JP2005346489A - 生体情報登録方法、生体情報登録装置、認証媒体、プログラム、記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 登録された生体情報を簡便に且つ安全に保管する仕組みを提供すると共に、不測の事態でも漏洩する情報を最小限に食い止める仕組みを提供する。
【解決手段】 カード２０自体の利用の可否を認証するカードシステムキーＳと、カード２０におけるデータ領域２２ａへのデータの読み書きを可能にするデータ読み書きキーＡを備えたカード２０に生体情報を登録する登録装置において、データ読み書きキーＡを用いて生体情報を暗号化するために用いた秘匿鍵Ｋをデータ領域２２ａに格納した後（ステップ１０７）、カード２０のデータ読み書きキーＡをデータ読み書きキーＡｍに変更し（ステップ１０８）、管理サーバに送付した後（ステップ１０９）、データ読み書きキーＡｍを登録装置内から削除する（ステップ１１１）。これにより、変更前のデータ読み書きキーＡを知っていても、データ領域２２ａに格納された秘匿鍵Ｋ等の情報の改竄が困難になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、生体情報登録方法、生体情報登録装置、認証媒体、プログラム、記録媒体に関し、特に、ＩＣカード等の認証媒体を利用する認証システムにおいて、そのセキュリティ向上やカード利用者の特定のためにバイオメトリクス認証を併用するようなシステムに適用して有効な技術に関する。

認証の仕組みにカードとバイオメトリクス認証を併用する技術、さらには両者を関連付けてセキュリティを向上させる技術は数多く提案されている。例えば特許文献１では、指紋等の生体情報を暗号化して、カード等の可搬型記憶媒体に記録するとともに、暗号化した際の鍵情報は個人識別情報（個人ＩＤ相当）と関連付けて照合装置側に記録しておき、個人識別情報は暗号化した生体情報と共にカードに記録する技術が開示されている。

他の従来技術として特許文献２では生体情報認証とＩＣカード利用の連携の仕組みが提案されている。すなわち、この特許文献２では、生体情報による特定個人の認証が成立しないとカードを使用するシーケンスが動作しないサービス提供装置となっている。この特許文献２ではサービス提供装置はまず利用者の生体情報を取り込み、自身が記録している生体情報と照合を行い一致した場合には正規の利用許可者と判断し、カードの使用を許可する仕組みとなっている。さらに使用できるカードは、先に一致した生体情報に関連付けられたカードＩＤと一致したＩＤを有するカードのみとする仕組みも開示されている。

従来の例えは前記特許文献１の場合、カードに暗号化した生体情報を登録するため、カードには相応の記録領域が必要となる。特に認証精度を上げようすると一般的には生体情報の情報量も多く必要となり、カードに充分な記録領域を確保出来るかが問題となってくる。また、同様の方式を異なった生体情報による認証方式や異なる認証アルゴリズムに適用しようとした場合、その方式によってカード内に記録しなければならない情報量が変わってくるため、その都度システム設計の見直しが必要となってくる。これはカード内情報の割振りから見直しが必要となり、案件システム毎にカードを変更する必要があり、カードの共有化と言う観点からも望ましくない。

また、特許文献２で提案されている仕組みにおいては、登録された生体情報と利用者の生体情報の照合を行い、一致と判断した場合に関連付けられたＩＤのカードのみ使用可能としているが、生体情報の照合には一般的に時間が掛かるため、記録されている生体情報が多くなると一致照合に多くの時間を必要とする。また、この仕組みは登録されている生体情報は区別されること無く同じデータ形式、暗号鍵で保管されていなければ実現出来ないため、セキュリティが破られた場合には全ての生体情報が一括で漏洩する危険にさらされることとなり、個人情報保護の観点から好ましくない。

このため、特許文献３では、暗号化された生体情報をＩＣカードに記録された個人情報に含まれる暗号鍵で暗号化してＩＣカードとは別の認証装置内に記憶させて登録し、認証時に読み出して照合する技術が開示されている。

しかしながら、この特許文献３の場合には、ＩＣカードに格納された暗号鍵等を個人情報の漏洩を前提としており、当該ＩＣカードにおける格納情報の改竄は防ぎ得ないという技術的課題がある。

すなわち、一般にＩＣカードでは、利用端末は信頼性が高いことを前提として、ＩＣカード内の情報にアクセスするためのセキュリティキーは共通に設定されているため、利用端末の盗難等によってＩＣカード内の情報の漏洩や改竄が懸念される。

また、生体情報等の個人情報を登録する場合、上述のようなＩＣカード内の情報の漏洩や改竄の懸念から、一般に専用の登録端末にユーザが出向いて登録処理を行う必要があるが、指紋等の個人情報の登録には、ある程度の抵抗感や嫌悪感がさけられず、生体情報を利用した認証システムの普及促進のためには、自宅のパーソナルコンピュータ等での簡易な登録処理も望まれるところである。
特開昭６４−２６９８５号公報 特開２００２−２６９０５５号公報 特開２００２−２６９０５１号公報

本発明の目的は、登録された生体情報を簡便に且つ安全に保管する仕組みを提供すると共に、不測の事態でも漏洩する情報を最小限に食い止める仕組みを提供することにある。
本発明の他の目的は、認証用の生体情報の登録促進を実現することにある。

本発明の第１の観点は、登録装置において生体情報を暗号鍵を用いて暗号化し、前記暗号鍵は認証媒体に保管し、暗号化された前記生体情報は、前記認証媒体の識別情報と関連付けて前記認証媒体とは別の記憶装置に保管する生体情報登録方法であって、前記認証媒体は、前記認証媒体自体の利用の可否を認証する第１アクセス鍵と、前記暗号鍵が格納されるデータ領域への情報の記録および再生を可能にする第２アクセス鍵とを備え、前記登録装置は、前記暗号鍵の前記データ領域への格納に際して、新たな前記第２アクセス鍵を生成して前記暗号鍵の前記データ領域への格納を行うとともに、新たな前記第２アクセス鍵は前記記憶装置に保管して、当該登録装置内から消去する生体情報登録方法を提供する。

本発明の第２の観点は、生体情報を暗号鍵を用いて暗号化し、前記暗号鍵は認証媒体に保管し、暗号化された前記生体情報は、前記認証媒体の識別情報と関連付けて前記認証媒体とは別の記憶装置に保管する機能を備えた生体情報登録装置であって、前記認証媒体は、前記認証媒体自体の利用の可否を認証する第１アクセス鍵と、前記暗号鍵が格納されるデータ領域への情報の記録および再生を可能にする第２アクセス鍵とを備え、前記暗号鍵の前記データ領域への格納に際して、新たな前記第２アクセス鍵を生成して前記暗号鍵の前記データ領域への格納を行う機能と、新たな前記第２アクセス鍵は前記記憶装置に保管して、当該登録装置内から消去する機能とを備えた生体情報登録装置を提供する。

本発明の第３の観点は、生体情報の暗号化および／または復号化に用いられる暗号鍵が格納される認証媒体であって、前記認証媒体自体の利用の可否を認証する第１アクセス鍵と、個々の当該認証媒体毎にユニークに設けられ、前記暗号鍵が格納されるデータ領域への情報の記録および再生を可能にする第２アクセス鍵と、前記データ領域からの情報の読み出しのみを可能にする第３アクセス鍵とを備えた認証媒体を提供する。

本発明の第４の観点は、認証媒体自体の利用の可否を認証する第１アクセス鍵と、データ領域への情報の記録および再生を可能にする第２アクセス鍵とを備えた認証媒体を用い、生体情報を暗号鍵を用いて暗号化し、前記暗号鍵は前記認証媒体のデータ領域に保管し、暗号化された前記生体情報は、前記認証媒体の識別情報と関連付けて前記認証媒体とは別の記憶装置に保管する機能を備えた生体情報登録装置としてコンピュータを動作させるプログラムであって、前記暗号鍵の前記データ領域への格納に際して、新たな前記第２アクセス鍵を生成して前記暗号鍵の前記データ領域への格納を行う機能と、新たな前記第２アクセス鍵は前記記憶装置に保管して、当該登録装置内から消去する機能とを、前記コンピュータに実現させるプログラムを提供する。

本発明の第５の観点は、認証媒体自体の利用の可否を認証する第１アクセス鍵と、データ領域への情報の記録および再生を可能にする第２アクセス鍵とを備えた認証媒体を用い、生体情報を暗号鍵を用いて暗号化し、前記暗号鍵は前記認証媒体のデータ領域に保管し、暗号化された前記生体情報は、前記認証媒体の識別情報と関連付けて前記認証媒体とは別の記憶装置に保管する機能を備えた生体情報登録装置としてコンピュータを動作させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記暗号鍵の前記データ領域への格納に際して、新たな前記第２アクセス鍵を生成して前記暗号鍵の前記データ領域への格納を行う機能と、新たな前記第２アクセス鍵は前記記憶装置に保管して、当該登録装置内から消去する機能とを、前記コンピュータに実現させるプログラムが格納された記録媒体を提供する。

すなわち、本発明では、個人の生体情報は個別に異なる鍵で暗号化し、その暗号鍵をカード等の認証媒体に記録し、暗号化された生体情報は別のサーバ等の記憶装置に格納することで、カードに記録する情報量を最小限に止め、記録されたカード以外では暗号化された生体情報を取り出すことが出来ない仕組みとしている。さらにカードに記録した暗号鍵の改竄、漏洩を防止するためにカードのアクセス鍵を変更し、生体情報を記録した利用者のカードはカード毎にアクセス鍵を異なるものとすることで、一部の情報が漏洩した場合でも漏洩の範囲を最小限に留めることが可能となる。

本発明では、暗号化するための鍵は登録装置内でその都度ランダムに生成し、情報の暗号化と鍵のカードへの記録が完了した後は、登録装置内で生成した暗号鍵は消去することで、鍵を記録されたカード内以外には、暗号化された生体情報を復元できる鍵が存在しないことになる。同様にカードアクセス鍵も登録装置内でランダムにその都度生成し、カードのアクセス鍵として変更登録後は登録装置内から消去することで、不正アクセスを防止することができる。

これらの仕組みは登録装置の機能をソフトウェア化して個人のパーソナルコンピュータで行なうようにすると、生体情報の読取から、暗号化鍵の生成と生体情報の暗号化、暗号化鍵のカードへの保管、生成したＰＣ内暗号鍵の消去、カード書込み許可認証用アクセス鍵の生成からカードのアクセス鍵変更、アクセス鍵の暗号化と生成したアクセス鍵情報の消去までが、個人管理の元で行うことが可能となる。

また、最終的に出来上がるカードと暗号化された生体情報、暗号化されたカードアクセス鍵情報は、全て暗号鍵で保護された状態となる。個人管理下で生体情報の記録作業が完了し、出来上がる成果物（カード、情報）も暗号鍵で守られた状態で取り出されることから、生体情報を登録するという嫌悪感のある作業を、受容しやすくすることが可能である。

また、この作業を実行する個人が、そもそも悪意を持って作業の中から他人の情報を盗むために必要な鍵情報等を得ようとしても、カード情報のアクセス鍵は生体情報登録後はカード毎に異なるため、自身の鍵が判っても他人のカードの鍵を知ることは出来ず、生体情報を暗号化した暗号鍵も各々個人で異なるため、他人の生体情報を解読する鍵にはならない。

また、サーバ等の別の記憶装置へ送るアクセス鍵は、たとえば公開鍵方式で暗号化することで、サーバが管理している秘密鍵が漏洩しない限り、他人の暗号化されたアクセス鍵をサーバへ送る途中等で盗んでも解読することは出来ない。

本発明によれば、登録された生体情報を簡便に且つ安全に保管する仕組みを提供すると共に、不測の事態でも漏洩する情報を最小限に食い止める仕組みを提供することができる。

また、認証用の生体情報の登録促進を実現することが可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態である生体情報登録方法の作用の一例を示す概念図であり、図２は、本実施の形態の生体情報登録方法を含む認証システム全体の作用の一例を示すフローチャート、図３は、本発明の一実施の形態である登録装置の構成および作用の一例を示す概念図、図４は、その構成の一例を示すブロック図である。

まず、図４に例示されるように、本実施の形態の登録装置１０は、たとえばパーソナルコンピュータで構成され、マイクロプロセッサ１１、主記憶１２、外部記憶装置１３、可搬媒体ドライブ１４、ディスプレイ１５、入力装置１６を備えており、これらは情報伝送路としてのバス１０ａを介して接続されている。

すなわち、本構成例はＰＣ上のソフトウェアで登録操作を実現する場合を示している。登録装置１０本体にあたるＰＣには周辺機器として生体情報５０を読み込むためのバイオメトリクスデバイス１７とカード２０（認証媒体）を読み書きするためのカードリーダライタ１８が接続されている。また、外部の照合データベース４０（記憶装置）にアクセスするためのネットワークインターフェイス１９が備えられている。

主記憶１２には、オペレーティングシステム１２ａと、このオペレーティングシステム１２ａの上で動作するアプリケーションとしての生体情報登録プログラム６１、同じくアプリケーションとしてのカードアクセスプログラム６２、等のソフトウェアが格納されており、生体情報登録プログラム６１およびカードアクセスプログラム６２をマイクロプロセッサ１１が実行することで、後述の図１や図２等における生体情報登録処理が行われる。

この生体情報登録プログラム６１およびカードアクセスプログラム６２は、可搬媒体１４ａに格納されて流通し、可搬媒体ドライブ１４にて可搬媒体１４ａから読み出されて、外部記憶装置１３に実装された後、必要に応じて主記憶１２にロードされて実行される。これらのプログラムはネットワークインターフェイス１９を介して実装されるようにしてもよい。

そして、バイオメトリクスデバイス１７から利用者の生体情報５０を読み込むと、登録装置１０内の生体情報登録プログラム６１に備えられたテンプレート生成アルゴリズム６１ａにて生体情報５０を認証するための照合用のデータが生成される。これらの生体情報５０の読み取り用デバイス（バイオメトリクスデバイス１７）や照合用データの生成方式については、指紋、静脈、虹彩、網膜、音声（声紋）、手形、容貌、筆跡、ＤＮＡ等、認証に使用する生体情報５０によって様々なセンサ、読み取りシーケンス、照合データ生成アルゴリズムが存在するが、本実施の形態はそれらの各種方式には依存しないため、これらの方式について詳細な説明は行わないが、例えば指紋を光学的に読み取った画像情報とし、指紋の特徴点を抽出してそれら特徴点の特徴と相互の位置関係のデータから識別するマニューシャ方式がある。

テンプレート生成アルゴリズム６１ａで生成された照合用の生体情報５０は登録装置１０内の生体情報登録プログラム６１に実装された秘匿鍵生成部６１ｂで生成された秘匿鍵Ｋによって暗号化される。秘匿鍵生成部６１ｂは一般的にはソフトウェアの鍵生成アルゴリズムであり、暗号化するためのアルゴリズムと共にこちらも各種方式が存在するが、一般的にはＤＥＳあるいはトリプルＤＥＳが使用される。秘匿鍵生成部６１ｂで生成された秘匿鍵Ｋは照合データを暗号化すると共に、生体情報登録者が使用するカード２０に記録される。

ここで使用されるカード２０は、秘匿鍵Ｋを記録出来るだけの情報記録容量を有し、記録した情報を保護するための耐タンパ機能、記録の書込み、読出しを行う場合には専用の認証手順と認証鍵を有するものが望ましい。カード通信部６２ａおよびカードリーダライタ１８はこれらのカード２０への記録アクセスのために必要な機能、情報を有しており、登録装置１０からの指示によってカード２０への情報書込み、読出しが可能となっている。

カードアクセスプログラム６２のカード通信部６２ａは上述のようにして生成した秘匿鍵Ｋをカード２０に記録すると共に、記録したカード２０のＩＤ情報を読み出す。カード２０のＩＤ情報はカード２０毎に異なるものであり、一般的に運用管理上、カード使用者とカードＩＤは関連付けられて認証システムの管理サーバ７０等で管理されている。カードＩＤと暗号化された照合用の生体情報５０は関連付けられてファイル化等が行われ保管される。保管方法の詳細は問わないが、カードＩＤから検索して取り出すことを考慮すると、照合データ用のデータベース（以下、照合データベース４０）等に記録されることが望ましい。

照合用の生体情報５０が暗号化生体情報５０ａに暗号化され、秘匿鍵Ｋがカード２０に記録された後、登録装置１０上の秘匿鍵Ｋは消去され、記録したカード２０内以外には秘匿鍵Ｋは存在しない状態となる。

図５は本実施の形態において使用されるカード２０の一例を示す概念図であり、図６は、その構成の一例を示すブロック図である。
図６に例示されるように、本実施の形態のカード２０は、マイクロプロセッサ２１、このマイクロプロセッサ２１にて実行されるプログラム等が格納された書き換え不能な記録媒体で構成されたＲＯＭ２３、マイクロプロセッサ２１にてアクセスされるデータやプログラム等が格納され、一括消去型ＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能な持久的記憶媒体で構成されるＲＡＭ２２、外部との情報や動作電力の授受を接触あるいは非接触で行う外部接続インターフェイス２４、これらの各部を接続する情報伝送路としてのバス２５、等で構成されている。

カード２０にはカード２０全体に共通で、当該カード２０自体の使用の可否を認証するためのカードシステムキーＳ（第１アクセス鍵）と、ＲＡＭ２２のデータ領域２２ａに記録されるデータに個別に設定されるデータ読み書きキーＡ（第２アクセス鍵）と、読み出しアクセスを許可するためのデータ読み出しキーＢ（第３アクセス鍵）が設定されている。

カードシステムキーＳ、データ読み書きキーＡ、およびデータ読み出しキーＢは、ＲＡＭ２２におけるデータ領域２２ａとは別の管理領域に通常のデータとは別個に格納されている。

そして、後述の図８のカード認証処理において、データ読み出しキーＢで認証を行った場合には、データの読出しは可能であるが書込みは出来ないため、データ領域２２ａのデータの改竄等は出来ないことになる。また、後述のデータアクセスキーの変更操作を、データ読み書きキーＡに対してのみ行うことで、カード２０に記録した秘匿鍵Ｋの改竄・変更を防止するが、データ読み出しキーＢは変更しない。こうすることで、全てのカード２０のデータ読み出しキーはＢのままとなっており、利用端末装置３０がカードアクセスのために記憶しているデータ読み出しキーＢは、全てのカード２０に対して共通に使用出来る認証鍵となり、使用されるカード２０毎にアクセスするための認証鍵を変更する必要がなく、カード２０の情報保護を強化するが、利用端末装置３０の負荷を増やすことなく、且つ利用端末装置３０の複雑化による価格上昇を防止することが可能となる。

本実施の形態における秘匿鍵Ｋは、図５あるいは図６のデータ領域２２ａに記録され、このデータをアクセスするためには、カードシステムキーＳとデータ読み書きキーＡを使って、特定の手順に従って生成された認証用のデータによる認証手順が必要となっている。この手順は、カード２０の側では、ＲＯＭ２３に格納されたプログラムにて実現される。データ領域２２ａあるいはＲＯＭ２３には、個々のカード２０に固有の識別情報であるカードＩＤ２０ａも登録されている。

また、これらのカードシステムキーＳおよびデータ読み書きキーＡは元のキーと必要な特定情報及び特定の手順を踏めば、キーを変更することが可能である。キーを変更することにより、元のキーを知っていても変更後のキーを知らない限り、カード２０のアクセスは出来なくなる。この時使用されるカード２０は一般的にはＩＣカードであり、外部接続インターフェイス２４を用いた利用機器との通信は接触、非接触は問わない。

図７は本実施の形態におけるカード２０が用いられる利用端末装置３０の構成例を示す概念図である。本実施の形態の利用端末装置３０は生体情報５０を読み込むためのバイオメトリクスデバイス３４と、カード２０を読み書きするためのカードリーダライタ３３、照合アルゴリズム３１ａ等を含む照合判定部３１、照合用の生体情報５０が記録された照合データベース４０等で構成されている。照合データベース４０は、後述のように別の管理サーバ７０に配置されていてもよい。

利用者が自身のカード２０をカードリーダライタ３３によって読み込ませると、カード通信部３２はカード２０からカードＩＤ２０ａとカード２０内に記録されている秘匿鍵Ｋを読み取る。利用端末装置３０は読み取ったカードＩＤ２０ａから、対応する照合用の暗号化生体情報５０ａを照合データベース４０から選択して取り出し、カード２０から読み取った秘匿鍵Ｋで復号化する。この時、カード２０内の秘匿鍵Ｋが改竄、偽造等の不正によって異なっていると、照合データの復号化は失敗し、利用端末装置３０を利用することは出来ない。

一方、バイオメトリクスデバイス３４から利用者の生体情報５０を読み込むと、照合アルゴリズム３１ａによって復号化した照合用生体情報と照合が行われる。カード使用者（ユーザ）が、生体情報５０とカード２０を関連付けて記録していた場合、正規のカード使用者以外が当該カード２０を使用して利用端末装置３０を利用しようとしても、復号化した照合用生体情報と上記不正利用者の生体情報５０は一致しないため端末を利用することは出来ない。照合アルゴリズム３１ａによって一致が確認された場合には、利用端末装置３０はカード使用者を正規のカード使用者と判断し、必要なサービスの供与をカード使用者に許可する等の以降の動作処理を継続する。

利用端末装置３０はカード２０から読み取ったカードＩＤ２０ａ、秘匿鍵Ｋ、復号化した照合用生体情報は、上記一連の動作の中で、不要となった段階で出来るだけ早期に消去することが望ましい。

なお、照合データベース４０は利用端末装置３０内に存在せず、ネットワーク等を経由して接続されている管理サーバ７０に存在する構成としてもよい。この場合、利用端末装置３０はカード２０からカードＩＤ２０ａと秘匿鍵Ｋを読み出すと、カードＩＤ２０ａをネットワーク等を経由して管理サーバ７０に送る。この時、管理サーバ７０へカードＩＤ２０ａを送るための通信等は、暗号化等行い傍受、改竄、成りすまし、等から保護することが望ましい。管理サーバ７０は送られたカードＩＤ２０ａで照合データベース４０を検索し、該当する暗号化された照合用の暗号化生体情報５０ａを選択する。管理サーバ７０は選択した暗号化生体情報５０ａを秘匿鍵Ｋで暗号化されたままの状態で、ネットワーク等を経由して利用端末装置３０に送付する。この時、照合用生体情報は暗号化生体情報５０ａとして暗号化されているが、管理サーバ７０、利用端末装置３０間の通信は上記と同様に保護されていることが望ましい。利用端末装置３０に送付された照合用生体情報としての暗号化生体情報５０ａは、利用端末装置３０内で秘匿鍵Ｋによって復号化され、利用者の生体情報と照合される。

図８は、本実施の形態において、登録装置１０や利用端末装置３０等のカードアクセス機器が、使用されるカード２０をアクセスする際に必要な認証手順の例を示すフローチャートである。

この例は、図５に例示したカード２０をアクセスする際の認証手順例である。この例では暗号化の方式は、ＤＥＳのような暗号と復号を同じ鍵で実行する共通鍵方式としている。図５および図６のカード２０の説明で示したように当該カード２０をアクセスするためには、カードアクセス機器はカード２０に設定されているカードシステムキーＳ及びデータ読み書きキーＡ（またはデータ読み出しキーＢ）を知っている必要がある。このため、この図８の認証手順例ではカードアクセス機器は、このカードシステムキーＳ及びデータ読み書きキーＡ（データ読み出しキーＢ）を知っているものとする。カードアクセス機器はカード２０との通信が可能な状態となってから認証の手順を開始する。

登録装置１０や利用端末装置３０等のカードアクセス機器は最初に乱数Ｒａを生成する。乱数の生成アルゴリズムは特に限定しない。次に生成した乱数Ｒａを自身が知っているカードシステムキーＳで暗号化し、カード２０へ送付する。カード２０は送られた暗号化されたデータをカードシステムキーＳで復号化し、乱数Ｒａを取得する。続けてカード２０は、取得した乱数Ｒａをデータ読み書きキーＡ（またはデータ読み出しキーＢ）で暗号化して、カードアクセス機器に返送する。カードアクセス機器では返送されてきたデータを自身が知っているデータ読み書きキーＡ（データ読み出しキーＢ）で復号化し、取得したデータが自身が先に生成した乱数Ｒａと一致しているか確認し、一致していれば自身が知っているカードシステムキーＳとデータ読み書きキーＡ（データ読み出しキーＢ）は、カード２０に設定されているカードシステムキーＳとデータ読み書きキーＡ（データ読み出しキーＢ）と同一であると判断し、カード２０を正規のカード２０であると認証する。ここで乱数Ｒａが一致しなかった場合には、自身が知っている２つのキーとカード２０に設定されている２つのキーのうち、少なくとも１つのキーは一致していないこととなり、使用されているカード２０が利用許可されていないカード２０であると判断する。

一方、カード２０も同様に自身で乱数Ｒｂを生成し、データ読み書きキーＡ（またはデータ読み出しキーＢ）で暗号化してカードアクセス機器へ送付する。カードアクセス機器では先の手順と同様に、データ読み書きキーＡ（データ読み出しキーＢ）で復号化しさらにカードシステムキーＳで暗号化してカード２０へ返送する。カード２０はカードシステムキーＳで復号化して自身が生成した乱数Ｒｂと一致しているか確認し、一致していればカードアクセス機器はアクセスを許可すべき相手であると判断して、以降、自身に対するアクセスを許可し、その旨をカードアクセス機器に通知する。

この場合、データ読み書きキーＡを用いて認証した場合には、カードアクセス機器はデータ領域２２ａ等におけるデータ書き込みおよび読み出しの双方が可能になるが、データ読み出しキーＢを用いて認証した場合には、データ領域２２ａにおけるデータの読み出しのみが可能となる。

カード２０がカードアクセス機器にアクセスを許可するのは、上記認証手順によって認証が確認出来たデータ読み書きキーＡやデータ読み出しキーＢ等のデータアクセスキーが設定されたデータについてのみであり、異なったデータアクセスキーが設定された複数のデータが記録されているカード２０の場合、その他のデータについてのアクセスまで許可された訳ではない。また、一般的に認証の結果が有効なのは、接触、非接触カード共にカードアクセス機器との電気的結合が保たれている間のみであり、カード２０がカードリーダライタ１８や、カードリーダライタ３３から取り外されたり、遠ざけられた場合には、カードリーダライタ１８や、カードリーダライタ３３との電気的結合が消失するため認証は無効となる。再度、カード２０のデータをアクセスする際には上記認証手順をやり直す必要がある。

以下、図１および図２のフローチャートを参照して、本実施の形態の生体情報登録技術を用いた認証システムの作用の一例について説明する。
まず、図２にて全体の処理の流れを説明すると、カード会社等のカード発行機関からカード２０がユーザに配布されると（ステップ１０１）、ユーザは、カード２０を登録装置１０のカードリーダライタ１８に装填し、上述の図８の認証手順を経て、利用可能になった後、バイオメトリクスデバイス１７から生体情報５０を入力する（ステップ１０２）。

その後、登録装置１０の生体情報登録プログラム６１では、秘匿鍵Ｋの生成を行い（ステップ１０３）、この秘匿鍵Ｋにて入力された生体情報５０を暗号化して暗号化生体情報５０ａを生成した後（ステップ１０４）、生成された暗号化生体情報５０ａをカード２０のカードＩＤ２０ａとともに管理サーバ７０側に送信し（ステップ１０５）、管理サーバ７０側では、暗号化生体情報５０ａとカードＩＤ２０ａとを対応つけて照合データベース４０に格納する（ステップ１１３）。

その後、登録装置１０では、データ読み書きキーＡの認証にて（ステップ１０６）、カード２０のデータ領域２２ａに秘匿鍵Ｋを格納した後、秘匿鍵Ｋを消去し（ステップ１０７）、さらにデータ読み書きキーＡの代わりに、新たなデータ読み書きキーＡｍを生成して（ステップ１０８）、生成したデータ読み書きキーＡｍを管理サーバ７０側に送信して、上述のカードＩＤ２０ａに対応付けて暗号化生体情報５０ａとともに保持させる（ステップ１０９）、さらにカード２０内の管理領域における既存のデータ読み書きキーＡを新たなデータ読み書きキーＡｍに変更し（ステップ１１０）、登録装置１０内のデータ読み書きキーＡｍを完全に消去する（ステップ１１１）。その後、生体情報５０の登録処理を終えたカード２０は登録装置１０から取り出される（ステップ１１２）。

そして、ユーザがこの登録済のカード２０を使用する際には、たとえば、利用端末装置３０のカードリーダライタ３３に装填するとともにユーザ自身の生体情報５０をバイオメトリクスデバイス３４から入力し（ステップ１２１）、上述の図８の認証手順でカード２０の認証を行った後、すべての利用端末装置３０が共通に持つ、データ読み出しキーＢにてカードＩＤ２０ａにアクセスして秘匿鍵Ｋの読み出しを行い（ステップ１２２）、カードＩＤ２０ａを管理サーバ７０に送信して（ステップ１２３）、対応する暗号化生体情報５０ａを取得し（ステップ１２４）、暗号化生体情報５０ａを秘匿鍵Ｋにて復号し（ステップ１２５）、得られた生体情報５０と、バイオメトリクスデバイス３４から入力された生体情報５０とを照合してユーザが正規のカード所有者か確認し（ステップ１２６）、認証結果に応じて、当該カード２０の使用による所定のサービスの供与の許可／不許可を決定する（ステップ１２６）。

なお、カードシステムキーＳと、変更されたデータ読み書きキーＡｍを用いて図８の認証処理を行う場合には、カード利用機器側は、カード２０毎に変更されたデータ読み書きキーＡｍは知らないため、たとえば、管理サーバ７０からカード２０に対応するデータ読み書きキーＡｍを取得する。すなわち、上述のステップ１２２にて、データ読み出しキーＢの代わりにデータ読み書きキーＡｍを用いる場合には、手前の段階で、管理サーバ７０に登録されているデータ読み書きキーＡｍをカードＩＤ２０ａ等の情報を基にして入手する。

上述の登録装置１０の動作を図１にてより詳細に説明する。図２対応する処理は同一のステップ番号を付している。初期状態のカード２０にはデータ読み書きキーＡとこの鍵で守られたデータ領域２２ａが用意されている。データ読み書きキーＡは登録装置１０が知っているキーであり、上述の図８で示したような手順例でアクセス許可のための認証を行い、上述した鍵生成アルゴリズムによって秘匿鍵Ｋが生成され（ステップ１０３）、秘匿鍵Ｋがカード２０に記録された後、秘匿鍵Ｋは漏洩を防止するために消去される（ステップ１０７）。秘匿鍵Ｋで暗号化された生体情報５０の取扱は図２で例示した流れ（ステップ１０５、ステップ１１３）となる。

次に、秘匿鍵Ｋをカード２０に記録した後、データ読み書きキーＡを変更する手順例を示す。秘匿鍵Ｋがカード２０に記録され（ステップ１０７）、消去された後、登録装置１０は秘匿鍵Ｋが記録されたデータ領域２２ａのデータ読み書きキーＡを変更するために、データ読み書きキーＡｍを生成し（ステップ１０８）、カード２０のデータ読み書きキー変更手順に従って、データ読み書きキーをＡからＡｍに変更する（ステップ１１０）。データ読み書きキーがＡｍに変更されることで、カード２０に記録された秘匿鍵Ｋをアクセスするための認証鍵はこの時点で登録装置１０内に存在するだけとなり、事実上、秘匿鍵Ｋをアクセス出来るのは登録装置１０だけとなる。登録装置１０内のデータ読み書きキーＡｍは、管理サーバ７０が復号することが出来る公開鍵Ｐで暗号化されてから、暗号化前の鍵は消去される（ステップ１１１）。この時点で登録装置１０自身でもデータ読み書きキーＡｍは復号出来ない状態になっており、管理サーバ７０に送られた後に（ステップ１０９）、公開鍵Ｐで暗号化された鍵も消去されることで、秘匿鍵Ｋを記録したデータ領域２２ａのデータ読み書きキーＡｍは管理サーバ７０以外は知らない状態になる。管理サーバ７０は送られてきた公開鍵で暗号化されたデータ読み書きキーＡｍを、自分しか知らない秘密鍵で復号化し取り出すことが可能である。

この仕組みを登録装置１０に組み込むと、登録装置１０には初期状態の全てのカード２０共通のデータ読み書きキーＡとカードシステムキーＳ、管理サーバ７０の公開鍵Ｐ及びカード２０のデータアクセスキー変更のために必要な情報等が必要となるが、これらの情報は最悪漏洩したとしても、秘匿鍵Ｋが記録されデータ読み書きキーＡがＡｍに変更された後のカード２０に対してはアクセスすることが出来ない。このため登録装置１０の機能はソフトウェア化してパーソナルコンピュータ上で実行させる等、情報漏洩に対して多少寛容な方法であっても、登録した生体情報５０の安全を確保することが可能となる。これにより登録装置１０のコストダウンを実現することが出来る。

さらに、登録装置１０としてパーソナルコンピュータを用い、パーソナルコンピュータ上での実現も可能となるため、生体情報５０の登録と言う精神的嫌悪感のある作業を、自宅等の自身のパーソナルコンピュータにバイオメトリクスデバイス１７とカードリーダライタ１８を接続することで実行することが可能となる。自宅のパーソナルコンピュータ等でこの機能が実現出来ることで、登録した生体情報５０の消去等の確認も自身で行うことも可能となり、最終的に管理サーバ７０へ送る暗号化されたデータファイルを生成するまでは、ネットワークへの接続も不要であるため、暗号化されたデータ以外が管理サーバ７０に送られているのではないかと言った疑いも回避することが可能となり、生体情報５０の登録促進に貢献することが可能である。

次に、データ読み書きキーＡの他にデータ読み出しキーＢも生体情報５０の登録時に変更する例を示す。
図９は利用端末装置３０に設けられているか、または別の管理サーバ７０に設けられた照合データベース４０における情報テーブル４１の構成の一例を示す概念図である。カードＩＤ２０ａとそのカード２０に対応した変更されたデータ読み出しキーＢｍ、生体情報５０が暗号化された暗号化生体情報５０ａが対応付けられて格納されている。

そして、利用端末装置３０は使用されたカードＩＤ２０ａから照合データベース４０の情報テーブル４１の検索を行い、対応するユニークに変更されているデータ読み出しキーＢｍ、暗号化された暗号化生体情報５０ａを選択し、データ読み出しキーＢｍでカード２０と認証を行い、データ領域２２ａから秘匿鍵Ｋを読み出して取得し、暗号化生体情報５０ａを復号化し、利用者が入力した生体情報５０と照合することで、ユーザの認証を行う。

以上説明したように、本実施の形態によれば、生体情報５０を使ったカード利用者認証システムにおいて、生体情報５０を安全に保護すると共に、生体情報５０を登録するための登録装置１０を安価に実現することが可能となり、さらに生体情報５０の登録に消極的な利用者の登録意欲を促進する効果がある。

なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
たとえば、上述の例では、カード２０のデータ領域２２ａに格納される情報として生体情報５０を暗号化するための秘匿鍵Ｋを格納する場合を例にとって説明したが、一般のセキュリティ情報の格納に広く適用することができる。

本発明の一実施の形態である生体情報登録方法の作用の一例を示す概念図である。 本発明の一実施の形態である生体情報登録方法を含む認証システム全体の作用の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態である登録装置の構成および作用の一例を示す概念図である。 本発明の一実施の形態である登録装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態において使用される認証媒体としてのカードの一例を示す概念図である。 本発明の実施の形態において使用される認証媒体としてのカードの構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態におけるカードが用いられる利用端末装置の構成例を示す概念図である。 本発明の実施の形態のカードアクセス機器におけるカード認証手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態の管理サーバ等に設けられた照合データベースにおける情報テーブルの構成の一例を示す概念図である。

符号の説明

１０ 登録装置
１０ａ バス
１１ マイクロプロセッサ
１２ 主記憶
１２ａ オペレーティングシステム
１３ 外部記憶装置
１４ 可搬媒体ドライブ
１４ａ 可搬媒体
１５ ディスプレイ
１６ 入力装置
１７ バイオメトリクスデバイス
１８ カードリーダライタ
１９ ネットワークインターフェイス
２０ カード
２０ａ カードＩＤ
２１ マイクロプロセッサ
２２ ＲＡＭ
２２ａ データ領域
２３ ＲＯＭ
２４ 外部接続インターフェイス
２５ バス
３０ 利用端末装置
３１ 照合判定部
３１ａ 照合アルゴリズム
３２ カード通信部
３３ カードリーダライタ
３４ バイオメトリクスデバイス
４０ 照合データベース
４１ 情報テーブル
５０ 生体情報
５０ａ 暗号化生体情報
６１ 生体情報登録プログラム
６１ａ テンプレート生成アルゴリズム
６１ｂ 秘匿鍵生成部
６２ カードアクセスプログラム
６２ａ カード通信部
７０ 管理サーバ
Ｓ カードシステムキー
Ａ データ読み書きキー
Ａｍ 変更後のデータ読み書きキー
Ｂ データ読み出しキー
Ｂｍ 変更後のデータ読み出しキー
Ｋ 秘匿鍵

Claims (11)

1. 登録装置において生体情報を暗号鍵を用いて暗号化し、前記暗号鍵は認証媒体に保管し、暗号化された前記生体情報は、前記認証媒体の識別情報と関連付けて前記認証媒体とは別の記憶装置に保管する生体情報登録方法であって、
   前記認証媒体は、前記認証媒体自体の利用の可否を認証する第１アクセス鍵と、前記暗号鍵が格納されるデータ領域への情報の記録および再生を可能にする第２アクセス鍵とを備え、前記登録装置は、前記暗号鍵の前記データ領域への格納に際して、新たな前記第２アクセス鍵を生成して前記暗号鍵の前記データ領域への格納を行うとともに、新たな前記第２アクセス鍵は前記記憶装置に元の第２アクセス鍵に代えて保管して、当該登録装置内から消去することを特徴とする生体情報登録方法。
2. 請求項１記載の生体情報登録方法において、前記認証媒体は、前記データ領域の情報の読み出しのみを可能にする第３アクセス鍵を備え、前記認証媒体を利用する端末装置は、全ての前記認証媒体について共通の前記第３アクセス鍵にて前記データ領域の前記暗号鍵を読み出し可能にしたことを特徴とする生体情報登録方法。
3. 請求項１記載の生体情報登録方法において、前記認証媒体は、前記データ領域の情報の読み出しのみを可能にする第３アクセス鍵を備え、前記第３アクセス鍵を個々の前記認証媒体毎に新たに設定するとともに、前記記憶装置に当該認証媒体の識別情報と対応付けて保管し、前記認証媒体を利用する端末装置へ前記記憶装置から前記第３アクセス鍵を配信して当該認証媒体の前記データ領域からの前記暗号鍵の読み出しを行わせることを特徴とする生体情報登録方法。
4. 生体情報を暗号鍵を用いて暗号化し、前記暗号鍵は認証媒体に保管し、暗号化された前記生体情報は、前記認証媒体の識別情報と関連付けて前記認証媒体とは別の記憶装置に保管する機能を備えた生体情報登録装置であって、
   前記認証媒体は、前記認証媒体自体の利用の可否を認証する第１アクセス鍵と、前記暗号鍵が格納されるデータ領域への情報の記録および再生を可能にする第２アクセス鍵とを備え、
   前記暗号鍵の前記データ領域への格納に際して、新たな前記第２アクセス鍵を生成して前記暗号鍵の前記データ領域への格納を行う機能と、新たな前記第２アクセス鍵は前記記憶装置に元の第２アクセス鍵に代えて保管して、当該登録装置内から消去する機能とを備えたことを特徴とする生体情報登録装置。
5. 請求項４記載の生体情報登録装置において、前記認証媒体は、前記データ領域の情報の読み出しのみを可能にする第３アクセス鍵を備え、前記第３アクセス鍵を個々の前記認証媒体毎に新たに設定するとともに、前記記憶装置に当該認証媒体の識別情報と対応付けて保管する機能をさらに備えたことを特徴とする生体情報登録装置。
6. 生体情報の暗号化および／または復号化に用いられる暗号鍵が格納される認証媒体であって、
   前記認証媒体自体の利用の可否を認証する第１アクセス鍵と、個々の当該認証媒体毎にユニークに設けられ、前記暗号鍵が格納されるデータ領域への情報の記録および再生を可能にする第２アクセス鍵と、前記データ領域からの情報の読み出しのみを可能にする第３アクセス鍵とを備えたことを特徴とする認証媒体。
7. 請求項６記載の認証媒体において、前記第３アクセス鍵は個々の前記認証媒体毎にユニークに設けられていることを特徴とする認証媒体。
8. 認証媒体自体の利用の可否を認証する第１アクセス鍵と、データ領域への情報の記録および再生を可能にする第２アクセス鍵とを備えた認証媒体を用い、生体情報を暗号鍵を用いて暗号化し、前記暗号鍵は前記認証媒体のデータ領域に保管し、暗号化された前記生体情報は、前記認証媒体の識別情報と関連付けて前記認証媒体とは別の記憶装置に保管する機能を備えた生体情報登録装置としてコンピュータを動作させるプログラムであって、
   前記暗号鍵の前記データ領域への格納に際して、新たな前記第２アクセス鍵を生成して前記暗号鍵の前記データ領域への格納を行う機能と、新たな前記第２アクセス鍵は前記記憶装置に元の第２アクセス鍵に代えて保管して、当該登録装置内から消去する機能とを、前記コンピュータに実現させるプログラム。
9. 請求項８記載のプログラムにおいて、前記認証媒体は、前記データ領域の情報の読み出しのみを可能にする第３アクセス鍵を備え、前記第３アクセス鍵を個々の前記認証媒体毎に新たに設定するとともに、前記記憶装置に当該認証媒体の識別情報と対応付けて保管する機能をさらに前記コンピュータにて実現させることを特徴とするプログラム。
10. 認証媒体自体の利用の可否を認証する第１アクセス鍵と、データ領域への情報の記録および再生を可能にする第２アクセス鍵とを備えた認証媒体を用い、生体情報を暗号鍵を用いて暗号化し、前記暗号鍵は前記認証媒体のデータ領域に保管し、暗号化された前記生体情報は、前記認証媒体の識別情報と関連付けて前記認証媒体とは別の記憶装置に保管する機能を備えた生体情報登録装置としてコンピュータを動作させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
    前記暗号鍵の前記データ領域への格納に際して、新たな前記第２アクセス鍵を生成して前記暗号鍵の前記データ領域への格納を行う機能と、新たな前記第２アクセス鍵は前記記憶装置に保管して、当該登録装置内から消去する機能とを、前記コンピュータに実現させるプログラムが格納された記録媒体。
11. 請求項１０記載の記録媒体において、前記認証媒体は、前記データ領域の情報の読み出しのみを可能にする第３アクセス鍵を備え、前記プログラムは、前記第３アクセス鍵を個々の前記認証媒体毎に新たに設定するとともに、前記記憶装置に当該認証媒体の識別情報と対応付けて保管する機能をさらに前記コンピュータにて実現させることを特徴とする記録媒体。

Images