する（ステップＳ８５）。一方、照合率が基準値以下であると認証結果がＮＧであることを示す認証結果情報を生成する（ステップＳ８６）。
【０１６０】
次いで、暗号鍵情報メモリ領域３５ｂに格納された暗号鍵を用いて認証結果情報を暗号化する（ステップＳ８７）ハッシュ関数を用いて暗号化された認証結果情報からダイジェストを作成する（ステップＳ８８）。このダイジェストを署名鍵を用いて暗号化し、電子署名を作成する（ステップＳ８９）。
【０１６１】
そして、暗号化された認証結果情報に電子署名を添付して、カード型デバイスに送信する（ステップＳ９０）。カード型デバイス２Ｄは、これを受信すると（ステップＳ９１）、電子機器５Ｃに送信する（ステップＳ９２）。その後、電子機器５Ｃは、第３の実施の形態と同様の処理（ステップＳ６２〜Ｓ６５）を行う。
【０１６２】
第５の実施の形態によれば、認証チップ３Ｄが暗号化処理部Ｅに加えて、指紋照合／認証処理部３６Ｅも内蔵し、認証結果のみをカード型デバイスに送信するので、認証チップ３Ｄから暗号鍵、署名鍵、登録済み指紋データが一切流出せず、これらのデータの秘匿性をさらに高めることができる。また、個人ＩＤ情報についても認証チップ３Ｄにおいて暗号化してから、電子機器５Ｃに送信することができるので、個人ＩＤ情報の秘匿性を高めることができる。
【０１６３】
〔第６の実施の形態〕
次に、本発明に係る第６の実施の形態を図２１〜２３を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成等については同様の符号を付してその説明を省略する。
【０１６４】
第６の実施の形態におけるカード型デバイス２Ｆの外観構成例を図２１（ａ）、（ｂ）に示す。カード型デバイス２Ｆは、内部にはフラッシュメモリを有し、その筐体２０Ｆの他端部２４ＦにＵＳＢ接続端子を有するＵＳＢ接続携帯型フラッシュメモリである。このカード型デバイス３Ｆは、ＵＳＢ接続端子２５Ｆを介して、ＵＳＢ規格に基づいたシリアルインターフェース回路を備えた電子機器（例えば、ＰＤＡ、パーソナルコンピュータ）の他、図１７（ａ）、（ｂ）に示す電子ペン５Ｆ等に着脱することにより互いにデータの授受を行うことができる。このとき、トークン（Ｔｏｋｅｎ）と呼ばれる特殊なデータで表現してカード型デバイス３Ｆから電子機器にデータを送出することができる。
【０１６５】
図２１に示すように、カード型デバイス２Ｆの筐体２０Ｆの端面２１Ｆには認証チップ３Ｆを着脱自在に収容する収容部２２Ｆを備えられている。指紋読取部４は、図２１（ａ）に示すカード型デバイス３Ｆにおいては筐体２０Ｆの一端部２３Ｆに、図２１（ｂ）に示すカード型デバイス３Ｆにおいてはその側面部２９Ｆに設けられている。
【０１６６】
次に、カード型デバイス３Ｆの機能的構成を説明する。図２３に示すように、カード型デバイス３Ｆは、接続端子２５Ｆの代わりにＵＳＢ接続端子２５Ｆを、入出力制御部の代わりにＵＳＢ入出力制御部２６Ｆを備えた以外は、図１９に示したカード型デバイス３Ｅと略同一の構成であり、本実施の形態におけるユーザの認証処理に係る動作は第５の実施の形態（図２０参照）と同様である。
【０１６７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ＣＦカード等の超小型のメモリカードにもユーザの指紋データを取得する指紋取得部を設けることができ、その部品コストも低減することができる。また、認証チップを取り換えることにより、１つのカード型デバイスで複数のユーザの認証に用いることができる。さらに、ユーザの個人情報は認証チップに格納されるので、個人情報の秘匿性を高め、他人に不正に使用されるのを防止することができる。また、同一人であっても認証チップに格納する個人情報を容易に取り換えることができる。これらにより、携帯電話やＰＤＡ等の一般ユーザ向けの携帯用電子機器にも容易に指紋認証機能を拡張させることができる。
【０１６８】
請求項２に記載の発明によれば、指紋取得時の操作性が高く、外部に大きく突出しないため携帯性にも優れている。
【０１６９】
請求項３に記載の発明によれば、暗号化した個人情報および指紋データを電子機器に送信することにより、個人情報や指紋データの秘匿性を高めることができる。
【０１７０】
請求項４に記載の発明によれば、暗号化処理を認証チップ側で行うことにより、暗号鍵が認証チップから外に流出することがなく、鍵情報の秘匿性を高めることができる。また、認証チップを取り換えることにより、容易に暗号鍵や暗号化の方式を変更することができる。
【０１７１】
請求項５に記載の発明によれば、電子署名を指紋データおよび個人情報に添付して電子機器に送信するので、電子機器側で電子署名を検証することによりユーザを認証するとともに、指紋データおよび個人情報が改竄されていないことを確認することができる。
【０１７２】
請求項６に記載の発明によれば、ユーザの指紋データの取得と、指紋データに基づくユーザ認証をカード型デバイスで行うので、取得した指紋データ等の外部への流出を防止し、その秘匿性を高めることができる。また、認証チップを取り換えることにより、１つのカード型デバイスで複数のユーザの認証に用いることができる。さらに、ユーザの個人情報は認証チップに格納されるので、個人情報の秘匿性を高め、他人に不正に使用されるのを防止することができる。また、同一人であっても認証チップに格納する個人情報を容易に取り換えることができる。ＣＦカード等の超小型のメモリカードにもユーザの指紋データを取得する指紋取得部を設けることができ、その部品コストも低減することができる。
【０１７３】
請求項７に記載の発明によれば、認証チップにおいて、指紋データに基づくユーザの認証が行われるので、ユーザの指紋データが外部に流出するのを防止することができ、指紋データの秘匿性を高めることができる。
【０１７４】
請求項８に記載の発明によれば、電子機器は認証部によりカード型デバイスから送信される指紋データおよび個人情報に基づいてユーザを認証することができ、認証部によるユーザの認証結果に基づいて電子機器の動作を制限することができるので、電子機器およびカード型デバイスの不正使用およびカード型デバイスへの不正アクセスを防止することができる。
【０１７５】
請求項９に記載の発明によれば、復号部により、カード型デバイスから暗号化されて送信される指紋データおよび個人情報を復号化することができる。また、この復号化された指紋データおよび個人情報に基づいてユーザを認証し、認証結果に基づいて電子機器の動作を制限することができるので、電子機器およびカード型デバイスの不正使用およびカード型デバイスへの不正アクセスを防止することができる。
【０１７６】
請求項１０に記載の発明によれば、カード型デバイスから暗号化された指紋データおよび個人情報が電子機器に送信されるので、指紋データおよび個人情報の秘匿性を高くすることができる。また、電子機器は、復号部により復号化された指紋データおよび個人情報に基づいてユーザを認証するとともに、検証部により電子署名の正当性を検証し、これらの認証結果および検証結果に基づいて制御部により動作を制限することができるので、ユーザの認証をより厳しく行うことができ、電子機器およびカード型デバイスの不正使用およびカード型デバイスへの不正アクセスをより強固に防止することができる。
【０１７７】
請求項１１に記載の発明によれば、カード型デバイスから電子機器には認証結果のみ送信されるので、ユーザの指紋データや個人情報が外部に流出するのを防止することができ、指紋データや個人情報の秘匿性をより高くすることができる。さらに、その認証結果に基づいて電子機器の動作を制限することができるので、電子機器およびカード型デバイスの不正使用およびカード型デバイスへの不正アクセスを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態のカード型デバイスの外観構成例を示した分解斜視図である。
【図２】本発明を適用した第１の実施の形態のカード型デバイスの外観構成例を示した（ａ）正面図、（ｂ）側面図、（ｃ）背面図である。
【図３】図１に示すカード型デバイスに着脱自在に設けられる認証チップの（ａ）正面図および（ｂ）背面図である。
【図４】図１に示す指紋読取部４の構成例を示した側面図である。
【図５】本発明を適用した第１の実施の形態のカード型デバイスの機能的構成を示したブロック図である。
【図６】本発明を適用した第１の実施の形態の電子機器の機能的構成を示したブロック図である。
【図７】図６に示す電子機器の外観構成例（ａ）、（ｂ）を示した図である。
【図８】図６に示す電子機器の外観構成例を示した図である。
【図９】図６に示す電子機器の外観構成例を示した図である。
【図１０】図６に示す電子機器の外観構成例を示した図である。
【図１１】本発明を適用した第１の実施の形態のユーザ認証処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明を適用した第２の実施の形態のカード型デバイスの機能的構成を示した図である。
【図１３】本発明を適用した第２の実施の形態のユーザ認証処理を示すフローチャートである。
【図１４】本発明を適用した第３の実施の形態のカード型デバイスの機能的構成を示した図である。
【図１５】本発明を適用した第３の実施の形態の電子機器の機能的構成を示した図である。
【図１６】本発明を適用した第３の実施の形態のユーザ認証処理を示すフローチャートである。
【図１７】本発明を適用した第４の実施の形態の電子機器の機能的構成を示した図である。
【図１８】本発明を適用した第４の実施の形態のユーザ認証処理を示すフローチャートである。
【図１９】本発明を適用した第５の実施の形態のカード型デバイスの機能的構成を示した図である。
【図２０】本発明を適用した第５の実施の形態のユーザ認証処理を示すフローチャートである。
【図２１】本発明を適用した第６の実施の形態のカード型デバイスの外観構成例（ａ）、（ｂ）および認証チップの外観構成例（ｃ）を示した図である。
【図２２】本発明を適用した第６の実施の形態のカード型デバイスおよび電子機器の（ａ）接続される状態および（ｂ）接続された状態を示した図である。
【図２３】本発明を適用した第６の実施の形態のカード型デバイスの機能的構成を示した図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｃ 認証システム
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ カード型デバイス
２０Ａ、２０Ｆ 筐体
２１ 背面
２１Ｆ 端面
２２、２２Ｆ 収容部
２３ａ 一端面
２５Ａ、２５Ｆ 接続端子
２６ 入出力制御部
２６Ｆ ＵＳＢ入出力制御部
２８ 指紋信号処理部
２９Ｃ 認証処理部
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ 認証チップ
３５ メモリ部
３５ｂ 暗号鍵情報メモリ領域
３５ｄ 指紋データメモリ領域
３６Ｅ 指紋照合／認証処理部
４ 指紋読取部
４１ 回転ローラ
４５ 指紋センサ部
５Ａ、５Ｃ、５Ｆ 電子機器
５１ カード・スロット
６３ａ 認証アプリケーションプログラム
６３ｂ 指紋照合プログラム
６３ｃ 暗号復号・署名検証プログラム
Ａ、Ｂ、Ｃ 暗号化処理部
【発明の属する技術分野】
本発明は、カード型デバイスおよび認証システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器のネットワーク化が進み、電子機器間の通信が自由になり、どこからでも様々な情報にアクセスできるようになってきている。それに伴い他者の不正アクセスを防止するためにセキュリティの重要性が高まっている。セキュリティ技術の一つに指紋によってユーザを認証する方法があり、指紋読取センサをＰＣカードに設けたものがある。
【０００３】
例えば、ＣＣＤ（Ｃｏｕｐｌｅ ｃｈａｒｇｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等からなる二次元指紋読取センサをＰＣカードの把持位置に設けたものがある（特許文献１参照）。このＰＣカードを把持すると、二次元指紋読取センサにより自動的に指紋が採取され、指紋に基づいて使用者の認証が行われる。認証結果によって、ＰＣカードは外部機器に対して所定の動作許可状態又は動作禁止状態にされる。
【０００４】
他の例として、ＰＣカードの挿入部に二次元指紋読取センサを備えた指紋読取センサを一体にあるいは相対回転可能に機械的に連結したものもある（例えば、特許文献２参照）。このＰＣカードを電子機器のカード・スロットに装着させると、二次元指紋読取センサが電子機器の側部に配される。これは電子機器を使用するユーザを認証するための認証装置として使用することができ、認証結果によって電子機器の動作が制限されたり、ＰＣカードへのアクセスが禁止されたりする。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２４３４４４号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２０００−４８１７７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の指紋読取センサは把持位置に設けられているので、ＰＣカードを電子機器のカード・スロットに装着すると指紋読取センサがカード・スロットの内部に配されるので、ＰＣカードを電子機器に装着した状態でユーザを認証することはできなかった。
【０００８】
一方、特許文献２に記載の指紋読取センサは、ＰＣカードを電子機器のＰＣカード・スロットに装着させたときに大きく外部へ突出してしまうので、この指紋読取センサ付きのＰＣカードを電子機器に装着させたままで携帯させにくいという問題があった。
【０００９】
また、従来の指紋読取センサは、指を載置可能な平面矩形状に形成されており、ＣＣＤなどの高価な半導体素子を用いるためコスト高となっていた。さらに、二次元ＣＣＤチップは実装面積を要することから、携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等の拡張メモリとして使用されるＣＦカード（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｆｌａｓｈ Ｃａｒｄ）、ＳＤカード（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃａｒｄ）、ＭＭＣ（Ｍｕｌｔｉ Ｍｅｄｉａ Ｃａｒｄ）カード、ＵＳＢ接続携帯型フラッシュメモリ等の超小型のメモリカードに指紋読取センサを設けることはできなかった。このため、指紋認証によりこれらのメモリカードに記憶された情報を保護したり、携帯電話やＰＤＡ等にメモリカード等により指紋認証機能を拡張させることができなかった。
【００１０】
本発明の課題は、指紋読取センサを搭載した超小型のカード型デバイスおよびこのカード型デバイスを用いた認証システムを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、電子機器と接続されて使用されるカード型デバイスであって、ユーザの個人情報を格納する認証チップと、前記認証チップを着脱自在に収容する収容部が設けられたカード型の筐体と、前記筐体の端面にその外周面が突出して設けられた回転ローラと、前記回転ローラの外周面に当接される指の一次元指紋データを取得する一次元指紋データ取得部と、前記回転ローラを回転させることにより、前記一次元指紋データ取得部から位置を連続的に変えて取得される一次元指紋データから二次元像としての指紋データを合成する指紋データ合成部と、前記個人情報および前記指紋データを前記電子機器に送信するインターフェース部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、回転ローラを介して一次元指紋データ取得部により指紋の二次元像を得ることとしたので、それを実装するための面積も小さくすることができ、ＣＦカード等の超小型のメモリカードにも指紋読センサ設けることができる。また、指を載置可能な二次元の指紋読取センサ等からなる指紋データ取得部を設ける場合に比べて、ライン状の一次元指紋データ取得部はそれを構成する部品コストも低減することができる。さらに、認証チップはカード型デバイスから着脱自在であるので、認証チップを取り換えることにより、１つのカード型デバイスで複数のユーザの認証に用いることができる。このとき、ユーザの個人情報は認証チップに格納されるので、個人情報の秘匿性を高め、他人に不正に使用されるのを防止することができる。また、同一人であっても認証チップに格納する個人情報を容易に取り換えることができる。これらにより、携帯電話やＰＤＡ等の一般ユーザ向けの携帯用電子機器にも容易に指紋認証機能を拡張させることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のカード型デバイスにおいて、前記筐体は、前記電子機器に設けられるカード・スロットに挿入可能に形成され、前記回転ローラはこのカード・スロットの挿入口から露出する端面に設けられることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、回転ローラはカード・スロットの挿入口から露出する端面に設けられるので、カード型デバイスを電子機器に装着させた状態であっても回転ローラが大きく突出することがなく、携帯性に優れている。また、ユーザは、カード・スロットの挿入口に直交するようにして指をスライドさせることにより、回転ローラを回転させることができ、操作性に優れている。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のカード型デバイスにおいて、前記個人情報および前記指紋データを暗号化し、暗号化した個人情報および指紋データを生成する暗号化処理部を備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、カード型デバイスは暗号化処理部により暗号化した個人情報および指紋データを電子機器に送信することができるので、個人情報や指紋データの秘匿性を高めることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のカード型デバイスにおいて、前記暗号化処理部は、前記認証チップに内蔵されることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、暗号化処理部は認証チップに内蔵されるので、指紋データや個人情報の暗号化の際に使用する暗号鍵が認証チップから外に流出することがなく、鍵情報の秘匿性を高めることができる。また、認証チップを取り換えることにより、容易に暗号鍵や暗号化の方式を変更することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のカード型デバイスにおいて、前記認証チップは公開鍵暗号方式に基づく秘密鍵を格納し、前記暗号化処理部は前記秘密鍵を用いて前記個人情報または前記指紋データから電子署名を作成し、前記インターフェース部は、この電子署名とともに暗号化された指紋データおよび個人情報を前記電子機器に送信することを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、カード型デバイスは、暗号化処理部により個人情報または指紋データから作成された電子署名を指紋データおよび個人情報に添付して電子機器に送信するので、電子機器側では電子署名を検証することによりユーザを認証するとともに、指紋データおよび個人情報が改竄されていないことを確認することができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、電子機器と接続されて使用されるカード型デバイスであって、ユーザの個人情報を格納する認証チップと、前記認証チップを着脱自在に収容する収容部が設けられたカード型の筐体と、前記筐体の端面にその外周面が突出して設けられた回転ローラと、前記回転ローラの外周面に当接される指の一次元指紋データを取得する一次元指紋データ取得部と、前記回転ローラを回転させることにより、前記一次元指紋データ取得部から位置を連続的に変えて取得される一次元指紋データから二次元像としての指紋データを合成する指紋データ合成部と、前記指紋データに基づいてユーザの認証を行う認証部と、前記電子機器に前記認証部によるユーザの認証結果を送信するインターフェース部と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、カード型デバイスにおいて、ユーザの指紋データを取得するとともにこの指紋データに基づくユーザ認証を行えるので、取得した指紋データや認証の際に用いる登録済みの指紋データ等がカード型デバイスから外に流出するのを防止することができ、これらの指紋データの秘匿性を高めることができる。また、認証チップはカード型デバイスから着脱自在であるので、認証チップを取り換えることにより、１つのカード型デバイスで複数のユーザの認証に用いることができる。このとき、ユーザの個人情報は認証チップに格納されるので、個人情報の秘匿性を高め、他人に不正に使用されるのを防止することができる。また、同一人であっても認証チップに格納する個人情報を容易に取り換えることができる。
【００２３】
さらに、回転ローラを介して一次元指紋データ取得部により指紋の二次元像を得ることとしたので、それを実装するための面積も小さくすることができ、ＣＦカード等の超小型のメモリカードにも指紋読センサ設けることができる。また、指を載置可能な二次元の指紋読取センサ等からなる指紋データ取得部を設ける場合に比べて、ライン状の一次元指紋データ取得部はそれを構成する部品コストも低減することができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のカード型デバイスにおいて、前記認証部は前記認証チップに内蔵されることを特徴とする。
【００２５】
請求項７に記載の発明によれば、認証チップにおいて、指紋データに基づくユーザの認証が行われるので、ユーザの指紋データが外部に流出するのを防止することができ、指紋データの秘匿性を高めることができる。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、請求項１または２に記載のカード型デバイスと、このカード型デバイスを接続する電子機器とを備えた認証システムであって、前記電子機器は、前記カード型デバイスから前記インターフェース部を介して送信される指紋データおよび個人情報に基づいてユーザを認証する認証部と、前記認証部による認証結果に基づいて当該電子機器の動作を制限する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００２７】
請求項８に記載の発明によれば、電子機器は認証部によりカード型デバイスから送信される指紋データおよび個人情報に基づいてユーザを認証することができ、認証部によるユーザの認証結果に基づいて電子機器の動作を制限することができるので、電子機器およびカード型デバイスの不正使用およびカード型デバイスへの不正アクセスを防止することができる。
【００２８】
請求項９に記載の発明は、請求項３〜５のいずれか一項に記載のカード型デバイスと、このカード型デバイスを接続する電子機器とを備えた認証システムであって、前記電子機器は、前記カード型デバイスから送信される暗号化された前記指紋データおよび前記個人情報を復号化する復号化処理部と、復号化された指紋データまたは個人情報に基づいてユーザを認証する認証部と、前記認証部による認証結果に基づいて当該電子機器の動作を制限する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００２９】
請求項９に記載の発明によれば、復号部により、カード型デバイスから暗号化されて送信される指紋データおよび個人情報を復号化することができる。また、この復号化された指紋データおよび個人情報に基づいてユーザを認証し、認証結果に基づいて電子機器の動作を制限することができるので、電子機器およびカード型デバイスの不正使用およびカード型デバイスへの不正アクセスを防止することができる。
【００３０】
請求項１０に記載の発明は、請求項５に記載のカード型デバイスと、このカード型デバイスを接続する電子機器とを備えた認証システムであって、前記電子機器は、前記カード型デバイスから送信される暗号化された前記指紋データおよび前記個人情報を復号化する復号化処理部と、復号化された指紋データまたは個人情報に基づいてユーザを認証する認証部と、前記電子署名の正当性を検証する検証部と、前記認証部による認証結果および前記検証部による検証結果に基づいて当該電子機器の動作を制限する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００３１】
請求項１０に記載の発明によれば、カード型デバイスから暗号化された指紋データおよび個人情報が電子機器に送信されるので、指紋データおよび個人情報の秘匿性を高くすることができる。また、電子機器は、復号部により復号化された指紋データおよび個人情報に基づいてユーザを認証するとともに、検証部により電子署名の正当性を検証し、これらの認証結果および検証結果に基づいて制御部により動作を制限することができるので、ユーザの認証をより厳しく行うことができ、電子機器およびカード型デバイスの不正使用およびカード型デバイスへの不正アクセスをより強固に防止することができる。
【００３２】
請求項１１に記載の発明は、請求項６または７に記載のカード型デバイスと、このカード型デバイスを接続する電子機器とを備えた認証システムであって、前記電子機器は、前記カード型デバイスから前記インターフェース部を介して送信される前記認証結果に基づいて当該電子機器の動作を制限する制御部を備えたことを特徴とする。
【００３３】
請求項１１に記載の発明によれば、カード型デバイスから電子機器には認証結果のみ送信されるので、ユーザの指紋データや個人情報が外部に流出するのを防止することができ、指紋データや個人情報の秘匿性をより高くすることができる。さらに、その認証結果に基づいて電子機器の動作を制限することができるので、電子機器およびカード型デバイスの不正使用およびカード型デバイスへの不正アクセスを防止することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る第１の実施の形態〜第６の実施の形態を説明する。
【００３５】
〔第１の実施の形態〕
図１〜図１１を参照して、本発明に係る第１の実施の形態の認証システム１Ａを説明する。本実施の形態における認証システム１Ａは、図１および図２に示すカード型デバイス２Ａとこのカード型デバイス２Ａが接続される電子機器５Ａ（図６参照）とにより構成される。電子機器５Ａは、カード型デバイス２Ａを介して入力されるユーザの指紋データに基づいてユーザを認証することができ、さらにその認証結果に基づいて電子機器５Ａの機能の一部を制限することができる。
【００３６】
図１および図２にカード型デバイス２Ａの外観構成例を示す。
図１および図２に示すように、カード型デバイス２Ａは、カード型の筐体２０Ａと、筐体２０Ａの背面２１に設けられる収容部２２と、収容部２２に着脱自在に収容される認証チップ３Ａ（図３参照）と、筐体２０Ａの一端部２３に設けられる指紋読取部４（図４参照）と、筐体２０Ａの背面２１の他端部２４に設けられる接続端子２５Ａとを含む。
【００３７】
カード型デバイス２Ａはその筐体２０Ａの一端部２３を除いてカード・スロット５１（図６参照）に挿入されるように形成されている。カード・スロット５１に挿入された状態で、接続端子２５Ａが電子機器５Ａ側の接続コネクタ５１ａと接続され、カード型デバイス２Ａと電子機器５Ａとの間で情報の授受が行われる。このとき、指紋読取部４はカード・スロット５１のカード挿入口から露出される。
【００３８】
このような、カード型デバイス２Ａとして、例えば、ＰＣカード、ＣＦカード、ＭＭＣカード、ＳＤカード、メモリスティック（登録商標）等の規格化されたメモリカードを挙げることができる。
【００３９】
図１および２に示すように、収容部２２は、筐体２０Ａの背面２１に形成され、認証チップ３Ａを嵌装する嵌装部２２ａと、嵌装部２２ａを開閉自在に覆う開閉部２２ｂとを備えている。嵌装部２２ａは認証チップ３Ａの外形と略同形の凹部として形成され、その底面２２ｃには接続コネクタ２２ｄが設けられている。接続コネクタ２２ｄは、認証チップ３Ａが収容される際に、認証チップ３Ａ側に設けられる接続端子３１（図３参照）が接触される。
【００４０】
図１および図２に示すように、開閉部２２ｂは、蝶番２２ｅを介して筐体２０Ａの背面２１に固定される。開閉部２２ｂは、嵌装部２２ａを覆った状態でカード型デバイス２Ａの筐体２０Ａの背面２１と面一になるように形成される（図２（ｂ）参照）。
【００４１】
認証チップ３Ａは、図１〜図３に示すように、カード型デバイス２Ａよりも薄く小型に形成された筐体３０に耐タンパー性のＩＣチップ３２を内蔵するもので、収容部２２に着脱自在に収容される。筐体３０の裏面３３には、上述した接続端子３１が設けられている。
【００４２】
耐タンパー性とは、ある程度までの物理的衝撃（不当アクセス・改鼠等）に抵抗する機能をいい、外部からの不当なアクセスに対し、物理的な仕組みによってアクセスできないようにする他、分解して解析するなどがあった場合には、チップそのものが回路的に破壊されるような、偽造・変造・改竄等を防止する手段を備えたものをいう。
【００４３】
指紋読取部４は、図４に示すように、回転ローラ４１、光源４２、セルフォックレンズアレイ４３、基板４４、指紋センサ部４５を含み、回転ローラ４１の外周面４１ａの一部が筐体２０Ａの一端面２３ａに設けられたスリット２３ｂから外部に突出している。
【００４４】
回転ローラ４１は円筒状を呈しており、アクリル樹脂、ポリカーボネイト、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等の透光性材料から構成される。スリット２３ｂから露出した回転ローラ４１の外周面４１ａに指１００を圧接させて、その状態で指１００を所定の方向に移動させると、回転ローラ４１が回転する。
【００４５】
回転ローラ４１にはマイクロスイッチ（図示略）と、ロータリーエンコーダ（図示略）が設けられている。
【００４６】
マイクロスイッチは、カード型デバイス２Ａに内蔵される指紋画像信号処理部２８（図５参照）との接続をＯＮ／ＯＦＦするもので、回転ローラ４１の外周面４１ａに指１００が圧接されるとＯＮになり、指が離されるとＯＦＦになる。
【００４７】
ロータリーエンコーダは、回転ローラ４１が所定角度回転する毎にパルス信号を発生して指紋画像信号処理部２８に出力するものである。
【００４８】
なお、ロータリーエンコーダの代わりに、回転ローラ４１の外周面４１ａに回転量検出のための所定の印刷パターンを印刷しておき、そのパターンを読み取って指紋画像信号処理部２８にパルス信号を出力する回転検知センサを設けてもよい。
【００４９】
回転ローラ４１は中空に形成されており、その内部にホルダ４６が設けられている。ホルダ４６は、光源４２、セルフォックレンズアレイ４３、基板４４、指紋センサ部４５及びこれらの部品を保持するものである。ホルダ４６は、回転ローラ４１の一方の端又は両端から延出して筐体２０Ａに固定されており、回転ローラ４１が回転してもホルダ４６は回転しない状態に筐体２０Ａに支持されている。
【００５０】
光源４２は、スリット２３ｂに向けて光を発することで回転ローラ４１の外周面４１ａに当接した指１００に指紋読取光Ｌ０を照射するものであり、ＬＥＤ、有機ＥＬ、無機ＥＬ及び蛍光管等といった自発光素子から構成される。
【００５１】
セルフォックレンズアレイ４３は、回転ローラ４１の軸心に対して直交する中心軸を有する複数のセルフォックレンズを回転ローラ４１の軸心に平行な列を成すように配列したものであり、回転ローラ４１の外周面４１ａに当接する指１００の一次元像を指紋センサ部４５に結像させるものである。セルフォックレンズアレイ４３の光軸は、回転ローラ４１の軸心に対して直交し、セルフォックレンズアレイ４３の入射面４３ａはスリット２３ｂに指向している。
【００５２】
セルフォックレンズアレイ４３が指紋センサ部４５の受光面５５ａに結像する指１００の一次元像は、回転ローラ４１の外周面４１ａに当接された指１００の一次元像と向きが等しく（反転されず）、等倍になる。
【００５３】
基板４４は、指紋センサ部４５を表面に実装するとともに、指紋画像信号処理部２８等と信号の送受を行うための配線が施されている。
【００５４】
指紋センサ部４５は、回転ローラ４１の外周面４１ａに当接される指１００の一次元指紋データを取得するためのものであり、リニア型ＣＣＤイメージセンサ、リニア型ＣＭＯＳイメージセンサ等の光電変換素子で構成される。その受光面５５ａはスリット２３ｂに対向するように、回転ローラ４１の軸心に沿って平行に設けられている。セルフォックレンズアレイ４３等により受光面５５ａに結像された指紋の一次元像を電気信号としての一次元指紋信号に変換する。
【００５５】
なお、指紋センサ部４５および指紋読取部４は、上記した光学式に限定されるものではなく、静電容量式、感熱式、圧力式等、他の方式の指紋センサや、他の構造の小型指紋スキャナー装置で構成してもよい。
【００５６】
次に、図５を参照してカード型デバイス２Ａの機能的構成を説明する。図５に示すように、カード型デバイス２Ａは、接続端子２５Ａ、入出力制御部２６、メモリ２７、暗号化処理部Ａ、指紋画像信号処理部２８、指紋読取部４、認証チップ３Ａ、コネクタ２２ｄを備えている。これら各構成要素は互いにバスで接続されている。
【００５７】
入出力制御部２６は、電子機器５Ａとの間で指紋データを含む種々のデータ（情報）を所定のデータ伝送方式に従って伝送するものである。
【００５８】
メモリ２７は所定の記憶容量を有するＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）またはフラッシュメモリ（Ｆｌａｓｈ ＥＰＲＯＭ）等から構成される。
【００５９】
指紋画像信号処理部２８は、アナログ信号である一次元指紋信号をデジタル信号に変換して一次元指紋データを生成するとともに、二次元像としての指紋画像情報を生成する指紋読取処理を実行する。また、得られた指紋画像情報から特徴点を抽出する特徴点抽出処理を実行する。
【００６０】
なお、指紋画像信号処理部２８はＣＰＵ（図示略）等を備え、メモリ２７等に記憶された指紋画像信号処理プログラムに従って、これらの指紋読取処理および特徴点抽出処理を行う。
【００６１】
ここで、指紋画像信号処理部２８において行われる指紋読取処理について説明する。指紋読取処理はマイクロスイッチがＯＮすることにより開始される。ユーザが回転ローラ４１の外周面４１ａに指１００を圧接させた状態で一方向に移動させると、回転ローラ４１が回転する。このとき、マイクロスイッチがＯＮになり、ロータリーエンコーダから回転ローラ４１の所定角度回転する毎にパルス信号が発生される。
【００６２】
光源４２は指１００に対して指紋読取光Ｌ０を照射する。指１００に反射した光Ｌはセルフォックレンズアレイ４３等により指紋センサ部４５の受光面５５ａに集光される。指紋センサ部４５は、パルス信号に同期して一次元指紋信号を生成し、指紋画像信号処理部２８に出力する。指紋画像信号処理部２８では、パルス信号に同期して順次入力される一次元指紋信号をＡ／Ｄ変換して一次元指紋データを生成し、この一次元指紋データから、回転ローラ４１の回転方向に基づいて指紋の二次元像としての指紋データを合成する。
【００６３】
特徴点抽出処理では、指紋画像読取処理により合成された指紋の二次元像からその特徴点を抽出した特徴パラメータなどの指紋の特徴データが生成される。以下、指紋データと言った場合、特に断らない限りこの特徴データを含むこととする。
【００６４】
次に、認証チップ３Ａの機能的構成について説明する。認証チップ３Ａは、前述の接続端子３１、認証チップ制御部３４、メモリ部３５を有している。
【００６５】
認証チップ制御部３４はＣＰＵ等から構成される。認証チップ制御部３４は、メモリ部３５に格納された制御プログラム等に基づき、メモリ部３５への外部からのアクセスを管理する。これにより、メモリ部３５に格納される各種情報の保全性、安全性を保持することができる。
【００６６】
メモリ部３５は、ＥＥＰＲＯＭ等から構成され、個人ＩＤ情報メモリ領域３５ａ、暗号鍵情報メモリ領域３５ｂ、その他のメモリ領域３５ｃを有している。
【００６７】
個人ＩＤ情報メモリ領域３５ａには、個人ＩＤ情報（個人情報）が格納される。ここで、個人ＩＤ情報とは、認証に供される個人を特定可能な情報をいい、例えば、あるシステムにおいて特定のユーザに配布されたＩＤ番号、暗証番号等の他、氏名、性別、生年月日等が挙げられる。なお、ここでは個人ＩＤ情報にユーザの指紋データは含まれないものとする。
【００６８】
暗号鍵情報メモリ領域３５ｂには、指紋データ等の各種データを所定の暗号化方式に従って暗号化するための暗号鍵情報等が格納される。ここで、所定の暗号化方式とは、例えば、共通鍵暗号方式および公開鍵暗号方式を挙げることができる。共通鍵暗号方式とは、ある情報の暗号化と復号化に同一の鍵を用いる暗号方式である。一方、公開鍵暗号方式とはある情報の暗号化と復号化に互いに対になる２つの鍵（公開鍵、秘密鍵）を用いる暗号方式をいう。なお、これらの暗号鍵は認証に供されるユーザに固有の鍵となる。
【００６９】
また、暗号鍵情報メモリ領域３５ｂには、指紋データ等の各種データから公開鍵暗号方式に基づく秘密鍵により電子署名を作成する際に用いるハッシュ関数を格納してもよい。ハッシュ関数とは、どのような長さのデータであっても、それを決められた固定長のデータ（ハッシュ値）に変換する機能を有する関数である。なお、ハッシュ関数を用いて電子署名を作成する際に使用される秘密鍵は署名鍵と称される。
【００７０】
さらに、暗号鍵情報メモリ領域３５ｂに、ＣＡ証明書を格納してもよい。ＣＡ証明書は、認証局（Ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ Ａｕｔｈｏｒｉｔｙ）と呼ばれる第三者認証機関により発行されるものである。このＣＡ証明書にはユーザの公開鍵、認証局自身のデジタル証明書等も含まれる。
【００７１】
次に、カード型デバイス２Ａの筐体２０Ａ側に設けられる暗号化処理部Ａについて説明する。暗号化処理部Ａは、ＣＰＵ（図示略）等を備え、メモリ２７等に記憶された暗号処理プログラムに従って暗号化処理および電子署名作成処理を実行する。なお、図５には、暗号化処理部Ａと指紋画像信号処理部２８とは別の構成要素として示しているが、これらを同一のＣＰＵ等により構成してもよいのは勿論である。
【００７２】
暗号化処理部Ａは、暗号処理において認証チップ３Ａの暗号鍵情報メモリ領域３５ｂに格納された共通鍵または秘密鍵を用いて、指紋データの他、個人ＩＤ情報、その他各種データ（情報）を所定の暗号化方式に従って暗号化する。
【００７３】
また、暗号化処理部Ａは、電子署名作成処理において指紋データ、個人ＩＤ情報およびＣＡ証明書を被署名データとし、この被署名データから電子署名を作成する。電子署名は、ハッシュ関数を用いて指紋データまたは個人ＩＤ情報を固定長のデータにダイジェスト化し、それを署名鍵を用いて暗号化することにより作成される。この場合、電子署名は、受け手側（例えば、電子機器５Ａ）でユーザの公開鍵（「検証鍵」とも称される。）により復号化されその情報の信頼性が確認される。なお、電子署名等の復号化処理については後述する。
【００７４】
暗号化されたこれらの情報は、入出力制御部２６、接続端子２５Ａを介して電子機器５Ａに送信される。
【００７５】
次に、図６〜図１０を参照して、上記カード型デバイス２Ａが接続される電子機器５Ａ（５Ａ１〜５Ａ５）について説明する。電子機器５Ａは、カード型デバイス２Ａが接続されることによりカード型デバイス２Ａから送信される指紋データおよびユーザの個人ＩＤ情報に基づくユーザの認証を行う。電子機器５Ａは、ユーザ認証機能に加えて、住所録機能、スケジュール管理機能等各種の機能、外部との無線通信機能およびこの無線通信機能を利用したインターネット等のネットワーク接続機能等の各種の機能を備える。電子機器５Ａは、これらの機能の一部または全てをユーザの認証結果に基づいて制限することができる。
【００７６】
図６に示すように、電子機器５Ａは、カード・スロット５１、操作入力部５２、音声入出力部５３、表示部５４、移動体通信部５５、本体機能制御部６０を備え、これらはバス５６により互いに接続される。
【００７７】
このような電子機器５Ａとして、例えば、図７（ａ）、（ｂ）に示す携帯電話５Ａ１、５Ａ２、図８に示す折り畳み式携帯電話５Ａ３、図９に示すＰＤＡ等の携帯型情報機器５Ａ４、図１０に示す腕時計等の身体装着型電子機器５Ａ５等を挙げることができる。
【００７８】
図７〜図１０に示すように、これらの電子機器５Ａ１〜５Ａ５に設けられるカード・スロット５１の位置は特に限定されるものではない。いずれの場合も、カード型デバイス２Ａを装着させたとき、指紋読取部４の回転ローラ４１が外部に露出し、回転ローラ４１を指で圧接しながら回転させることができるようになっている。
【００７９】
カード・スロット５１にカード型デバイス２Ａが挿入されることにより前述の接続コネクタ５１ａとカード型デバイス２Ａの接続端子２５Ａとが接続され、カード型デバイス２Ａと電子機器５Ａとは互いに電気的に接続される。
【００８０】
操作入力部５２は、テンキー、各種機能スイッチ等を備え、そのキー操作による押下信号を本体機能制御部６０に設けられたＣＰＵ６１に出力する。
【００８１】
音声入出力部５３は、マイク５３ａと、スピーカ５３ｂと、音声コーデック部５３ｃとを備えて構成される。音声コーデック部５３ｃは、マイク５３ａから入力される音声信号（アナログ信号）をＡ／Ｄ変換器（図示略）によりデジタル音声信号に変換し、移動体通信部５５に出力する。また、移動体通信部５５を介して外部受信された音声信号（デジタル信号）を復号し、Ｄ／Ａ変換器（図示略）によりアナログ音声信号に変換して、スピーカ５３ｂに出力する。
【００８２】
表示部５４は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等からなる表示画面を備え、ＣＰＵ６１から入力される表示情報に基づく表示を行う。
【００８３】
移動体通信部５５は、無線基地局（図示せず）との間で着信・発信等に係る無線信号の送受信を行うアンテナ５５ａ、ＲＦ／送受信部５５ｂ、端末ＩＤ記憶部５５ｃ、通信制御部５５ｄ等を備え、ＣＰＵ６１から入力される指示に従って、通信制御部５５ｄが無線基地局との間でＩＭＴ−２０００準拠の通信方式（例えば、Ｗ−ＣＤＭＡやｃｄｍａ２０００）に対応する携帯電話用の通信プロトコルを実行し、この通信方式で設定される通信チャネルにより、送受話音声の送受信やデータ通信を実行する。
【００８４】
本体機能制御部６０は、上述したＣＰＵ６１の他、ＲＡＭ６２、プログラムメモリ６３、データメモリ６４、入出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）部６５を備え、ＣＰＵ６１において、ＲＡＭ６２の所定領域を作業領域としてプログラムメモリ６３に記憶されている各種制御プログラムおよび各種アプリケーションプログラムに従い、各部に制御信号を送って電子機器５Ａの動作全般を制御する。
【００８５】
プログラムメモリ６３は、認証アプリケーションプログラム６３ａ、指紋照合プログラム６３ｂ、暗号復号・署名検証プログラム６３ｃ、各種プロトコル処理プログラム６３ｄ、Ｉ／Ｏドライバ６３ｅを有している。
【００８６】
認証アプリケーションプログラム６３ａは、電子機器５Ａが有する各種アプリケーションプログラムのうち、ユーザの認証を要するアプリケーションプログラムをいう。具体的には、上記した住所録機能、スケジュール管理機能、無線通信機能、ネットワーク接続機能等を電子機器５Ａに実現させるための住所録用のプログラム、スケジュール管理用のプログラム、無線通信用のプログラム、ネットワーク接続用のプログラム等を挙げることができる。
【００８７】
指紋照合プログラム６３ｂは、カード型デバイス２Ａから受信する指紋データをデータメモリ６４に格納された登録済み指紋データと照合し、両者の一致を検証するためのプログラムである。カード型デバイス２Ａから送信される指紋データが指紋の特徴点が抽出された特徴データである場合、この特徴データに基づいて指紋を照合することができる。すなわち、データメモリ６４に格納される登録済み指紋データが特徴データである場合は勿論のこと、通常の指紋データであっても、その特徴点を抽出して、特徴データを生成し、特徴データ同士を照合することができる。なお、回転ローラ４１に圧接された指１００の位置や押し付ける強さ等によって指紋データにずれが生じることが想定されるので、指紋データを照合する際に、両者の照合率を求め、求めた照合率が予め定めた基準値（例えば、８５％など）以上であれば両指紋データが一致すると判断すると好ましい。
【００８８】
暗号復号・署名検証プログラム６３ｃは、データメモリ６４に格納された復号鍵を用いてカード型デバイス２Ａから暗号化されて送信される指紋データや個人情報を復号化するためのプログラムである。カード型デバイス２Ａから指紋データや個人情報とともに電子署名を受信した場合、検証鍵（公開鍵）を用いて復号化し、電子署名の正当性を検証することができる。
【００８９】
プロトコル処理プログラム６３ｄおよびＩ／Ｏドライバ６４ｅは、カード型デバイス２Ａとの間で情報の授受を行うための制御用プログラムである。
【００９０】
データメモリ６４は、アプリ・データメモリ領域６４ａ、登録済み指紋データメモリ領域６４ｂ、復号指紋データメモリ領域６４ｃ、復号個人ＩＤ情報メモリ領域６４ｄ、復号鍵／ＣＡ証明書メモリ領域６４ｅを有している。
【００９１】
アプリ・データメモリ領域６４ａには、認証アプリケーションプログラム６３ａ等、各種アプリケーションプログラムにおいて使用されるデータが格納される。
【００９２】
登録済み指紋データメモリ領域６４ｂには、予め登録された正規のユーザの指紋データが格納される。なお、ここに格納される指紋データはユーザの指紋の特徴点を抽出した特徴データであってもよい。
【００９３】
復号指紋データメモリ領域６４ｃおよび個人ＩＤ情報メモリ領域６４ｄには、復号化された指紋データおよび個人ＩＤ情報がそれぞれ格納される。
【００９４】
復号鍵／ＣＡ証明書メモリ領域６４ｅには、復号鍵、検証鍵、ＣＡ証明書等が格納される。復号鍵は、暗号化されて受信する指紋データおよび個人情報を復号可能な共通鍵もしくは公開鍵である。検証鍵は署名鍵と対になる復号鍵であり、電子署名を復号化するための公開鍵である。ＣＡ証明書は前述の通りである。
【００９５】
次に、図１１を参照して、以上説明した電子機器５Ａとカード型デバイス２Ａとを備えた認証システム１Ａにおけるユーザの認証処理について説明する。なお、図１１には、電子機器５Ａにおいて実行される処理、カード型デバイス２Ａ（但し、認証チップ３Ａは除く）において実行される処理、認証チップ３Ａにおいて実行される処理を示した。なお、当該認証処理は、電子機器５Ａのカード・スロット５１にカード型デバイス２Ａが挿入され、互いに接続された状態で行われる。
【００９６】
図１１に示すように、認証アプリケーションプログラム６３ａまたは指紋照合プログラム６３ｂ等からユーザ認証または指紋照合の要求があると、電子機器５Ａはカード型デバイス２Ａに対して指紋読取指示を送信する（ステップＳ１）。このとき、表示部５４には「指で回転ローラ４１を回転させてください」等の表示が行われる（図示略）。
【００９７】
カード型デバイス２Ａはこれを受信すると（ステップＳ２）、指紋読取部４の初期設定を行う（ステップＳ３）。なお、初期設定では、光源の設定、指紋センサ部のゲイン調整等各種の処理が行われる。
【００９８】
表示部５４の表示に従って、ユーザが回転ローラ４１を指１００で回転させると、カード型デバイス２Ａの指紋画像信号処理部２８は、これを感知して前述の指紋読取処理を実行する（ステップＳ４）。
【００９９】
次に、指紋画像信号処理部２８では合成した指紋データの正規化、特徴点抽出処理、データ圧縮処理等の各種信号処理を適宜行い、これを暗号化処理部Ａに出力する（ステップＳ５）。
【０１００】
暗号化処理部Ａは認証チップ３Ａに個人ＩＤ情報および暗号鍵情報を要求する（ステップＳ６）。これを受信すると（ステップＳ７）、認証チップ３Ａは、個人ＩＤ情報および暗号鍵情報としての暗号鍵、ハッシュ関数、署名鍵を暗号化処理部Ａに出力する（ステップＳ８）。このとき、ＣＡ証明書が格納されている場合、ＣＡ証明書についても暗号化処理部Ａに出力してもよい。
【０１０１】
暗号化処理部Ａは、認証チップ３Ａから個人ＩＤ情報および暗号鍵情報を受信すると（ステップＳ９）、指紋データおよび個人ＩＤ情報を暗号鍵を用いて暗号化する（ステップＳ１０）。そして、暗号化された指紋データおよび個人ＩＤ情報を被署名データとし、ハッシュ関数を用いてこの被署名データからダイジェストを作成する（ステップＳ１１）。このとき、暗号鍵情報に、ＣＡ証明書が含まれる場合、被署名データにＣＡ証明書を含めてもよい（以下の実施の形態についても同様である）。
【０１０２】
次に、このダイジェストを署名鍵で暗号化して、電子署名を作成する（ステップＳ１２）。以下、電子署名が添付された被署名データを電子署名付きの暗号化データという。
【０１０３】
次に、入出力制御部２６では、暗号化処理部Ａから入力された電子署名付きの暗号化データを電子機器５Ａに送信する（ステップＳ１３）。
【０１０４】
電子機器５Ａ側の本体機能制御部６０（ＣＰＵ６１）は、電子署名付きの暗号化データを受信すると（ステップＳ１４）、暗号復号・署名検証プログラム６３ｃを起動して、データメモリ６４に格納された復号鍵を用いて暗号化された指紋データを復号化するとともに、検証鍵を用いて電子署名の正当性を検証する（ステップＳ１５）。
【０１０５】
次いで、暗号化データの復号化および電子署名の検証に成功したか否かを判断する（ステップＳ１６）。暗号化データの復号化または電子署名の検証が失敗したと判断すると（ステップＳ１６：Ｎ）、表示部５４にその旨を表示し、暗号化データの再送や認証チップ３Ａの確認や交換などを要求するなどの復号失敗（復号ＮＧ）または検証失敗（検証ＮＧ）に係る処理を行う（ステップＳ１７）。
【０１０６】
一方、暗号化データの復号化および電子署名の検証に成功すると（ステップＳ１６：Ｙ）、本体機能制御部６０は指紋照合プログラム６３ｂを起動し、データメモリに格納された登録済み指紋データと復号化された指紋データとを照合し、両指紋データの照合率を求める（ステップＳ１８）。
【０１０７】
次に、照合率が予め設定された基準値以上であるか否かを判断し（ステップＳ１９）、基準値以上である場合（ステップＳ１９：Ｙ）、ユーザの認証Ｏ．Ｋ．の信号を認証アプリケーションプログラム６３ａに引き渡し（ステップＳ２０）、処理を終了する。これにより、認証アプリケーションプログラム６３ａでは、所定の機能や情報、サービスの提供を行う。
【０１０８】
一方、照合率が予め設定された基準値以下である場合（ステップＳ１９：Ｎ）、表示部５４にユーザに認証失敗（認証ＮＧ）等を知らせる表示を行い、再度の指紋読取指示を要求する等、指紋照合ＮＧに係る処理を行う（ステップＳ２１）。
【０１０９】
なお、ユーザの認証結果は、所定の時間、操作入力部５２からの操作が行われない場合、その認証結果を消去して初期状態にすることが望ましい。
【０１１０】
以上説明したカード型デバイス２Ａによれば、認証チップ３Ａがカード型デバイス２Ａの筐体２０Ａに設けられた収容部２２に着脱自在に収容されているので、認証チップ３Ａを交換することにより、ユーザ毎の鍵情報や個人ＩＤ情報を容易に取り換えることができる。そして、電子機器５Ａのデータメモリ６４に複数の登録者の指紋データや個人ＩＤ情報を格納しておくことにより、電子機器５Ａはカード型デバイス２Ａを装着することにより複数のユーザを認証することができる。このとき、ユーザ毎の鍵情報や個人ＩＤ情報は認証チップ３Ａに格納されるので、カード型デバイス２Ａを複数人で使用しても、これらの情報が他人に不正使用されるのを防止することができる。また、登録者毎に電子機器５Ａにおいて使用できる機能と使用できない機能を設定することもできる。さらに同一のユーザであっても、使用できるサービス毎に固有の認証チップ３Ａを与えることにより、使用可能な機能やサービスの使い分けをすることができる。
【０１１１】
また、指紋データ等はカード型デバイス２Ａにおいて暗号化されて電子機器５Ａに送信されるので、指紋読取部４を介して取得した指紋データの秘匿性を高めることができる。
【０１１２】
指紋読取部４は、回転ローラ４１やリニア型ＣＣＤ等から構成される指紋センサ部４５等から構成し、指紋画像信号処理部２８により一次元指紋データを二次元像としての指紋データを得ることとしたので、指紋の採取面の面積を小さくすることができ、ＣＦカード等の超小型のメモリカードにも指紋読取センサを設けることができる。また、二次元の矩形状ＣＣＤ等から構成される指紋読取センサを設ける場合に比べて、指紋センサを構成する部品コストを低減することができる。これらにより、携帯電話５Ａ１〜５Ａ３、ＰＤＡ５Ａ４、腕時計５Ａ５等の一般ユーザ向けの電子機器５Ａに容易に指紋認証機能を拡張させることができる。
【０１１３】
また、指紋センサ部４５を透光性材料からなる回転ローラ４１の内側に配しているので、指１００を回転ローラ４１の外周面４１ａに圧接させた状態で移動させることにより、指１００を指紋センサ部４５に対して直交する方向に案内しながら移動させることができる。これにより、指紋読取時の指の変形やゆがみを防ぐことができる。また、ロータリーエンコーダ等により指の移動量を容易に管理することができるので、指紋センサ部４５により一次元指紋データを取得するタイミングを制御することができる。
【０１１４】
さらに、回転ローラ４１は、カード・スロット５１の挿入口から露出する端面に突出して設けられるので、回転させやすく操作性が高い。さらに、指紋読取部４をコンパクトに構成することができるので、カード型デバイス２Ａを電子機器５Ａのカード・スロット５１に装着させた状態でも指紋読取部４が外部に大きく突出せず、携帯性に優れている。
【０１１５】
また、本実施の形態では、ユーザの認証結果に基づいて、認証アプリケーションプログラム６３ａが提供する機能や情報、サービスを一部または全て制限することができるので、電子機器５Ａの不正利用、電子機器５Ａに格納されたデータ等への不正アクセス、カード型デバイス２Ａに格納されたデータ等への不正アクセス等を防止することができる。
【０１１６】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明に係る第２の実施の形態を図１２および図１３を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成等については同様の符号を付してその説明を省略する。
【０１１７】
図１２に示すカード型デバイス２Ｂは、暗号化処理部Ａの代わりに暗号化データの送信制御部２９Ｂを、認証チップ３Ａの代わりに認証チップ３Ｂを備えた以外は、第１の実施の形態のカード型デバイス２Ａと略同様の構成であり、電子機器５Ａ（図６参照）に接続されて使用される。
【０１１８】
認証チップ３Ｂは、暗号化処理部Ｂを備えた以外は、第１の実施の形態における認証チップ３Ａと同様の構成である。暗号化処理部Ｂは、暗号鍵情報メモリ領域３５ｂに格納された暗号鍵を用いて各種データを所定の暗号化方式に従って暗号化するもので、第１の実施の形態における暗号化処理部Ａと略同一の機能を有する。
【０１１９】
すなわち、暗号化データの送信制御部２９Ｂを介して認証チップ３Ｂに入力される指紋データや個人ＩＤ情報メモリ領域３５ａに格納された個人ＩＤ情報を暗号化することができ、暗号鍵情報メモリ領域３５ｂに格納された署名鍵およびハッシュ関数を用いて、指紋データおよび個人ＩＤ情報等から電子署名を作成することができる。
【０１２０】
次に、本実施の形態におけるユーザの認証処理に係る動作を説明する。
図１３に示すように、ステップＳ５までは図１１に示す第１の実施の形態等同様の動作が行われるので説明を省略する。
【０１２１】
指紋データの信号処理等が終了すると（ステップＳ５）、その指紋データは認証チップ３Ｂに送信される（ステップＳ３１）。認証チップ３Ｂは、カード型デバイス２Ｂから送信された指紋データを受信すると（ステップＳ３２）、これと個人ＩＤ情報等を暗号化し（ステップＳ３３）、暗号化した指紋データ等から電子署名を作成する（ステップＳ３４、Ｓ３５）。そして、この電子署名付きの暗号化データをカード型デバイス２Ｂに送信する（ステップＳ３６）。カード型デバイス２Ｂは、電子署名付きの暗号化データを認証チップ３Ｂから受信すると、以後、図１１に示すステップＳ１３〜ステップＳ２１と同様の処理を行う。すなわち、指紋データ等の暗号化および電子署名の作成を認証チップ３Ｂ側で行う以外は、第１の実施の形態と略同一の処理となる。
【０１２２】
第２の実施の形態によれば、指紋データ等の暗号化、電子署名の作成を認証チップ３Ｂ側で行うので、認証チップ３Ｂから暗号鍵情報が外に流出せず、暗号鍵情報の秘匿性を高めることができる。また、個人ＩＤ情報は、暗号化されたもののみが認証チップ３Ｂの外部に出力されるので、個人ＩＤ情報の秘匿性も高めることができる。
【０１２３】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明に係る第３の実施の形態を図１４〜図１６を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成については同様の符号を付してその説明を省略する。
【０１２４】
第３の実施の形態における認証システム１Ｃは、図１４に示すカード型デバイス２Ｃと、このカード型デバイス２Ｃが接続される電子機器５Ｃ（図１５参照）とにより構成される。カード型デバイス３Ｃは指紋読取部４を介して入力されるユーザの指紋データに基づいてユーザを認証することができ、その認証結果を電子機器５Ｃに送信する。電子機器５Ｃはカード型デバイス２Ｃから受信した認証結果に基づき、その機能の一部を制限することができる。
【０１２５】
カード型デバイス３Ｃは、図１４に示すように、接続端子２５Ａ、入出力制御部２６、メモリ２７、暗号化処理部Ｃ、指紋画像信号処理部２８、指紋読取部４、指紋照合／認証処理部２９Ｃ、認証チップ３Ｃ、コネクタ２２ｄを備えている。これら各構成要素は互いにバスで接続されている。
【０１２６】
指紋照合／認証処理部（認証部）２９Ｃは、指紋画像信号処理部２８、暗号化処理部Ｃ等と同様にＣＰＵ（図示略）等を備え、メモリ２７等に記憶された認証プログラムに従って、指紋データに基づくユーザの認証処理を実行する。なお、図 には、指紋画像信号処理部２８、暗号化処理部Ｃ、指紋照合／認証処理部２９Ｃはそれぞれ別の構成要素として示しているが、これらを同一のＣＰＵ等により構成してもよいのは勿論である。
【０１２７】
認証チップ３Ｃは、メモリ部３５に登録済み指紋データメモリ領域３５ｄが設けられた以外は、第１の実施の形態における認証チップ３Ａと同様の構成である。
【０１２８】
一方、図１５に示す電子機器５Ｃは、プログラムメモリ６３に指紋照合プログラム６３ｂを格納していない点を除けば、第１の実施の形態および第２の実施の形態の電子機器５Ａと同様の構成である。
【０１２９】
次に、図１６を参照して、第３の実施の形態の認証システム１Ｃにおける認証処理について説明する。
【０１３０】
図１６に示すように、認証アプリケーションプログラム６３ａまたは指紋照合プログラム６３ｂからユーザ認証または指紋照合の要求があると、電子機器５Ｃは、カード型デバイス２Ｃに指紋照合／ユーザ認証指示を送信する（ステップＳ４１）。
【０１３１】
カード型デバイス２Ｃは、これを受信すると（ステップＳ４２）、指紋読取部４の初期設定を行う（ステップＳ４３）。なお、初期設定は第１の実施の形態と同様に行われる。
【０１３２】
ユーザが、回転ローラ４１を指１００で回転させると、カード型デバイス２Ｃの指紋画像信号処理部２８は、これを感知して、指紋読取処理を実行する（ステップＳ４４）。次いで、指紋画像信号処理部２８では、合成した指紋データの正規化、特徴点抽出処理、データ圧縮処理等の信号処理を適宜行い、これを指紋照合／認証処理部２９Ｃに出力する（ステップＳ４５）。なお、これらの処理は第１の実施の形態と略同一である。
【０１３３】
次に、指紋照合／認証処理部２９Ｃは、認証チップ３Ｃに登録済み指紋データの送信要求を行う（ステップＳ４６）。認証チップ３Ｃはこれを受けて（ステップＳ４７）、登録済み個人情報を送信する（ステップＳ４８）。
【０１３４】
指紋照合／認証処理部２９Ｃはこれを受信すると（ステップＳ４９）、指紋読取部４を介して取得した指紋データと、登録済み指紋データとを照合し、両者の指紋データの照合率を求める（ステップＳ５０）。
【０１３５】
照合率が基準値以上であるか否かを判断し（ステップＳ５１）、基準値以上である場合（ステップＳ５１：Ｙ）、認証Ｏ．Ｋ．を示す認証結果情報を生成する（ステップＳ５２）。照合率が基準値以下であると（ステップＳ５１：Ｎ）、認証ＮＧを示す認証結果情報を生成する（ステップＳ５３）。
【０１３６】
次に、ステップＳ５４では、ステップＳ５２またはステップＳ５３で生成された認証結果情報を暗号化し、電子署名を作成するために、認証チップ３Ｃに暗号鍵情報として暗号鍵、ハッシュ関数、個人ＩＤ情報等を要求する。
【０１３７】
これを受けて（ステップＳ５５）、認証チップ３Ｃが暗号鍵報をカード型デバイス２Ｃに出力すると（ステップＳ５６）、暗号化処理部Ｃはこれを受信して（ステップＳ５７）、認証結果情報を暗号化する（ステップＳ５８）。
【０１３８】
そして、ハッシュ関数を用いて暗号化した認証結果情報と、個人ＩＤ情報、ＣＡ証明書等を被署名データとし、そのダイジェストを作成する（ステップＳ５９）。次いで、このダイジェストから電子署名を作成する（ステップＳ６０）し、暗号化された認証結果情報に電子署名を添付してカード型デバイス２Ｃに送信する（ステップＳ６１）。なお、このとき、個人ＩＤ情報、ＣＡ証明書等を暗号化して、暗号化された認証結果情報とともにカード型デバイス２Ｃに送信してもよいのは勿論である。
【０１３９】
カード型デバイス２Ｃはこれを受信すると（ステップＳ６２）、暗号復号・署名検証プログラム６３ｃを起動して、データメモリ６４に格納された復号鍵を用いて暗号化された認証結果情報を復号化するとともに、検証鍵を用いて電子署名の正当性を検証する（ステップＳ６３）。
【０１４０】
暗号化された認証結果情報の復号化、電子署名の検証に成功したか否かを判断し（ステップＳ６４）、暗号化データの復号化または電子署名の検証が失敗したと判断すると（ステップＳ６４：Ｎ）、表示部５４にその旨を表示し、暗号化データの再送や認証チップ３Ｃの確認や交換などを要求するなどの復号失敗（復号ＮＧ）または検証失敗（検証ＮＧ）に係る処理を行う（ステップＳ６５）。
【０１４１】
一方、暗号化データの復号化および電子署名の検証に成功すると（ステップＳ６４：Ｙ）、次に、復号化された認証結果がＯ．Ｋ．を示すものであるか否かを判断する（ステップＳ６６）。認証結果がＯ．Ｋ．を示すものである場合（ステップＳ６６：Ｙ）、ユーザの認証Ｏ．Ｋ．を示す信号を認証アプリケーションプログラム６３ａに引き渡し（ステップＳ６７）、処理を終了する。これにより、認証アプリケーションプログラム６３ａでは、所定の機能や情報、サービスの提供を行う。
【０１４２】
一方、認証結果がＮＧを示すものである場合（ステップＳ６６：Ｎ）、表示部５４にユーザに認証失敗（認証ＮＧ）等を知らせる表示を行い、再度の指紋読取指示を要求する等、指紋照合ＮＧに係る処理を行い（ステップＳ６８）、処理を終了する。
【０１４３】
以上説明した第３の実施の形態によれば、ユーザの指紋読取処理に加えて、取得した指紋データに基づくユーザ認証処理についても、カード型デバイス２Ｃ側で行うので、カード型デバイス２Ｃからは認証結果のみが送出されることになり、取得した指紋データ、登録済み指紋データ、暗号鍵、個人ＩＤ情報等の秘匿性を高めることができる。
【０１４４】
また、認証結果情報は暗号化して送信され、かつ、電子署名が添付されるので、認証結果情報の改竄や不正利用等を防止することができる。
【０１４５】
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明に係る第４の実施の形態を図１７および図１８を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成等については同様の符号を付してその説明を省略する。
【０１４６】
図１７に示すカード型デバイス２Ｄは、第３の実施の形態で説明した認証チップ３Ｃの代りに認証チップ３Ｄを備え、暗号化処理部Ｃの代わりに暗号化された認証結果情報の送信制御部２９Ｄを備えた以外は、第３の実施の形態と同様の構成である。
【０１４７】
認証チップ３Ｄは、暗号化処理部Ｄを備えた以外は、認証チップ３Ｃと同様の構成である。暗号化処理部Ｄは，指紋照合／認証処理部２９Ｃから受信した認証結果情報を暗号化するとともに、認証結果情報から電子署名を作成し、送信制御部２９Ｄに出力する。
【０１４８】
次に、図１８を参照して動作を説明する。図１８に示すように、ステップＳ５３までは第３の実施の形態と同様の処理が行われるので同様の符号を付して説明を省略する。
【０１４９】
ステップＳ５２またはステップＳ５３で認証結果情報が生成されると、次に、カード型デバイス２Ｄは、その認証結果情報を認証チップ３Ｄに送信する（ステップＳ７１）。
【０１５０】
認証チップ３Ｄは、認証結果情報を受信すると（ステップＳ７２）、認証結果情報を暗号化し（ステップＳ７３）、暗号化された認証結果情報からダイジェストを作成し（ステップＳ７４）、電子署名を作成する（ステップＳ７５）。そして、電子署名を暗号化した認証結果情報に添付して、カード型デバイス３Ｄに送信する（ステップＳ７５）。
【０１５１】
カード型デバイス２Ｄの送信制御部２９Ｄは、これを受信すると（ステップＳ７７）、電子機器５Ｃに送信する（ステップＳ７８）。その後、電子機器５Ｃは、第３の実施の形態と同様の処理（ステップＳ６２〜Ｓ６８）を行う。
【０１５２】
なお、ステップＳ７３において、個人ＩＤ情報やＣＡ証明書等を暗号化してもよい。また、ステップＳ７４、７５等において、これらのデータを被署名データに含めて電子署名を作成してもよく、ステップＳ７６において、電子署名付きの認証結果情報とともにこれらの暗号化した個人ＩＤ情報やＣＡ証明書を電子機器５Ｃに送信してもよい。
【０１５３】
第４の実施の形態によれば、認証チップ３Ｄが暗号化処理部Ｄを内蔵するので、認証チップ３Ｄの外に暗号鍵等が流出を防止することができる。また、個人ＩＤ情報等は暗号化されて認証チップ３Ｄからカード型デバイス２Ｄに送信されるので、これらのデータの秘匿性も高めることができる。さらに、カード型デバイス２Ｄからは電子署名付きの認証結果のみが送出されることになり、取得した指紋データの秘匿性を高めることができる。
【０１５４】
〔第５の実施の形態〕
次に、第５の実施の形態を図１９および図２０を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成については同様の符号を付してその説明を省略する。
【０１５５】
認証チップ３Ｅは、認証チップ制御部３４にバスを介して接続される暗号化処理部Ｅおよび指紋照合／認証処理部３６Ｅを備えている。メモリ部３５は、個人ＩＤ情報メモリ領域３５ａ、暗号鍵情報メモリ領域３５ｂ、その他のメモリ領域３５ｃ、登録済み指紋データメモリ領域３５ｄに加えて、認証チップ３Ｅに入力される指紋データを格納する入力指紋データメモリ領域３５ｅを備えている。暗号化処理部Ｅおよび指紋照合／認証処理部３６Ｅの基本的な機能は、第１の実施の形態〜第４の実施の形態と略同一である。
【０１５６】
次に、図２０を参照して動作を説明する。第５の実施の形態におけるユーザの認証処理は、図２０に示すように、ステップＳ４５までは第３の実施の形態と同様の処理が行われる。
【０１５７】
ステップＳ４５において指紋データの信号処理を終了した後、カード型デバイス２Ｅは、信号処理の施された指紋データとともに指紋照合／ユーザ認証指示を送信する（ステップＳ８１）。
【０１５８】
認証チップ３Ｅは、指紋データとともに指紋照合指示を受信すると（ステップＳ８２）、登録済み指紋データと指紋データとを照合し、その照合率を求める（ステップＳ８３）。
【０１５９】
次に、照合率が基準値以上であるか否かを判断し（ステップＳ８４）、照合率が基準値以上であると（ステップＳ８４：Ｙ）、認証結果がＯ．Ｋ．であることを示す認証結果情報を生成する（ステップＳ８５）。一方、照合率が基準値以下であると認証結果がＮＧであることを示す認証結果情報を生成する（ステップＳ８６）。
【０１６０】
次いで、暗号鍵情報メモリ領域３５ｂに格納された暗号鍵を用いて認証結果情報を暗号化する（ステップＳ８７）ハッシュ関数を用いて暗号化された認証結果情報からダイジェストを作成する（ステップＳ８８）。このダイジェストを署名鍵を用いて暗号化し、電子署名を作成する（ステップＳ８９）。
【０１６１】
そして、暗号化された認証結果情報に電子署名を添付して、カード型デバイスに送信する（ステップＳ９０）。カード型デバイス２Ｄは、これを受信すると（ステップＳ９１）、電子機器５Ｃに送信する（ステップＳ９２）。その後、電子機器５Ｃは、第３の実施の形態と同様の処理（ステップＳ６２〜Ｓ６５）を行う。
【０１６２】
第５の実施の形態によれば、認証チップ３Ｄが暗号化処理部Ｅに加えて、指紋照合／認証処理部３６Ｅも内蔵し、認証結果のみをカード型デバイスに送信するので、認証チップ３Ｄから暗号鍵、署名鍵、登録済み指紋データが一切流出せず、これらのデータの秘匿性をさらに高めることができる。また、個人ＩＤ情報についても認証チップ３Ｄにおいて暗号化してから、電子機器５Ｃに送信することができるので、個人ＩＤ情報の秘匿性を高めることができる。
【０１６３】
〔第６の実施の形態〕
次に、本発明に係る第６の実施の形態を図２１〜２３を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同様の構成等については同様の符号を付してその説明を省略する。
【０１６４】
第６の実施の形態におけるカード型デバイス２Ｆの外観構成例を図２１（ａ）、（ｂ）に示す。カード型デバイス２Ｆは、内部にはフラッシュメモリを有し、その筐体２０Ｆの他端部２４ＦにＵＳＢ接続端子を有するＵＳＢ接続携帯型フラッシュメモリである。このカード型デバイス３Ｆは、ＵＳＢ接続端子２５Ｆを介して、ＵＳＢ規格に基づいたシリアルインターフェース回路を備えた電子機器（例えば、ＰＤＡ、パーソナルコンピュータ）の他、図１７（ａ）、（ｂ）に示す電子ペン５Ｆ等に着脱することにより互いにデータの授受を行うことができる。このとき、トークン（Ｔｏｋｅｎ）と呼ばれる特殊なデータで表現してカード型デバイス３Ｆから電子機器にデータを送出することができる。
【０１６５】
図２１に示すように、カード型デバイス２Ｆの筐体２０Ｆの端面２１Ｆには認証チップ３Ｆを着脱自在に収容する収容部２２Ｆを備えられている。指紋読取部４は、図２１（ａ）に示すカード型デバイス３Ｆにおいては筐体２０Ｆの一端部２３Ｆに、図２１（ｂ）に示すカード型デバイス３Ｆにおいてはその側面部２９Ｆに設けられている。
【０１６６】
次に、カード型デバイス３Ｆの機能的構成を説明する。図２３に示すように、カード型デバイス３Ｆは、接続端子２５Ｆの代わりにＵＳＢ接続端子２５Ｆを、入出力制御部の代わりにＵＳＢ入出力制御部２６Ｆを備えた以外は、図１９に示したカード型デバイス３Ｅと略同一の構成であり、本実施の形態におけるユーザの認証処理に係る動作は第５の実施の形態（図２０参照）と同様である。
【０１６７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ＣＦカード等の超小型のメモリカードにもユーザの指紋データを取得する指紋取得部を設けることができ、その部品コストも低減することができる。また、認証チップを取り換えることにより、１つのカード型デバイスで複数のユーザの認証に用いることができる。さらに、ユーザの個人情報は認証チップに格納されるので、個人情報の秘匿性を高め、他人に不正に使用されるのを防止することができる。また、同一人であっても認証チップに格納する個人情報を容易に取り換えることができる。これらにより、携帯電話やＰＤＡ等の一般ユーザ向けの携帯用電子機器にも容易に指紋認証機能を拡張させることができる。
【０１６８】
請求項２に記載の発明によれば、指紋取得時の操作性が高く、外部に大きく突出しないため携帯性にも優れている。
【０１６９】
請求項３に記載の発明によれば、暗号化した個人情報および指紋データを電子機器に送信することにより、個人情報や指紋データの秘匿性を高めることができる。
【０１７０】
請求項４に記載の発明によれば、暗号化処理を認証チップ側で行うことにより、暗号鍵が認証チップから外に流出することがなく、鍵情報の秘匿性を高めることができる。また、認証チップを取り換えることにより、容易に暗号鍵や暗号化の方式を変更することができる。
【０１７１】
請求項５に記載の発明によれば、電子署名を指紋データおよび個人情報に添付して電子機器に送信するので、電子機器側で電子署名を検証することによりユーザを認証するとともに、指紋データおよび個人情報が改竄されていないことを確認することができる。
【０１７２】
請求項６に記載の発明によれば、ユーザの指紋データの取得と、指紋データに基づくユーザ認証をカード型デバイスで行うので、取得した指紋データ等の外部への流出を防止し、その秘匿性を高めることができる。また、認証チップを取り換えることにより、１つのカード型デバイスで複数のユーザの認証に用いることができる。さらに、ユーザの個人情報は認証チップに格納されるので、個人情報の秘匿性を高め、他人に不正に使用されるのを防止することができる。また、同一人であっても認証チップに格納する個人情報を容易に取り換えることができる。ＣＦカード等の超小型のメモリカードにもユーザの指紋データを取得する指紋取得部を設けることができ、その部品コストも低減することができる。
【０１７３】
請求項７に記載の発明によれば、認証チップにおいて、指紋データに基づくユーザの認証が行われるので、ユーザの指紋データが外部に流出するのを防止することができ、指紋データの秘匿性を高めることができる。
【０１７４】
請求項８に記載の発明によれば、電子機器は認証部によりカード型デバイスから送信される指紋データおよび個人情報に基づいてユーザを認証することができ、認証部によるユーザの認証結果に基づいて電子機器の動作を制限することができるので、電子機器およびカード型デバイスの不正使用およびカード型デバイスへの不正アクセスを防止することができる。
【０１７５】
請求項９に記載の発明によれば、復号部により、カード型デバイスから暗号化されて送信される指紋データおよび個人情報を復号化することができる。また、この復号化された指紋データおよび個人情報に基づいてユーザを認証し、認証結果に基づいて電子機器の動作を制限することができるので、電子機器およびカード型デバイスの不正使用およびカード型デバイスへの不正アクセスを防止することができる。
【０１７６】
請求項１０に記載の発明によれば、カード型デバイスから暗号化された指紋データおよび個人情報が電子機器に送信されるので、指紋データおよび個人情報の秘匿性を高くすることができる。また、電子機器は、復号部により復号化された指紋データおよび個人情報に基づいてユーザを認証するとともに、検証部により電子署名の正当性を検証し、これらの認証結果および検証結果に基づいて制御部により動作を制限することができるので、ユーザの認証をより厳しく行うことができ、電子機器およびカード型デバイスの不正使用およびカード型デバイスへの不正アクセスをより強固に防止することができる。
【０１７７】
請求項１１に記載の発明によれば、カード型デバイスから電子機器には認証結果のみ送信されるので、ユーザの指紋データや個人情報が外部に流出するのを防止することができ、指紋データや個人情報の秘匿性をより高くすることができる。さらに、その認証結果に基づいて電子機器の動作を制限することができるので、電子機器およびカード型デバイスの不正使用およびカード型デバイスへの不正アクセスを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態のカード型デバイスの外観構成例を示した分解斜視図である。
【図２】本発明を適用した第１の実施の形態のカード型デバイスの外観構成例を示した（ａ）正面図、（ｂ）側面図、（ｃ）背面図である。
【図３】図１に示すカード型デバイスに着脱自在に設けられる認証チップの（ａ）正面図および（ｂ）背面図である。
【図４】図１に示す指紋読取部４の構成例を示した側面図である。
【図５】本発明を適用した第１の実施の形態のカード型デバイスの機能的構成を示したブロック図である。
【図６】本発明を適用した第１の実施の形態の電子機器の機能的構成を示したブロック図である。
【図７】図６に示す電子機器の外観構成例（ａ）、（ｂ）を示した図である。
【図８】図６に示す電子機器の外観構成例を示した図である。
【図９】図６に示す電子機器の外観構成例を示した図である。
【図１０】図６に示す電子機器の外観構成例を示した図である。
【図１１】本発明を適用した第１の実施の形態のユーザ認証処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明を適用した第２の実施の形態のカード型デバイスの機能的構成を示した図である。
【図１３】本発明を適用した第２の実施の形態のユーザ認証処理を示すフローチャートである。
【図１４】本発明を適用した第３の実施の形態のカード型デバイスの機能的構成を示した図である。
【図１５】本発明を適用した第３の実施の形態の電子機器の機能的構成を示した図である。
【図１６】本発明を適用した第３の実施の形態のユーザ認証処理を示すフローチャートである。
【図１７】本発明を適用した第４の実施の形態の電子機器の機能的構成を示した図である。
【図１８】本発明を適用した第４の実施の形態のユーザ認証処理を示すフローチャートである。
【図１９】本発明を適用した第５の実施の形態のカード型デバイスの機能的構成を示した図である。
【図２０】本発明を適用した第５の実施の形態のユーザ認証処理を示すフローチャートである。
【図２１】本発明を適用した第６の実施の形態のカード型デバイスの外観構成例（ａ）、（ｂ）および認証チップの外観構成例（ｃ）を示した図である。
【図２２】本発明を適用した第６の実施の形態のカード型デバイスおよび電子機器の（ａ）接続される状態および（ｂ）接続された状態を示した図である。
【図２３】本発明を適用した第６の実施の形態のカード型デバイスの機能的構成を示した図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｃ 認証システム
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ カード型デバイス
２０Ａ、２０Ｆ 筐体
２１ 背面
２１Ｆ 端面
２２、２２Ｆ 収容部
２３ａ 一端面
２５Ａ、２５Ｆ 接続端子
２６ 入出力制御部
２６Ｆ ＵＳＢ入出力制御部
２８ 指紋信号処理部
２９Ｃ 認証処理部
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ 認証チップ
３５ メモリ部
３５ｂ 暗号鍵情報メモリ領域
３５ｄ 指紋データメモリ領域
３６Ｅ 指紋照合／認証処理部
４ 指紋読取部
４１ 回転ローラ
４５ 指紋センサ部
５Ａ、５Ｃ、５Ｆ 電子機器
５１ カード・スロット
６３ａ 認証アプリケーションプログラム
６３ｂ 指紋照合プログラム
６３ｃ 暗号復号・署名検証プログラム
Ａ、Ｂ、Ｃ 暗号化処理部
Claims (11)
- 電子機器と接続されて使用されるカード型デバイスであって、
ユーザの個人情報を格納する認証チップと、
前記認証チップを着脱自在に収容する収容部が設けられたカード型の筐体と、
前記筐体の端面にその外周面が突出して設けられた回転ローラと、
前記回転ローラの外周面に当接される指の一次元指紋データを取得する一次元指紋データ取得部と、
前記回転ローラを回転させることにより、前記一次元指紋データ取得部から位置を連続的に変えて取得される一次元指紋データから二次元像としての指紋データを合成する指紋データ合成部と、
前記個人情報および前記指紋データを前記電子機器に送信するインターフェース部と、
を備えたことを特徴とするカード型デバイス。 - 請求項１に記載のカード型デバイスにおいて、
前記筐体は、前記電子機器に設けられるカード・スロットに挿入可能に形成され、前記回転ローラはこのカード・スロットの挿入口から露出する端面に設けられることを特徴とするカード型デバイス。 - 請求項１または２に記載のカード型デバイスにおいて、
前記個人情報および前記指紋データを暗号化し、暗号化した個人情報および指紋データを生成する暗号化処理部を備えたことを特徴とするカード型デバイス。 - 請求項３に記載のカード型デバイスにおいて、
前記暗号化処理部は、前記認証チップに内蔵されることを特徴とするカード型デバイス。 - 請求項４に記載のカード型デバイスにおいて、
前記認証チップは公開鍵暗号方式に基づく秘密鍵を格納し、
前記暗号化処理部は前記秘密鍵を用いて前記個人情報または前記指紋データから電子署名を作成し、
前記インターフェース部は、この電子署名とともに暗号化された指紋データおよび個人情報を前記電子機器に送信することを特徴とするカード型デバイス。 - 電子機器と接続されて使用されるカード型デバイスであって、
ユーザの個人情報を格納する認証チップと、
前記認証チップを着脱自在に収容する収容部が設けられたカード型の筐体と、
前記筐体の端面にその外周面が突出して設けられた回転ローラと、
前記回転ローラの外周面に当接される指の一次元指紋データを取得する一次元指紋データ取得部と、
前記回転ローラを回転させることにより、前記一次元指紋データ取得部から位置を連続的に変えて取得される一次元指紋データから二次元像としての指紋データを合成する指紋データ合成部と、
前記指紋データに基づいてユーザの認証を行う認証部と、
前記電子機器に前記認証部によるユーザの認証結果を送信するインターフェース部と、
を備えたことを特徴とするカード型デバイス。 - 請求項６に記載のカード型デバイスにおいて、
前記認証部は前記認証チップに内蔵されることを特徴とするカード型デバイス。 - 請求項１または２に記載のカード型デバイスと、このカード型デバイスを接続する電子機器とを備えた認証システムであって、
前記電子機器は、
前記カード型デバイスから前記インターフェース部を介して送信される指紋データおよび個人情報に基づいてユーザを認証する認証部と、
前記認証部による認証結果に基づいて当該電子機器の動作を制限する制御部と、
を備えたことを特徴とする認証システム。 - 請求項３〜５のいずれか一項に記載のカード型デバイスと、このカード型デバイスを接続する電子機器とを備えた認証システムであって、
前記電子機器は、
前記カード型デバイスから送信される暗号化された前記指紋データおよび前記個人情報を復号化する復号化処理部と、
復号化された指紋データまたは個人情報に基づいてユーザを認証する認証部と、
前記認証部による認証結果に基づいて当該電子機器の動作を制限する制御部と、
を備えたことを特徴とする認証システム。 - 請求項５に記載のカード型デバイスと、このカード型デバイスを接続する電子機器とを備えた認証システムであって、
前記電子機器は、
前記カード型デバイスから送信される暗号化された前記指紋データおよび前記個人情報を復号化する復号化処理部と、
復号化された指紋データまたは個人情報に基づいてユーザを認証する認証部と、
前記電子署名の正当性を検証する検証部と、
前記認証部による認証結果および前記検証部による検証結果に基づいて当該電子機器の動作を制限する制御部と、
を備えたことを特徴とする認証システム。 - 請求項６または７に記載のカード型デバイスと、このカード型デバイスを接続する電子機器とを備えた認証システムであって、
前記電子機器は、前記カード型デバイスから前記インターフェース部を介して送信される前記認証結果に基づいて当該電子機器の動作を制限する制御部を備えたことを特徴とする認証システム。
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- 2003-03-18 JP JP2003072912A patent/JP4244668B2/ja not_active Expired - Fee Related
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