JP2005100063A - 認証装置および認証方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 複数種類のバイオメトリクス認証を複合したシステムでは、機器のサイズが大きくなる。
【解決手段】 認証入力装置100において、入力部10aは、感圧センサまたはCCDなどの光学式センサなどの入力デバイスの入力面であり、利用者から指紋および署名の入力を受けつける。入力部10aは、署名入力の際にはスタイラスなどによる署名入力用タブレットとして機能する。利用者は、指紋または署名を入力する際に、指紋選択ボタン12または署名選択ボタン14を押して、認証種別を指定する。利用者が指紋選択ボタン12を押してから、入力部10aに指をおくことで、指紋データが入力デバイスに取り込まれる。また、利用者が署名選択ボタン14を押してから、入力部10aに署名をすることで、筆跡データが入力デバイスに取り込まれる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、認証技術に関し、特に生体情報その他の被認証情報を用いて本人認証を行う認証装置および認証方法に関する。
本人認証の方法として、磁気カードやICカードなどの個人の所有物による認証、パスワードや暗証番号などの秘密情報による認証が採用されてきた。近年、これらに代わる認証方法として、本人の指紋、掌紋、顔、虹彩(アイリス)、声紋などの身体的特徴または筆跡やジェスチャーなどの行動的特徴を示す生体情報を認証対象とするバイオメトリクス認証が実用化されてきている。
バイオメトリクス認証の場合、一種類の生体情報だけでは、精度が不十分であったり、人によってはその種類の生体情報を利用できないこともある。そのため、パスワードなどの秘密情報による認証方法を併用したり、複数の種類の生体情報による認証を組み合わせるなどの複合認証技術が開発されている(たとえば、特許文献1参照)。特に、複数種類の生体情報を用いた複合バイオメトリクス認証方法は、一種類の生体情報によるバイオメトリクス認証方法よりも精度を向上させることができ、単独では精度不足で実用化が困難であったバイオメトリックス認証であっても、複合化することで実用化が期待できる。
特開2003−30154号公報
しかしながら、このような複合認証を行う機器やシステムにおいては、認証対象の生体情報の種類毎に個別に入力デバイスが搭載されており、複合化により機器全体のサイズが大きくなり、また、製造コストが増大するという問題があった。また、利用者は複数の入力デバイスを使い分けて生体情報を入力しなければならないため、利便性にも問題がある。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたもので、その目的は、複合認証システムの機器構成を簡略化し、コストを抑えることのできる認証技術の提供にある。
本発明のある態様は認証装置に関する。この装置は、被認証情報として生体情報が入力される単一の入力デバイスを含み、前記単一の入力デバイスに複数の種類の生体情報が順次入力される。複数の種類の生体情報は、この単一の入力デバイスに同時には入力されずに、別個に入力される。生体情報には、指紋、掌紋、顔、虹彩、網膜、静脈、声紋など個人の身体的特徴を示すものと、筆跡やジェスチャーなど個人の行動的特徴を示すものとがある。この装置によれば、複数種類の生体情報の入力のために入力デバイスを共有することができる。
本発明の別の態様も認証装置に関する。この装置は、被認証情報として生体情報および非生体情報が入力される単一の入力デバイスを含み、前記単一の入力デバイスに前記生体情報と前記非生体情報が順次入力される。非生体情報には、パスワード、暗証番号などの秘密情報がある。この装置によれば、生体情報の入力デバイスを生体情報以外の入力にも利用することができる。
本発明のさらに別の態様は認証方法に関する。この方法は、単一の入力デバイスへの複数種類の被認証情報の順次入力を受け、前記被認証情報の入力の際に、利用者から前記被認証情報の種類を指定する情報を受ける。
本発明のさらに別の態様も認証方法に関する。この方法は、単一の入力デバイスへの複数種類の被認証情報の順次入力を受け、前記被認証情報の種類をあらかじめ想定された種類の中で判定する。
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明によれば、バイオメトリクス認証の精度を向上するとともに、認証装置の小型化と低コスト化を図ることができる。
実施の形態1
本発明の実施の形態1に係る認証システムを説明する。認証システムは、利用者から被認証情報の入力を受け付ける認証入力装置と、認証入力装置に入力された被認証情報をもとに利用者を認証する認証処理装置とを含む。
実施の形態1の認証入力装置は、被認証情報を入力するための単一の入力デバイスと、被認証情報の種類を選択して指定するための認証種別選択部とを含む。実施の形態1の認証入力装置のいくつかのタイプを説明する。
図1は、あるタイプの認証入力装置100aの外観を示す図である。入力部10aは、感圧センサまたはCCD(Charge-Coupled Device)などの光学式センサなどから構成された入力デバイスの入力面であり、利用者から指紋および署名の入力を受けつける。入力部10aは、署名入力の際にはスタイラスなどによる署名入力用タブレットとして機能する。
指紋選択ボタン12と署名選択ボタン14は、利用者が指紋または署名を入力する際に認証種別を選択して指定するためのボタンである。利用者が指紋選択ボタン12を押してから、入力部10aに指をおくことで、指紋データが入力デバイスに取り込まれる。また、利用者が署名選択ボタン14を押してから、入力部10aに署名をすることで、筆跡データが入力デバイスに取り込まれる。
図2は、別のタイプの認証入力装置100bの外観を示す図である。入力部10bは、感圧センサまたは光学式センサなどの入力デバイスの入力面であり、利用者から指紋および印影の入力を受けつける。入力部10bは、印影入力の際には印影入力用プレートとして機能する。利用者が指紋選択ボタン12を押してから、入力部10bに指をおくことで、指紋データが入力デバイスに取り込まれる。また、利用者が印影選択ボタン16を押してから、入力部10bに印影をおくことで、印影データが入力デバイスに取り込まれる。
図3は、さらに別のタイプの認証入力装置100cの外観を示す図である。入力部10cは、感圧センサまたは光学式センサなどの入力デバイスの入力面であり、利用者から指紋および掌紋の入力を受けつける。入力部10cは、人間の掌の大きさに作られる。利用者が指紋選択ボタン12を押してから、入力部10cに指をおくことで、指紋データが入力デバイスに取り込まれる。また、利用者が掌紋選択ボタン18を押してから、入力部10cに掌をおくことで、掌紋データが入力デバイスに取り込まれる。
図4は、さらに別のタイプの認証入力装置100dの外観を示す図である。入力部10dは、感圧センサまたは光学式センサなどの入力デバイスの入力面であり、利用者から指紋および暗証番号の入力を受けつける。入力部10dは、暗証番号の入力のためのタッチパネルとしても機能する。利用者が入力部10dに表示されたテンキー20を押すことで暗証番号が入力される。また、利用者がテンキー20を押したとき、利用者の指紋が入力デバイスに取り込まれる。
図5は、さらに別のタイプの認証入力装置100eの外観を示す図である。画像入力部11は、光学式センサなどの入力デバイスの入力面であり、利用者から指紋および虹彩の入力を受けつける。利用者が指紋選択ボタン12を押してから、図6(a)のように画像入力部11に指をおくことで、指紋画像が入力デバイスに取り込まれる。また、利用者が虹彩選択ボタン22を押してから、図6(b)のように画像入力部11に瞳を近づけることで、虹彩画像が入力デバイスに取り込まれる。
図7は、さらに別のタイプの認証入力装置100fの外観を示す図である。画像入力部11は、光学式センサなどの入力デバイスの入力面であり、利用者から指紋および顔面の入力を受けつける。利用者が指紋選択ボタン12を押してから、画像入力部11に指をおくことで、指紋画像が入力デバイスに取り込まれる。また、利用者が顔選択ボタン24を押すと、画像入力部11には利用者の顔の画像が入力デバイスに取り込まれる。
図8は、本実施の形態の認証システムの構成図である。認証システムは、上記のいずれかのタイプの認証入力装置100a〜100f(以下、単に認証入力装置100と呼ぶ)と認証処理装置200を含む。認証入力装置100は、センサ50と、調整部52と、認証種別入力部54と、認証データ生成部56と、通知部58とを含み、認証処理装置200は、特徴抽出部70と、認証部72と、個人認証データベース74とを含む。これらの構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのCPU、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた認証処理機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組み合わせによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
認証入力装置100と認証処理装置200は接続ケーブル等で接続されてもよく、ネットワークで接続されてもよい。また、認証入力装置100と認証処理装置200を単一の認証装置として一体構成にしてもよい。また、認証処理装置200の特徴抽出部70と認証部72が認証入力装置100側に設けられ、認証入力装置100が接続ケーブルやネットワークを経由して個人認証データベース74を検索する構成でもよい。
センサ50は、感圧センサや光学式センサなどであり、利用者が提示する被認証情報を取得する。認証種別入力部54は、利用者が被認証情報を入力する際に、利用者がボタンの押し下げ操作などにより選択して指定する被認証情報の種類を受けつける。調整部52は、認証種別入力部54が取得した被認証情報の種類にもとづいてセンサ50のパラメータなどを調整する。たとえば、被認証情報の種類によって、感圧センサの感度を調整したり、CCDカメラ部のレンズの焦点距離などを調整する。認証データ生成部56は、センサ50が取得した信号を処理して、認証データを生成し、認証種別入力部54が取得した認証種別を示す識別情報を認証データに付加して、認証処理装置200に提供する。
認証処理装置200は、認証処理部の構成として、特徴抽出部70と認証部72を有する。特徴抽出部70は、認証入力装置100から提供された認証データから認証に必要な特徴を抽出する。このとき、認証データに付属する認証種別の識別情報にもとづいて、認証種別に適した画像処理や分析手法を適用し、特徴を抽出する。認証部72は、抽出された特徴データと、個人認証データベース74に登録された利用者の特徴データとを比較し、利用者の認証を行う。個人認証データベース74には、利用者の認証データの生体特徴データ76と非生体特徴データ78が含まれる。生体特徴データ76は、利用者の指紋、虹彩、筆跡などの身体的特徴または行動的特徴のデータであり、非生体特徴データ78は、パスワード、暗証番号などの秘密知識のデータである。認証部72は、認証データに付属する認証種別の識別情報にしたがって生体特徴データ76または非生体特徴データ78を個人認証データベース74から検索し、特徴データを照合する。
図9は、実施の形態1に係る認証システムによる認証手順を説明するフローチャートである。ここでは、図5に示したタイプの認証入力装置100eにより構成された認証システムの認証手順を説明する。
認証入力装置100の認証種別入力部54は、利用者による認証選択ボタンの押し下げを受け付ける(S10)。まず、利用者により指紋選択ボタン12が押された場合(S10のA)を説明する。調整部52は、指紋取得向けにセンサ50を調整する(S12)。指紋入力の場合、利用者は指を認証入力装置100の画像入力部11に接触させるため、調整部52は、センサ50を構成するCCDカメラ部のレンズの焦点距離を接触面に合わせる。センサ50により指紋画像が取得される(S14)。認証データ生成部56は、センサ50が取得した指紋画像に、認証種別入力部54から取得した認証種別が指紋であることを示す識別情報を付加して、認証処理装置200の特徴抽出部70に供給する。特徴抽出部70は、認証種別が指紋であることから、認証データ生成部56から供給された指紋画像に対して指紋向けの画像処理を行い、指紋の特徴を抽出する(S16)。
認証部72は、個人認証データベース74に格納された登録利用者の生体特徴データ76を検索し、特徴抽出部70により抽出された利用者の指紋の特徴を登録利用者の指紋の特徴と照合して、一致するものがあるかどうか調べる(S18)。照合の結果、登録利用者の指紋であると判定された場合(S18のY)、通知部58は、利用者にブザーやランプなどにより許可通知を発し(S20)、いずれの登録利用者の指紋とも一致しない場合(S18のN)、通知部58は、利用者に拒否通知を発する(S30)。
次に、利用者により虹彩選択ボタン22の押された場合(S10のB)を説明する。調整部52は、虹彩取得向けにセンサ50を調整する(S22)。虹彩入力の場合、利用者は認証入力装置100の画像入力部11に瞳を近づけるが、瞳から画像入力部11までの距離は、その都度異なるため、調整部52は、センサ50を構成するCCDカメラのレンズの焦点距離をオートフォーカスにより調整する。センサ50により虹彩画像が取得される(S24)。認証データ生成部56は、センサ50が取得した虹彩画像に、認証種別入力部54から取得した認証種別が虹彩であることを示す識別情報を付加して、認証処理装置200の特徴抽出部70に供給する。特徴抽出部70は、認証種別が虹彩であることから、認証データ生成部56から供給された虹彩画像に対して虹彩向けの画像処理を行い、虹彩の特徴を抽出する(S26)。
認証部72は、個人認証データベース74に格納された登録利用者の生体特徴データ76を検索し、特徴抽出部70により抽出された利用者の虹彩の特徴と照合して、一致するものがあるかどうか調べる(S28)。照合の結果、登録利用者の虹彩であると判定された場合(S28のY)、通知部58は、利用者に許可通知を発し(S20)、合致する虹彩が個人認証データベース74に存在しない場合(S28のN)、通知部58は、利用者に拒否通知を発する(S30)。
上記の認証手順では、指紋または虹彩のいずれかの照合結果にもとづき、利用者を認証しており、利用者によってはどちらかの生体情報が利用できない場合でも、いずれかの生体情報により利用者の認証が可能である。この認証手順を指紋および虹彩の両方の照合結果にもとづき、利用者の認証の成否を最終的に決定するように変形してもよい。この場合、指紋認証と虹彩認証の複合により認証精度を高めることができる。
本実施の形態の認証入力装置100によれば、単一の入力デバイスに複数種類の認証情報を順次入力することができる。複数種類の認証情報は、指紋、掌紋、虹彩など複数種類の生体情報であってもよく、生体情報と暗証番号などの非生体情報の組み合わせであってもよい。一般には、複数種類の生体情報や、生体情報と非生体情報を入力するためには、個々の生体情報や非生体情報に合わせた専用の入力デバイスが用いられるが、本実施の形態では、入力デバイスを共通化したことで、装置全体のサイズを小さくするとともに、装置のコストを抑えることができる。
また、本実施の形態の認証システムでは、複数種類のバイオメトリクス認証の複合、もしくはバイオメトリクス認証とそれ以外の認証の複合によって、認証精度の向上を図ることができる。特に、利用者によっては特定種類のバイオメトリクス認証に適さないこともあるが、そのような場合でも、利用者は複数種類の認証方式を利用することができるため、認証システムの運用の幅を広げることができる。
また、本実施の形態の認証システムでは、単一の入力デバイスへの認証情報の入力の際に、利用者から認証情報の種類の入力も受けるため、認証情報の種類を判定する必要がなく、入力された認証種別に応じて認証処理を切り替えることができる。
実施の形態2
図10は、実施の形態2に係る認証入力装置110の外観を示す図である。本実施の形態の認証入力装置110は、実施の形態1とは異なり、利用者が認証種別を指定するボタンは設けられていないが、あらかじめ想定された認証種別の認証情報の入力を利用者に促すためのディスプレイ30を備える。実施の形態1の各タイプの認証入力装置100a〜fにおいて、認証種別の選択ボタンの構成を外し、ディスプレイ30に置き換えることで、いろいろなタイプの認証入力装置110を構成することができる。図10の認証入力装置110は、図1に示したタイプの認証入力装置100aの認証種別の選択ボタンを外して、ディスプレイ30を設けたものであり、以下、このタイプを例に実施の形態2を説明するが、他のタイプであっても、構成と動作は同様である。
利用者は入力部10に指紋または署名を入力する。認証入力装置110は、入力された認証情報が指紋であるか、署名であるかを自動判定する。ディスプレイ30には、指紋および署名以外の認証情報が入力された場合に、「指紋または署名を入力してください。」などの警告メッセージが表示される。
図11は、実施の形態2に係る認証システムの構成図である。認証システムは、認証入力装置110と認証処理装置200を含む。認証入力装置110は、センサ50と、認証データ生成部56と、認証種別判定部60と、表示部62と、通知部58とを含む。認証処理装置200の構成と動作は、図8に示した実施の形態1の認証処理装置200と同じである。
認証データ生成部56は、センサ50が取得した信号を処理して、認証データを生成し、認証種別判定部60に与える。認証種別判定部60は認証データを解析し、あらかじめ想定された認証情報の種類の中で、認証情報の種別を判定する。認証種別判定部60が認証種別を判定できない場合は、表示部62は、所定の認証種別の認証情報を入力するように、利用者に通知するメッセージを表示する。
認証データ生成部56は、認証種別判定部60により判定された認証種別を示す識別情報を認証データに付加して、認証処理装置200に提供する。通知部58は、認証処理装置200による認証結果を受けて、利用者に通知する。表示部62が、認証処理装置200による認証結果を表示するようにしてもよい。
図12は、実施の形態2に係る認証システムによる認証手順を説明するフローチャートである。ここでは、図10に示したタイプの認証入力装置110により構成した認証システムの認証手順を説明する。認証入力装置110のセンサ50は、利用者の提示した認証対象の画像を取得する(S40)。認証種別判定部60は、取得された認証対象の画像が指紋であるか、署名であるかを判定する(S42)。認証種別判定部60が、認証対象の画像が指紋でも、署名でもないと判定した場合(S42のNG)、表示部62は、指紋または署名の入力を利用者に促すように、エラー表示する(S44)。
認証種別判定部60が認証対象の画像を指紋であると判定した場合(S42のA)、特徴抽出部70は、認証データ生成部56から供給された認証対象の画像に対して指紋向けの画像処理を行い、指紋の特徴を抽出する(S46)。認証部72による指紋照合の手順(S48)、通知部58による許可通知および拒否通知の手順(S50およびS60)は、図9のS18、S20およびS30と同じである。許可通知、拒否通知は表示部62により表示されてもよい。
認証種別判定部60が認証対象の画像を署名であると判定した場合(S42のB)、特徴抽出部70は、認証データ生成部56から供給された認証対象の画像に対して署名向けの画像処理を行い、署名の特徴を抽出する(S56)。署名向けの画像処理として、エッジ抽出処理やエッジ強調処理などがある。認証部72は、個人認証データベース74に格納された登録利用者の生体特徴データ76を検索し、特徴抽出部70により抽出された利用者の筆跡を登録利用者の筆跡と照合して、一致するものがあるかどうか調べる(S58)。照合の結果、登録利用者の筆跡に一致すると判定された場合(S58のY)、通知部58は、利用者に許可通知を発し(S50)、いずれの登録利用者の筆跡とも一致しない場合(S58のN)、通知部58は、利用者に拒否通知を発する(S60)。許可通知、拒否通知は表示部62により表示されてもよい。
また、本実施の形態の認証システムでは、単一の入力デバイスに入力された認証情報の種類を自動判定するため、利用者が認証情報の種類を選択するためのボタンなどを設ける必要がなく、機器構成が簡単になり、ユーザの手間も省くことができる。また、想定外の種類の認証情報が入力された場合には、表示部に警告メッセージを表示することで、利用者に所定の種類の認証情報の入力を促すことができる。
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
そのような変形例として、上記の実施の形態では、2種類の生体情報の組み合わせ、または生体情報と非生体情報の組み合わせによる複合認証を説明したが、当然に3種類以上の生体情報の組み合わせてもよく、また、非生体情報を複数種類用いてもよい。また生体情報として、上記で説明したもの以外に、網膜、静脈、声紋など個人を識別可能な他の生体情報を利用してもよい。たとえば、声紋を利用するシステムの場合、利用者にパスワードなどの発言を求めて、声紋認証とパスワード認証の複合認証が可能である。また、個人を識別可能な生体情報として、ジェスチャーを利用することもできる。歩き方など人間の運動も個人の識別に利用できる場合がある。身体的特徴に限らず、このような行動的特徴も生体情報として利用してよい。
実施の形態1では、利用者が認証種別の選択ボタンを押してから、入力デバイスに認証情報を入力したが、認証情報の入力後に、認証種別を指定してもよい。また、あらかじめ入力すべき認証情報の順序が定められており、その順番に認証情報を入力する構成として、認証種別の選択ボタンの構成を省いでもよい。その場合、表示部を設けて、次にどの種類の認証情報を入力すべきかを利用者に通知してもよい。
実施の形態1に係る認証入力装置の外観を示す図である。 実施の形態1に係る別のタイプの認証入力装置の外観を示す図である。 実施の形態1に係るさらに別のタイプの認証入力装置の外観を示す図である。 実施の形態1に係るさらに別のタイプの認証入力装置の外観を示す図である。 実施の形態1に係るさらに別のタイプの認証入力装置の外観を示す図である。 図5の認証入力装置に対して、認証情報が入力される様子を説明する図である。 実施の形態1に係るさらに別のタイプの認証入力装置の外観を示す図である。 実施の形態1に係る認証システムの構成図である。 図8の認証システムによる認証手順を説明するフローチャートである。 実施の形態2に係る認証入力装置の外観を示す図である。 実施の形態2に係る認証システムの構成図である。 図11の認証システムによる認証手順を説明するフローチャートである。
符号の説明
10a、10b、10c、10d 入力部、 11 画像入力部、 12 指紋選択ボタン、 14 署名選択ボタン、 16 印影選択ボタン、 18 掌紋選択ボタン、 20 テンキー、 22 虹彩選択ボタン、 24 顔選択ボタン、 30 ディスプレイ、 50 センサ、 52 調整部、 54 認証種別入力部、 56 認証データ生成部、 58 通知部、 60 認証種別判定部、 62 表示部、 70 特徴抽出部、 72 認証部、 74 個人認証データベース、 76 生体特徴データ、 78 非生体特徴データ、 100、110 認証入力装置、 200 認証処理装置。

Claims (8)

  1. 被認証情報として生体情報が入力される単一の入力デバイスを含み、
    前記単一の入力デバイスに複数の種類の生体情報が順次入力されることを特徴とする認証装置。
  2. 被認証情報として生体情報および非生体情報が入力される単一の入力デバイスを含み、
    前記単一の入力デバイスに前記生体情報と前記非生体情報が順次入力されることを特徴とする認証装置。
  3. 前記被認証情報の種類を選択して指定する認証種別選択部をさらに含み、
    前記単一の入力デバイスに前記被認証情報が入力される際、入力される前記被認証情報の種類が前記認証種別選択部によって指定されることを特徴とする請求項1または2に記載の認証装置。
  4. 前記単一の入力デバイスに入力された前記被認証情報の種類をあらかじめ想定された種類の中で判定する判定部と、
    前記判定部が、入力された前記被認証情報があらかじめ想定された種類のものではないと判定した場合に、その旨を警告する表示部とをさらに含むことを特徴とする請求項1または2に記載の認証装置。
  5. 前記認証種別選択部によって指定された前記被認証情報の種類に適した特徴抽出処理に切り替えて認証する認証処理部をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載の認証装置。
  6. 前記判定部によって判定された前記被認証情報の種類に適した特徴抽出処理に切り替えて認証する認証処理部をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の認証装置。
  7. 単一の入力デバイスへの複数種類の被認証情報の順次入力を受け、前記被認証情報の入力の際に、利用者から前記被認証情報の種類を指定する情報を受けることを特徴とする認証方法。
  8. 単一の入力デバイスへの複数種類の被認証情報の順次入力を受け、前記被認証情報の種類をあらかじめ想定された種類の中で判定することを特徴とする認証方法。
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