JP2005165799A - Ｉｃカード、認証方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 セキュリティを向上した実用的な認証を実現できるＩＣカードを提供する。
【解決手段】 ＩＣカード１０は、画像に関する情報を代入して画像が本人のものであるか否かを識別するための識別関数を格納する識別関数格納部１８と、認証対象の画像を受信する送受信部１２と、識別関数格納部１８に格納された識別関数の複数の係数のうちの一部をホスト端末に送信する送受信部１２と、一部の係数に基づいて求められた認証対象画像についての識別関数の一部の計算値をホスト端末から受信する送受信部１２と、複数の係数のうちの他の一部に基づいて認証対象画像についての識別関数の他の一部の計算値を求める計算部２０と、ホスト端末から受信した計算値と計算部２０によって求めた計算値とを用いて、認証対象画像についての識別関数の全体の計算値を求め、求められた全体の計算値に基づいて認証を行う認証部２４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明はＩＣカード及び個人のバイオメトリクス特徴を利用した個人認証の方法に関する。

従来から、セキュリティシステム等では、ＩＣカードによる個人認証が実現されている。また、ＩＣカードの所有者を確かめるため、個人のバイオメトリクス特徴（顔、指紋などの生体特徴）を利用する認証も実現されている。バイオメトリクス特徴を利用した認証では、事前にＩＣカードに登録されたバイオメトリクスデータと、センサで検知したバイオメトリクスデータとを照合する。

従来は、センサで検知されたバイオメトリクスデータと登録されたバイオメトリクスデータとの照合をＩＣカード外部の照合装置によって行っていた。ＩＣカードに登録されたバイオメトリクスデータをＩＣカードから読み出して外部の照合装置に送信し、外部の照合装置で照合を行っていた。この場合、ＩＣカードのリーダライタまたは照合装置として使用する端末（ホスト端末）が当該ＩＣカード内の登録データを処理する相応のアルゴリズムを有する必要がある。しかし、すべてのＩＣカードリーダライタまたはホスト端末に特定のアルゴリズムを実装するのは非常に高コストで現実的に困難である。また、ＩＣカード内部のデータをＩＣカード外部に出すことには、セキュリティ上の問題も存在している。例えば、外部に出したＩＣカードの情報が不正端末により盗聴され、悪用されるおそれがある。さらに、認証用の本人の画像をＩＣカードの外部に出すことでプライバシーが侵害されるおそれがある。

このような課題を解決した認証方法が、特許文献１に開示されている。特許文献１に記載された本人認証方法は、指紋センサに接続された演算処理端末と、特徴データが格納されたＩＣカードとにより実現される。ＩＣカードの所有者から得られた身体的特徴をＩＣカードに送信し、事前に登録されている特徴データと送信された身体的特徴とをＩＣカード内において照合する。これにより、ＩＣカードから認証用のデータを読み出さないで、ＩＣカード内部で認証処理を行えるので、セキュリティの向上を図ることができる。
特開２００１−２０２３３６

しかし、現実的には、ＩＣカードの計算能力（例えば、ＣＰＵのクロックやメモリの容量等）が小さいため、特許文献１に記載された方法では、単純な演算しか実現できない。従って、認証精度が高くかつ認証時間が実用的な短い認証アルゴリズムの実現が困難であった。

本発明は上記背景に鑑み、セキュリティを向上した実用的な認証を実現できるＩＣカードを提供することを目的とする。

本発明のＩＣカードは、画像に関する情報を代入して前記画像が本人のものであるか否かを認証するための認証用関数を格納する認証用関数格納手段と、認証対象の画像を受信する認証対象画像受信手段と、前記認証用関数格納手段に格納された認証用関数の複数の係数のうちの一部を外部の演算装置に送信する認証用関数情報送信手段と、前記一部の係数に基づいて求められた前記認証対象画像についての前記認証用関数の一部の計算値を前記外部の演算装置から受信する計算値受信手段と、前記複数の係数のうちの他の一部に基づいて前記認証対象画像についての前記認証用関数の他の一部の計算値を求める計算手段と、前記計算値受信手段によって受信した計算値と前記計算手段によって求めた計算値とを用いて、前記認証対象画像についての前記認証用関数の全体の計算値を求め、求められた全体の計算値に基づいて認証を行う認証手段とを備える。

このように本人を認証するための情報を認証用関数として格納し、認証用関数の係数の一部を外部の演算装置に送信して認証用関数の一部を計算させることにより、外部の演算装置によりＩＣカードの処理能力を補うことができる。また、ＩＣカードの外部に送信される情報は、認証用関数の一部であるので、認証用関数を盗用される可能性を低減でき、ＩＣカードによる認証のセキュリティを向上させることができる。

前記認証用関数の係数は、認証されるべき本人の情報および他人の情報に基づいて定めてもよい。

認証用関数の係数を本人の情報のみならず他人の情報に基づいて定めることにより、認証用関数から本人の画像を復元することができなくなるので、さらにセキュリティを向上させることができるとともにプライバシーの保護を図ることができる。なお、ここで用いられる認証用関数は、例えば、対象の画像と他の画像との違いを数値で表す識別関数である。

前記認証用関数情報送信手段は、前記一部の係数に加え、前記一部の計算値の計算方法に関する情報を前記外部の演算装置に送信してもよい。

この構成により、演算装置に認証用関数の形が与えられていなくても、演算装置は送信された計算方法にしたがって計算することができる。従って、演算装置に認証用の特別なアプリケーションを実装しなくてもよいので、ＩＣカードの認証システムを容易に構成できる。また、演算装置に認証用関数の関数形を与えなくてもよいので、認証用関数を盗用される可能性を低減でき、さらにセキュリティを向上させることができる。

前記認証用関数情報送信手段は、前記一部の係数に加え、前記認証用関数の一部の計算値を求めるための前記認証対象画像に関する情報の少なくとも一部を前記外部の演算装置に送信してもよい。

この構成により、ＩＣカードから送信された一部の係数が認証対象画像のどの部分の計算に適用される情報であるかを演算装置に送信しなくても、認証用関数の一部の計算値を求めることができる。これにより、係数が適用される認証対象の部分に関する情報をＩＣカード内から出さないので、認証用関数を解読される可能性を低減でき、セキュリティを向上させることができる。

上記ＩＣカードは、前記認証対象画像受信手段により受信した認証対象画像から、前記本人を他人から識別するための特徴に関する情報を、前記認証用関数の一部および他の一部の計算値を求めるための前記認証対象画像に関する情報として抽出する特徴抽出手段を備えてもよい。

本人を他人から識別するための特徴に関する情報を用いることにより、少ない情報量で認証を行うことが可能となる。

上記ＩＣカードは、前記認証用関数情報送信手段によって送信する係数として前記複数の係数から無作為に一部を抽出する係数抽出手段を備えてもよい。

この構成により、認証ごとに異なる係数が演算装置に送信されるので、送信された係数から認証関数を求めることが困難となり、セキュリティを向上させることができる。

前記係数抽出手段によって抽出される係数の数は、前記計算手段の計算能力に基づいて定められてもよい。

この構成により、ＩＣカードでの計算能力に合った数の係数を抽出できる。

前記認証対象画像受信手段により受信される認証対象画像は、顔画像でもよい。

顔画像は人の特徴を表す画像であるので、認証に用いることが好ましい。

本発明の演算装置は、画像に関する情報を代入して前記画像が本人のものであるか否かを認証するための認証用関数の関数形の少なくとも一部を格納した認証用関数形格納手段と、前記認証用関数を用いて認証対象の画像が本人のものであるか否かを認証するＩＣカードから送信された、前記認証用関数の係数の一部に関する情報を受信する認証用関数情報受信手段と、前記認証用関数形格納手段に格納された認証用関数の関数形の少なくとも一部および前記認証用関数情報受信手段により受信した一部の係数を用いて、前記認証対象の画像についての前記認証用関数の一部の計算値を求める演算手段と、前記演算手段によって計算した計算値を前記ＩＣカードに送信する計算値送信手段とを備える。

この構成により、認証用関数形格納手段に格納された認証用関数の関数形の少なくとも一部と、ＩＣカードから送信された認証用関数の係数とを用いて認証用関数の一部を計算でき、ＩＣカードでの計算処理の負荷を軽減できる。

本発明の認証方法は、画像に関する情報を代入して前記画像が本人のものであるか否かを認証するための認証用関数が格納されたＩＣカードによる認証方法であって、認証対象の画像を受信する認証対象画像受信ステップと、あらかじめ格納された前記認証用関数の複数の係数のうちの一部を外部の演算装置に送信する認証用関数情報送信ステップと、前記一部の係数に基づいて求められた前記認証対象画像についての前記認証用関数の一部の計算値を前記外部の演算装置から受信する計算値受信ステップと、前記複数の係数のうちの他の一部に基づいて前記認証対象画像についての前記認証用関数の他の一部の計算値を求める計算ステップと、前記計算値受信ステップにおいて受信した計算値と前記計算ステップにおいて求めた計算値とを用いて、前記認証対象画像についての前記認証用関数の全体の計算値を求め、求められた全体の計算値に基づいて認証を行う認証ステップとを備える。

この構成により、上記したＩＣカードと同様に、外部の演算装置によりＩＣカードの処理能力を補うと共にＩＣカードによる認証のセキュリティを向上させることができる。なお、上記したＩＣカードの各種の構成を本発明の認証方法に適用してもよい。

本発明の演算処理方法は、画像に関する情報を代入して前記画像が本人のものであるか否かを認証するための認証用関数を用いて認証対象の画像が本人のものであるか否かを認証するＩＣカードから送信された、前記認証用関数の係数の一部に関する情報を受信する認証用関数情報受信ステップと、あらかじめ格納された前記認証用関数の関数形の少なくとも一部および前記認証用関数情報受信ステップにおいて受信した一部の係数を用いて、認証対象の画像についての前記認証用関数の一部の計算値を求める演算ステップと、前記演算ステップにおいて計算した計算値を前記ＩＣカードに送信する計算値送信ステップとを備える。

この構成により、上記した演算装置と同様に、ＩＣカードでの計算処理の負荷を軽減することができる。

本発明のプログラムは、画像に関する情報を代入して前記画像が本人のものであるか否かを認証するための認証用関数が格納されたＩＣカードに、認証対象の画像を受信する認証対象画像受信ステップと、あらかじめ格納された前記認証用関数の複数の係数のうちの一部を外部の演算装置に送信する認証用関数情報送信ステップと、前記一部の係数に基づいて求められた前記認証対象画像についての前記認証用関数の一部の計算値を前記外部の演算装置から受信する計算値受信ステップと、前記複数の係数のうちの他の一部に基づいて前記認証対象画像についての前記認証用関数の他の一部の計算値を求める計算ステップと、前記計算値受信ステップにおいて受信した計算値と前記計算ステップにおいて求めた計算値とを用いて、前記認証対象画像についての前記認証用関数の全体の計算値を求め、求められた全体の計算値に基づいて認証を行う認証ステップとを実行させる。

この構成により、上記したＩＣカードと同様に、外部の演算装置によりＩＣカードの処理能力を補うと共にＩＣカードによる認証のセキュリティを向上させることができる。なお、上記したＩＣカードの各種の構成を本発明のプログラムに適用してもよい。

本発明の別の態様にかかるプログラムは、画像に関する情報を代入して前記画像が本人のものであるか否かを認証するための認証用関数を用いて認証対象の画像が本人のものであるか否かを認証するＩＣカードから送信された、前記認証用関数の係数の一部に関する情報を受信する認証用関数情報受信ステップと、あらかじめ格納された前記認証用関数の関数形の少なくとも一部および前記認証用関数情報受信ステップにおいて受信した一部の係数を用いて、認証対象の画像についての前記認証用関数の一部の計算値を求める演算ステップと、前記演算ステップにおいて計算した計算値を前記ＩＣカードに送信する計算値送信ステップとをコンピュータに実行させる。

この構成により、上記した演算装置と同様に、ＩＣカードでの計算処理の負荷を軽減することができる。

本発明は、本人を認証するための情報を認証用関数として格納し、認証用関数の係数の一部を外部の演算装置に送信して認証用関数の一部を計算させることにより、外部の演算装置によりＩＣカードの処理能力を補うことができると共に、ＩＣカードの外部に送信される情報が認証用関数の一部であることから、認証用関数を盗用される可能性を低減でき、ＩＣカードによる認証のセキュリティを向上させることができるというすぐれた効果を有する。

以下に図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下では、顔画像を利用した認証を例として説明するが、本発明は顔画像による認証に限定されるものではなく、指紋や虹彩を用いた認証などにも適用可能である。

図１は、第１の実施の形態のＩＣカード１０の構成を示す図である。第１の実施の形態のＩＣカード１０は、送受信部１２と、特徴抽出部１４と、係数抽出部１６と、識別関数格納部１８と、計算部２０と、係数送信部２２と、認証部２４とを有する。なお、本実施の形態のＩＣカード１０は、これらの各構成要素を実現するモジュールを備えたプログラムをＩＣカードに読み込むことにより実現することもでき、このようなプログラムも本発明の範囲に含まれる。

送受信部１２は、外部の装置とデータの送受信を行う機能を有する。ここでデータ送受信の相手方となる外部の装置としては、認証用の顔画像を取得可能な撮像装置が接続された装置である。

特徴抽出部１４は、送受信部１２により受信した画像データから特徴部分に関する情報（特徴ベクトル）を抽出する機能を有する。例えば、特徴抽出部１４は、ＩＣカード１０の所有者を他人から識別するための特徴部分の画像（例えば、目の部分の画像）を部分的にフーリエ変換（Wavelet変換）した情報を特徴ベクトルとして抽出する。特徴抽出部１４により抽出された特徴ベクトルは、係数抽出部１６を介して係数送信部２２および計算部２０に入力される。特徴ベクトルを用いて認証を行うことにより、認証対象の画像全体を処理しないで認証可能となるので、ＩＣカード１０の計算処理の負担を軽減できる。

識別関数格納部１８は、ＩＣカード１０の所有者と他人とを識別するための識別関数を格納している。識別関数は、ＩＣカード１０の所有者本人の情報と他人の情報に基づいて作成された関数である。本実施の形態で用いられる識別関数は、

で表される関数である。ここで、<W・X>はWとXの内積を表し、wjは重み係数、ｂは定数である。この識別関数f(X)は、認証対象の画像から取得された特徴ベクトルXを代入したときに、f(X)≧0となる場合に本人と判断し、f(X)<0となる場合に他人と判断する関数である。所有者特有の識別関数が識別関数格納部１８に格納されたＩＣカード１０を発行する方法については後述する。

係数抽出部１６は、識別関数格納部１８に格納された識別関数f(X)の係数のうちから、計算部２０による計算に用いる係数と、係数送信部２２により送信する係数をランダムに抽出する機能を有する。係数抽出部１６は、ＩＣカード１０の計算速度とメモリ容量に基づいて、ＩＣカード１０の内部での計算処理に用いる適切な数の係数を抽出する。例えば、ＩＣカード１０の処理能力が低い場合には、処理能力が高い場合に比べて少ない係数を抽出する。これにより、ＩＣカード１０により計算処理すべき係数が少なくなるので、処理能力の低いＩＣカード１０でも計算することが可能となる。係数抽出部１６は、抽出された一部の係数を計算部２０に入力し、抽出された残りの係数を係数送信部２２に入力する。

計算部２０は、係数抽出部１６から入力された識別関数の係数と、特徴抽出部１４により抽出された特徴ベクトルを用いて、識別関数の一部を計算する機能を有する。

係数送信部２２は、係数抽出部１６から入力された識別関数の係数と、識別関数の一部の計算値を求める計算方法に関する情報と、計算に用いる特徴ベクトルとを外部の演算装置に送信する機能を有する。

認証部２４は、外部の演算装置により計算された識別関数の一部についての計算値と、計算部２０により計算された識別関数の他の一部についての計算値とから、識別関数全体の計算値を求め、求められた計算値に基づいて認証を行う機能を有する。

次に、本実施の形態のＩＣカード１０の利用システムについて説明する。図２は、ＩＣカード１０の利用システムの構成を示す図である。ＩＣカード１０の利用システムは、ＩＣカード１０の所有者の顔画像を取得する撮像装置５０と、ＩＣカード１０に対して読み書きを行うリーダライタ６０と、撮像装置５０およびリーダライタ６０が接続されたホスト端末３０とを有する。ホスト端末３０は、撮像装置５０により撮像された画像を受信可能であると共に、リーダライタ６０と送受信可能に構成されている。本実施の形態では、ホスト端末３０が演算装置の役割を有する。

図３は、ホスト端末３０の構成を示す図である。ホスト端末３０は、送受信部３４と、画像入力部３６と、正規化処理部３８と、演算部４０とを有する。なお、本実施の形態のホスト端末３０は、これらの各構成要素を実現するモジュールを備えたプログラムをコンピュータに読み込むことにより実現することもでき、このようなプログラムも本発明の範囲に含まれる。

送受信部３４は、リーダライタ６０に挿入されたＩＣカード１０との間でデータの送受信を行う機能を有する。

画像入力部３６は、撮像装置５０により撮像された画像を入力する機能を有する。

正規化処理部３８は、画像入力部３６から入力された画像を正規化する機能を有する。正規化処理としては、例えば、顔画像のサイズ調整や顔画像の切り出し、または顔画像の位置の調整などを行う。また、正規化処理部３８は、画像の輝度を調整することも可能である。

演算部４０は、各種の演算を行う機能を有する。演算部４０は、送受信部３４によって受信した情報に基づいて識別関数の一部の計算値を求める演算も行う。

ＩＣカード１０の利用システムでは、以上のような構成を有するホスト端末３０を用いて、ＩＣカード１０による認証を行う。すなわち、ホスト端末３０が、撮像装置５０によって撮像されたユーザの顔画像をＩＣカード１０に送信する。ＩＣカード１０は、あらかじめ格納された識別関数を用いて、送信された顔画像がＩＣカード１０の所有者のものであるか否か認証する。この際、ホスト端末３０が識別関数の計算の一部を行う。

次に、ＩＣカード１０に識別関数を登録するシステムを説明する。ＩＣカード１０を発行するシステムは、例えば区役所や特定の会社等の信頼できる機関によって運用され、セキュリティが確保された場所に設置される。

図４は、ＩＣカード１０を発行するシステムの構成を示す図である。ＩＣカード１０を発行するシステムは、ＩＣカード１０を利用するシステムと基本的に同じ構成を有するが、ホスト端末３０にデータベース３２が接続されている点が異なる。

データベース３２は、複数の人の顔画像に関する情報を格納している。ここで、データベース３２に格納されているデータを、一般性を失うことなく、

と表す。Ｓは全てのサンプルデータの集合である。Xi(i=1〜ｍ)は顔画像のｎ次元の特徴ベクトルであり、yi(i=1〜n)はXiが本人データの場合に１、Xiが他人データの場合に０をとる変数である。データベース３２に格納されたデータＳは、識別関数を求めるために用いられるデータである。識別関数は、撮像装置５０により撮像されたＩＣカード１０の所有者の顔画像から抽出される特徴に関するデータとデータベース３２に格納されたデータＳを用いて、重み係数ｗjおよび補正項である定数ｂを推定することにより、識別関数f(X)を求める。

上記データＳを用いてf(X)の係数（W，ｂ）を推定する方法としては、例えば、図５に示すアルゴリズム（The perceptron algorithm）を利用することができる。これにより推定されたWkとｂを式（１）のWとｂとし、識別認証用関数f(X)を確定する。ホスト端末３０は、ＩＣカード１０に認証用関数f(X)および係数W、ｂを登録する。

次に、本実施の形態のＩＣカード１０およびホスト端末３０を用いた認証の動作について説明する。図６は、認証の動作の流れを示す図である。

まず、撮像装置５０により撮像された認証対象の画像データが画像入力部３６よりホスト端末３０に入力される（Ｓ１０）。画像入力部３６は入力された認証対象画像を正規化処理部３８に送り（Ｓ１２）、正規化処理部３８は認証対象画像の正規化処理を行う。正規化処理部３８は、例えば、認証対象画像中の顔画像の大きさを調節し、両目の位置が所定の場所に位置するように移動したり向きを変えたりする処理を行う。また、正規化処理部３８は、輝度を統一する処理を行ってもよい。そして、正規化処理部３８により正規化された認証対象画像は、送受信部３４によりＩＣカード１０に送信される（Ｓ１４）。

ＩＣカード１０は、ホスト端末３０から送信された認証対象画像を送受信部１２により受信すると、受信した認証対象画像を特徴抽出部１４に入力する（Ｓ１６）。特徴抽出部１４は、受信した認証対象画像から、所有者本人を他人から識別する特徴に関する情報（特徴ベクトル）を抽出する。例えば、目に特徴がある場合には、目の画像の周辺を部分的にフーリエ変換することにより、目の周辺の周波数成分を特徴ベクトルとして抽出する。特徴抽出部１４は、係数抽出部１６に抽出された特徴ベクトルを送信する（Ｓ１８）。

係数抽出部１６は、識別関数格納部１８から識別関数f(X)の重み係数Wと定数ｂを読み込む（Ｓ２０）。そして、係数抽出部１６は、ＩＣカード１０の計算速度とメモリ容量に基づいて、識別関数格納部１８に格納された識別関数f(X)の係数の一部（例えば１０％）をランダムに抽出する。そして、係数抽出部１６は、抽出した係数を計算部１８に入力し（Ｓ２２）、識別関数f(X)の残りの係数を係数送信部２０に入力する（Ｓ２４）。

係数抽出部１６から識別関数f(X)の一部の係数が入力された計算部２０は、特徴抽出部１４で抽出された特徴ベクトルと係数抽出部１６で抽出された一部の係数とから、式（１）で示した識別関数f(X)の一部の計算値を求める。そして、計算部２０は、求めた計算値を認証部２４に入力する（Ｓ２６）。

係数送信部２２は、係数抽出部１６から入力された係数を、送受信部１２によってホスト端末３０に送信する（Ｓ２８）。この際に係数送信部２２は、特徴抽出部１４で抽出された特徴ベクトルのうち、送信される係数に対応する特徴ベクトルと、識別関数の一部の計算値を求めるための計算方法の情報もホスト端末３０に送信する。ここで係数送信部２２から送信される情報の例としては、式（１）に示す識別関数の場合、識別関数の一部の重み係数ｗｊと、その重み係数に対応する特徴ベクトルｘｊと、重み係数ｗｊと特徴ベクトルｘｊを用いた計算方法に関する情報である。計算方法に関する情報は、重み係数ｗｊと特徴ベクトルｘｊを乗じて、その計算結果の総和を求めるという情報である。

ＩＣカード１０から送信された認証関数の一部の係数および特徴ベクトルを送受信部３４によって受信したホスト端末３０は、受信した情報を演算部４０に入力する（Ｓ３０）。そして、演算部４０は、ＩＣカード１０から送信された一部の係数、特徴ベクトルおよび計算方法に基づいて、認証関数の一部の計算値を求める。そして、演算部４０は、求めた計算値をＩＣカード１０に送信する（Ｓ３２）。

ＩＣカード１０は、ホスト端末３０から送信された認証関数の一部の計算値を送受信部１２によって受信し、受信した計算値を認証部２４に入力する（Ｓ３４）。認証部２４は、計算部２０から入力された計算値と、ホスト端末３０から受信した計算値とに基づいて、認証関数全体の計算値を求める。その結果、認証関数全体の計算値が０以上である場合には、認証対象画像は本人のものであると判定し、計算値が０未満である場合には、認証対象画像は他人のものであると判定する。

認証部２４は、判定の結果をホスト端末３０に送信し（Ｓ３６）、ホスト端末３０ではＩＣカード１０から受信した認証結果を出力する（Ｓ３８）。

以上、第１の実施の形態のＩＣカード１０およびホスト端末３０について説明した。

第１の実施の形態のＩＣカード１０は、所有者本人を他人から識別するための識別関数をＩＣカード１０に格納し、識別関数の計算値を求める際に、識別関数の係数と共に計算に用いるための情報をホスト端末３０に送信し、ホスト端末３０で識別関数の一部を計算させる。これにより、ＩＣカード１０の処理能力の不足をホスト端末３０により補い、ＩＣカード１０で高度な認証を実現することができる。また、ホスト端末３０に送信する情報は、識別関数の係数のうちの一部であるので、識別関数を盗用される危険を低減できる。

また、第１の実施の形態のＩＣカード１０は、識別関数の係数と共に計算に用いる情報と計算方法に関する情報をホスト端末３０に送信しているので、ホスト端末３０はＩＣカード１０から送信された情報に従った演算をするだけである。ホスト端末３０には、識別関数の係数が認証対象画像のどの部分に適用される係数であるのかを通知しないので、識別関数を解読される危険を低減でき、セキュリティを向上させることができる。さらに、ホスト端末３０はＩＣカード１０から送信された情報に従って演算を行えばよいので、ホスト端末３０にＩＣカード１０に合わせた認証用のアプリケーションをインストールする必要がなく、ＩＣカード１０を用いた本認証システムの導入のコストを抑えることができる。また、ＩＣカード１０には、カード発行元によって定められた仕様によってさまざまな識別関数が格納されていても対応可能となる。

また、認証用の関数として、本人の情報および他人の情報から求められた識別関数を用いているので、識別関数から本人の画像を復元することができず、セキュリティを向上できると共にプライバシーの保護を図れる。

次に、本発明の第２の実施の形態のＩＣカード１０について説明する。図７は、第２の実施の形態のＩＣカード１０の構成を示す図である。第２の実施の形態のＩＣカード１０は、基本的な構成は第１の実施の形態のＩＣカード１０と同じであるが、特徴抽出部１４を有していない点が異なる。

次に、第２の実施の形態のＩＣカード１０およびホスト端末３０を用いた認証の動作について説明する。撮像装置５０によって撮像された認証対象の画像がホスト端末３０に入力され（Ｓ１０）、正規化処理されたＩＣカード１０に送信される（Ｓ１４）までの動作の流れは、第１の実施の形態のＩＣカード１０による認証と同じである。第２の実施の形態では、正規化処理部３８は、正規化した認証対象画像を演算部４０に送信する（Ｓ４０）。

ＩＣカード１０は、認証対象画像を送受信部１２によって受信すると、受信した認証対象画像を係数抽出部１６に入力する（Ｓ１６）。係数抽出部１６は、ＩＣカード１０の計算速度とメモリ容量に基づいて、識別関数格納部１８に格納された識別関数f(X)の係数の一部（例えば１０％）をランダムに抽出する。そして、係数抽出部１６は、抽出した係数を計算部１８に入力し（Ｓ２２）、識別関数f(X)の残りの係数を係数送信部２０に入力する（Ｓ２４）。

計算部２０は、受信した認証対象画像と係数抽出部１６で抽出された一部の係数とから、式（１）で示した識別関数f(X)の一部の計算値を求める。本実施の形態では、認証対象の顔画像の各ピクセルの輝度値を、そのまま識別関数の特徴ベクトルＸの要素として利用する。そして、計算部２０は、求めた計算値を認証部２４に入力する（Ｓ２６）。

係数送信部２２は、係数抽出部１６から入力された係数を、送受信部１２によってホスト端末３０に送信する（Ｓ２８）。この際に係数送信部２２は、識別関数の一部の計算値を求めるための計算方法に関する情報もホスト端末３０に送信する。計算方法に関する情報としては、例えば、送信した係数を認証対象画像のピクセルの輝度値に乗じて、その計算結果の総和を求めるという情報である。本実施の形態では、ピクセルの輝度値をそのまま特徴ベクトルＸとして用いるので、ホスト端末３０に特徴ベクトルＸの情報を送信する必要がない。

ホスト端末３０は、ＩＣカード１０から送信された認証関数の係数および計算方法に関する情報を送受信部３４によって受信すると、受信した情報を演算部４０に入力する（Ｓ３０）。演算部４０は、正規化処理部３８から入力された認証対象画像と、ＩＣカード１０から受信した認証関数の係数および計算方法に関する情報に基づいて、認証関数の一部の計算値を求める。そして、演算部４０は、求めた計算値をＩＣカード１０に送信する（Ｓ３２）。

ＩＣカード１０は、ホスト端末３０から送信された計算値を送受信部１２によって受信し、受信した計算値を認証部２４に入力する（Ｓ３４）。認証部２４は、計算部２０によって計算された計算値とホスト端末３０から受信した計算値とから識別関数全体の計算値を求め、求めた識別関数全体の計算値に基づいて、認証対象画像がＩＣカード１０の所有者本人のものであるか否かを判定する。すなわち、認証部２４は、識別関数の計算値が0以上である場合には本人のものであると判定し、計算値が0未満の場合には他人のものであると認定する。

そして、認証部２４は認証結果を送受信部１２によってホスト端末３０に送信し（Ｓ３６）、ホスト端末３０が認証結果を出力する（Ｓ３８）。

以上、第２の実施の形態のＩＣカード１０およびホスト端末３０について説明した。

第２の実施の形態のＩＣカード１０も、第１の実施の形態のＩＣカード１０と同様に、ＩＣカード１０の処理能力の不足をホスト端末３０により補い、ＩＣカード１０で高度な認証を実現することができるという効果がある。

また、ホスト端末３０に送信する情報は、識別関数の係数のうちの一部であるので、識別関数を盗用される危険を低減できるという効果がある。

次に、本発明の第３の実施の形態の演算装置について説明する。図９は、第３の実施の形態の演算装置であるホスト端末３０の構成を示す図である。第３の実施の形態のホスト端末３０の基本的な構成は、第１のホスト端末３０の構成と同じであるが、第３のホスト端末３０は、さらに識別関数形格納部４２を備えている点が異なる。

識別関数形格納部４２は、ＩＣカード１０における認証で用いられる識別関数の関数形を格納している。ホスト端末３０は、認証が行われるＩＣカード１０によって対応する認証関数の関数形を有する。

第３の実施の形態のホスト端末３０の動作は、基本的には、第１の実施の形態で用いられたホスト端末３０の動作と同じである。すなわち、撮像装置５０より入力された認証対象の画像をＩＣカード１０に送信し、ＩＣカード１０から送信された識別関数の一部の係数に基づいて、識別関数の一部の計算結果を求める。第３の実施の形態のホスト端末３０では、認証関数形格納部４２に識別関数の関数形を有しているので、ＩＣカード１０から識別関数の係数を受信すれば、その計算方法に関する情報を受信しなくても、識別関数の一部の計算値を求めることができる。

以上、本発明のＩＣカードおよび演算装置について、実施の形態を挙げて説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではない。

上記実施の形態においては、ＩＣカードに格納された認証用の関数として識別関数を例として説明したが、認証用の関数は識別関数に限定されない。認証用の関数として、ＩＣカードの所有者本人の情報のみから作成した固有の関数を用いることも可能である。

以上説明したように、本発明は、本人を認証するための情報を認証用関数として格納し、認証用関数の係数の一部を外部の演算装置に送信して認証用関数の一部を計算させることにより、外部の演算装置によりＩＣカードの処理能力を補うことができると共に、ＩＣカードの外部に送信される情報が認証用関数の一部であることから、認証用関数を盗用される可能性を低減でき、ＩＣカードによる認証のセキュリティを向上させることができるというすぐれた効果を有し、例えば、ＩＣカードを用いた認証システム等に有用である。

第１の実施の形態のＩＣカードを示す図 ＩＣカードを利用した認証システムを示す図 第１の実施の形態のホスト端末を示す図 ＩＣカードの発行システムを示す図 識別関数を推定するアルゴリズムを示す図 第１の実施の形態による認証動作の流れを示す図 第２の実施の形態のＩＣカードを示す図 第２の実施の形態による認証動作の流れを示す図 第３の実施の形態のホスト端末を示す図

符号の説明

１０ ＩＣカード
１２ 送受信部
１４ 特徴抽出部
１６ 識別関数格納部
１８ 計算部
２０ 係数抽出部
２２ 認証部
３０ ホスト端末
３２ データベース
３４ 送受信部
３６ 画像入力部
３８ 正規化処理部
４０ 演算部
４２ 識別関数形格納部
５０ 撮像装置
６０ リーダライタ

Claims (13)

1. 画像に関する情報を代入して前記画像が本人のものであるか否かを認証するための認証用関数を格納する認証用関数格納手段と、
   認証対象の画像を受信する認証対象画像受信手段と、
   前記認証用関数格納手段に格納された認証用関数の複数の係数のうちの一部を外部の演算装置に送信する認証用関数情報送信手段と、
   前記一部の係数に基づいて求められた前記認証対象画像についての前記認証用関数の一部の計算値を前記外部の演算装置から受信する計算値受信手段と、
   前記複数の係数のうちの他の一部に基づいて前記認証対象画像についての前記認証用関数の他の一部の計算値を求める計算手段と、
   前記計算値受信手段によって受信した計算値と前記計算手段によって求めた計算値とを用いて、前記認証対象画像についての前記認証用関数の全体の計算値を求め、求められた全体の計算値に基づいて認証を行う認証手段と、
   を備えることを特徴とするＩＣカード。
2. 前記認証用関数の係数は、認証されるべき本人の情報および他人の情報に基づいて定められる、ことを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード。
3. 前記認証用関数情報送信手段は、前記一部の係数に加え、前記一部の計算値の計算方法に関する情報を前記外部の演算装置に送信する、ことを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード。
4. 前記認証用関数情報送信手段は、前記一部の係数に加え、前記認証用関数の一部の計算値を求めるための前記認証対象画像に関する情報の少なくとも一部を前記外部の演算装置に送信する、ことを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード。
5. 前記認証対象画像受信手段により受信した認証対象画像から、前記本人を他人から識別するための特徴に関する情報を、前記認証用関数の一部および他の一部の計算値を求めるための前記認証対象画像に関する情報として抽出する特徴抽出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード。
6. 前記認証用関数情報送信手段によって送信する係数として前記複数の係数から無作為に一部を抽出する係数抽出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード。
7. 前記係数抽出手段によって抽出される係数の数は、前記計算手段の計算能力に基づいて定められることを特徴とする請求項６に記載のＩＣカード。
8. 前記認証対象画像受信手段により受信される認証対象画像は、顔画像であることを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード。
9. 画像に関する情報を代入して前記画像が本人のものであるか否かを認証するための認証用関数の関数形の少なくとも一部を格納した認証用関数形格納手段と、
   前記認証用関数を用いて認証対象の画像が本人のものであるか否かを認証するＩＣカードから送信された、前記認証用関数の係数の一部に関する情報を受信する認証用関数情報受信手段と、
   前記認証用関数形格納手段に格納された認証用関数の関数形の少なくとも一部および前記認証用関数情報受信手段により受信した一部の係数を用いて、前記認証対象の画像についての前記認証用関数の一部の計算値を求める演算手段と、
   前記演算手段によって計算した計算値を前記ＩＣカードに送信する計算値送信手段と、
   を備えることを特徴とする演算装置。
10. 画像に関する情報を代入して前記画像が本人のものであるか否かを認証するための認証用関数が格納されたＩＣカードによる認証方法であって、
    認証対象の画像を受信する認証対象画像受信ステップと、
    あらかじめ格納された前記認証用関数の複数の係数のうちの一部を外部の演算装置に送信する認証用関数情報送信ステップと、
    前記一部の係数に基づいて求められた前記認証対象画像についての前記認証用関数の一部の計算値を前記外部の演算装置から受信する計算値受信ステップと、
    前記複数の係数のうちの他の一部に基づいて前記認証対象画像についての前記認証用関数の他の一部の計算値を求める計算ステップと、
    前記計算値受信ステップにおいて受信した計算値と前記計算ステップにおいて求めた計算値とを用いて、前記認証対象画像についての前記認証用関数の全体の計算値を求め、求められた全体の計算値に基づいて認証を行う認証ステップと、
    を備えることを特徴とする認証方法。
11. 画像に関する情報を代入して前記画像が本人のものであるか否かを認証するための認証用関数を用いて認証対象の画像が本人のものであるか否かを認証するＩＣカードから送信された、前記認証用関数の係数の一部に関する情報を受信する認証用関数情報受信ステップと、
    あらかじめ格納された前記認証用関数の関数形の少なくとも一部および前記認証用関数情報受信ステップにおいて受信した一部の係数を用いて、認証対象の画像についての前記認証用関数の一部の計算値を求める演算ステップと、
    前記演算ステップにおいて計算した計算値を前記ＩＣカードに送信する計算値送信ステップと、
    を備えることを特徴とする演算処理方法。
12. 画像に関する情報を代入して前記画像が本人のものであるか否かを認証するための認証用関数が格納されたＩＣカードに、
    認証対象の画像を受信する認証対象画像受信ステップと、
    あらかじめ格納された前記認証用関数の複数の係数のうちの一部を外部の演算装置に送信する認証用関数情報送信ステップと、
    前記一部の係数に基づいて求められた前記認証対象画像についての前記認証用関数の一部の計算値を前記外部の演算装置から受信する計算値受信ステップと、
    前記複数の係数のうちの他の一部に基づいて前記認証対象画像についての前記認証用関数の他の一部の計算値を求める計算ステップと、
    前記計算値受信ステップにおいて受信した計算値と前記計算ステップにおいて求めた計算値とを用いて、前記認証対象画像についての前記認証用関数の全体の計算値を求め、求められた全体の計算値に基づいて認証を行う認証ステップと、
    を実行させることを特徴とするプログラム。
13. 画像に関する情報を代入して前記画像が本人のものであるか否かを認証するための認証用関数を用いて認証対象の画像が本人のものであるか否かを認証するＩＣカードから送信された、前記認証用関数の係数の一部に関する情報を受信する認証用関数情報受信ステップと、
    あらかじめ格納された前記認証用関数の関数形の少なくとも一部および前記認証用関数情報受信ステップにおいて受信した一部の係数を用いて、認証対象の画像についての前記認証用関数の一部の計算値を求める演算ステップと、
    前記演算ステップにおいて計算した計算値を前記ＩＣカードに送信する計算値送信ステップと、
    をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
    
    

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