JP2007148950A

JP2007148950A - 情報処理装置

Info

Publication number: JP2007148950A
Application number: JP2005344881A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Motoyama; 博之本山; Yoshiji Kishiyu; 佳司喜種
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2007-06-14
Also published as: CN100579015C; US20070177769A1; CN1976281A

Abstract

【課題】
ノート型パーソナルコンピュータで外付けの認証デバイスを使用する際の利便性の低下や高価格化を防止し、ノート型パーソナルコンピュータ等の情報処理装置に最適な、認証制御の構成や認証手順を提供する。
【解決手段】
本発明の情報処理装置は、生体認証デバイスと、前記生体認証デバイスを制御するインターフェイス制御部と、ユーザ識別情報とユーザ認証情報を秘匿する第１の記憶部と、前記プロセッサが実行するプログラムを格納する第２の記憶部と、前記第２の記憶部に格納されたプログラムに基づいて前記第１の記憶部の秘匿を解除した後に前記インターフェイス制御部を介して前記生体認証デバイスから入力した生体情報を取得して前記ユーザ認証情報と比較するプロセッサと、を備えるようにした。
【選択図】図８

Description

本発明はノート型パーソナルコンピュータ等の情報処理装置に係り、認証デバイスを搭載するのに好適なハードウェア構成あるいは制御方法に関する。

近年、ノート型パーソナルコンピュータの盗難や紛失による個人情報や機密情報が漏えいするケースが増加し、企業や自治体など個人情報を取り扱う機関をはじめ、社会的な情報セキュリティに対する関心が高まっている。

従来からノート型パーソナルコンピュータではＯＳ立ち上がり時にログイン画面を表示し、特定のユーザにしか使用できない仕組みが備わっている。このログイン方式は、キーボードからキーボードでパスワード入力をおこなう方式である。このため、セキュリティを高めるためには秘匿性の高いパスワードを設定する必要があり、ユーザが記憶するのが困難な問題があった。

このため、特に第三者のなりすましによる不正アクセス防止への意識が強くなっており、その防止策として指紋や静脈などの個人を特定可能な生体情報を、個人認証の鍵として利用したいというニーズが増加してきている。例えば、特許文献1には、人間の体の一部を鍵として利用する生体認証技術である指静脈認証技術を採用した認証デバイスが開示されている。

特開２００５−１２８９３６号公報

しかし、特許文献1に開示されている認証デバイスは、情報処理装置の外部に接続する認証デバイスであり、情報処理装置の利便性が低下する問題がある。特に、ノート型パーソナルコンピュータでは可搬性が低下や外形寸法が増加する問題がる。また、生体認証処理を認証デバイスでおこなうため、認証デバイスに高性能な処理装置が必要となり、高価になる問題がある。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、ノート型パーソナルコンピュータ等の情報処理装置に最適な、認証制御の構成や認証手順を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明の情報処理装置は、生体認証デバイスと、前記生体認証デバイスを制御するインターフェイス制御部と、ユーザ識別情報とユーザ認証情報を秘匿する第１の記憶部と、前記プロセッサが実行するプログラムを格納する第２の記憶部と、前記第２の記憶部に格納されたプログラムに基づいて前記第１の記憶部の秘匿を解除した後に前記インターフェイス制御部を介して前記生体認証デバイスから入力した生体情報を取得して前記ユーザ認証情報と比較するプロセッサと、を備えるようにした。

また、本発明の情報処理装置は、暗号化された生体認証情報を記憶する第１の不揮発性記憶部と、前記生体認証情報の暗号鍵を記憶する第２の不揮発性記憶部と、
前記第１の不揮発性記憶部と前記第２の不揮発性記憶部のアクセスロックを解除するロック解除手段と、前記生体認証情報の暗号鍵により前記生体認証情報を復号して揮発性記憶部に記録する復号手段と、前記揮発性記憶部に復号された生体認証情報と生体認証デバイスから取得した生体認証情報とを比較して認証をおこなう認証手段とを備えるようにした。

本発明によれば、認証デバイスをノート型パーソナルコンピュータに可搬性を低下させることなく内蔵でき、低価格にセキュリティの高いノート型パーソナルコンピュータを構成することができる。

以下に、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態のノート型パーソナルコンピュータのハードウェア構成をしめす図である。パーソナルコンピュータ1は、プロセッサ2により、当該コンピュータのオペレーティングシステムやユーザアプリケーションプログラムが実行される。これらのソフトウェアは、ハードディスク等の記憶装置から読み出され、メモリコントローラ3に接続しているメモリ4に記憶されている。さらに、メモリコントローラ3には、当該コンピュータの表示部であるＬＣＤ5が接続されている。

また、メモリコントローラ3には、入出力デバイスを制御するＩ／Ｏコントローラ6が接続され、プロセッサ2はメモリコントローラ3とＩ／Ｏコントローラ6を介して、
入出力デバイスを制御する。

本実施例のパーソナルコンピュータでは、Ｉ／Ｏコントローラ6のＰＣＩバスにＰＣカードコントローラ7と無線ＬＡＮ8と有線ＬＡＮ9を接続する構成となっている。また、
ＬＰＣ（Low Pin Count）インターフェイスには、キーボードコントローラ10とＢＩＯＳ−ＲＯＭ11とセキュリティチップ12が接続されている。

ここで、セキュリティチップ12は、暗号鍵を記憶するメモリやRSA暗号処理や乱数発生機能やハッシュ関数当の暗号処理機能を有するコントローラであり、パーソナルコンピュータのセキュリティ管理をサポートするハードウェアである。例えば、セキュリティチップ12の暗号処理機能により、ハードディスク等の記憶装置のファイルの暗号化をおこなうことができる。

Ｉ／Ｏコントローラ6の内部には、バッテリバックアップされたCMOSメモリ13が内蔵され、パーソナルコンピュータ1の構成情報やBIOSバスワード等が記憶されている。このBIOSバスワードを利用したログイン手順について詳細に後述する。

また、Ｉ／Ｏコントローラ6には、IDEバスを介してハードディスク装置（HDD）やコンパクトフラッシュ（登録商標）ディスク（CF）の記憶装置14が接続されている。これらの記憶装置14には、前記のオペレーティングシステムやユーザアプリケーションプログラムが記憶されるとともに、セキュリティチップ12により暗号化されたユーザデータを記憶できる。

さらに、Ｉ／Ｏコントローラ6には、ユニバーサルシリアルバス（USB）のコントローラが内蔵され、USBを介して、指静脈センサ15が接続される。このUSBは、USBコネクタ17にも接続され、装置の外部にセキュアメモリカードや外付けの生体認証デバイスを接続できる。

本実施例のパーソナルコンピュータ1では、IDEバスに接続した記憶装置14と指静脈センサ15の制御回路を一体にしてモジュール構成16としている。つぎに、指静脈デバイスの概要について説明する。

図2は、パーソナルコンピュータ1の本体のキーボード18が設けられている上面の概観をしめす図である。本体手前のパームレスト部にポインティングデバイスであるトラックパッド19が設けられ、その右部に指静脈センサ20が設置されている。本実施例のパーソナルコンピュータ1では、2.5インチＨＤＤの搭載エリアに指静脈センサ20とそのインターフェイスモジュール16を搭載することにより、小型化を達成している。詳細は後述するが、インターフェイスモジュール16には、ＣＦタイプの記憶装置を搭載可能としている。ＣＦタイプの記憶装置は、2.5インチＨＤＤの搭載モデルとは記憶容量の点でおとるが、基本的なオペレーティングシステムやユーザアプリケーションプログラムは記憶することができ、耐衝撃性が高い特徴を有している。このため、パーソナルコンピュータ1の信頼性を向上することができる。

図3(a)は、指静脈センサ20の概観をしめす図である。指静脈センサ20には、指静脈の撮像窓24の上下に近赤外線照射窓21、22が設けられている。この近赤外線照射窓21、22の内部には近赤外線LEDが配置されている。図3(ｂ)にしめすとおり、パーソナルコンピュータ1の使用者は、指静脈センサ20の撮像窓24の中央に指の第1関節を合わせて置くようにする。前記LEDから照射された近赤外線が、指の内部を透過する際の透過光を撮像窓24の下部に配置されたカメラにより撮像する。このとき、血液の近赤外線の吸収率の差により、指静脈の血管パターンを撮像できる。人の指静脈の血管パターンは、個々に異なり、生体認識情報と利用することができる。

撮像窓24は、パーソナルコンピュータ１の上方部に開放して設けられているので、外乱光も入力される。このため、可視光カットフィルタを設けて、外乱光の影響を低減している。また、指静脈センサ20の動作状態をしめすため、動作表示用のLED（22、23）を設けている。

つぎに、図4を用いて、指静脈センサ20のインターフェイス制御回路の構成を説明する。指静脈センサ20は、上記に述べたとおり、近赤外線LED（21）とＣＣＤカメラ25により構成されている。近赤外線LED（21）は、センサ／ＣＦ基板16のＬＥＤ駆動回路26により、ＬＤＥの発光が制御されている。また、ＣＣＤカメラ25は、センサ／ＣＦ基板16のＦＰＧＡ20により制御され、指静脈の画像データが生成される。ＬＥＤ駆動回路26やＦＰＧＡ20は、制御マイコン27とＵＳＢコントローラ29を介して、ＰＣメインボード31から制御されている。特に、指静脈の画像データは、ＰＣメインボード31の指静脈データ要求に応じて、指静脈センサ20の撮像窓24の上に置かれた指の静脈パターンを撮像し、ＰＣメインボード31に送信される。この画像データを使用して、ユーザ認証をおこなう手順について詳細に後述する。

センサ／ＣＦ基板16には、上記の指静脈センサ20とのインターフェイスをおこなうＵＳＢインターフェイスと、記録装置の制御インターフェイスであるＩＤＥインターフェイスが接続されている。このＩＤＥインターフェイスには、ＣＦコネクタ30が接続されており、フラッシュメモリから構成されるＣＦタイプの記録装置を接続できる。また、ＩＤＥコネクタから供給される電源により、センサ／ＣＦ基板16と指静脈センサ20が駆動される。

本実施例では、上記のセンサ／ＣＦ基板16と指静脈センサ20を、２．５インチタイプのＨＤＤと同じかそれ以下の寸法・容量で構成するようにした。これにより、２．５インチタイプのＨＤＤの代わりにセンサ／ＣＦ基板16を設けることができ、パーソナルコンピュータ１の他の構成部品を変更することなく、指静脈センサ20等の生体認証デバイスを搭載可能にできる。上述したように、ＣＦタイプの記憶装置には、基本的なオペレーティングシステムやユーザアプリケーションプログラムを記憶する。

つぎに図5を用いて、実施例のパーソナルコンピュータ１の状態遷移について説明する。状態32は、パーソナルコンピュータ１に電源が供給されていない状態を表している。この状態で、パワーオンスイッチ等が押下されると、パーソナルコンピュータ１に電源が供給されて装置が起動する。パーソナルコンピュータ１のＩ／Ｏデバイスの初期設定が終了すると、ユーザ認証待ち（スタンバイ33）となる。このスタンバイ状態が長時間継続すると自動的にシャットダウンするようにする。スタンバイ状態33で、パーソナルコンピュータ１の利用者が認証コード等を入力すると、システムログオン状態34となる。システムログオンが成功すると、さらに、ネットワークシステムへのログオン認証がおこなわれ、ユーザの使用環境であるデスクトップ状態35となる。

デスクトップ状態35で所定の時間放置されると、モニタ電源等をオフし、再度デスクトップ状態35にするためには、ログオン認証処理を再度おこなうようにする。これにより、パーソナルコンピュータ１の使用者が離席した場合でも、パーソナルコンピュータ１のセキュリティを確保することができる。

本実施例のパーソナルコンピュータ1の認証は、ユーザ認証とログオン認証の２段階でおこなうものとし、つぎに手順をより詳細に説明する。

図6は、電源ＯＮからリモートサービスが完了するまでの、認証手順をしめす図である。図6では、ユーザ操作と指静脈センサの処理内容とパーソナルコンピュータ1のＣＰＵ処理と認証データ種別のそれぞれに分けて示し、処理手順を表している。S200でＰＣが電源ＯＮされると、指静脈センサのセンサも電源ＯＮされる（S100）。ＣＰＵ2は、電源ＯＮ（S200）後に、ユーザに認証コードの入力を要求し（S210）、パーソナルコンピュータ1の使用者は、この認証コード入力要求に応じて、認証コードを入力する（S002）。

ＣＰＵ2は、予めパーソナルコンピュータ1に記録された認証コードを読み出し（S302）、この読み出した認証コードとユーザ入力された認証コードを比較する（S202）。比較の結果、一致しない場合には、認証コードの入力エラーとして、再入力を要求する。所定回数の入力エラーが発生した場合には、ユーザ認証処理を中止し、パーソナルコンピュータ1をスタンバイ状態にする。

比較の結果、認証コードが登録されていた場合には、入力された認証コードが管理者の認証コードであるかを判別し（S203）、管理者の認証コードであった場合には、認証コードの管理モードを起動する。詳細には説明しないが、この管理モードでは、新規ユーザの登録や、認証コードの変更をおこなうものとする。

ここで、認証コードとして、キーボードから複数桁の英数字の文字列を入力するものとする。この認証コード入力が正しいときに、つぎに説明する指静脈テンプレートやユーザＩＤ／パスワードや接続情報や接続ＩＤ等の認証情報をアクセス可能にする。認証コードを複雑化すると、前記認証情報の秘匿性が高まるが、操作性が低下する場合がある。操作性を改善するために、前記認証情報をセキュアなメモリカードに記録し、USBコネクタ17を介してアクセス可能にする実施例を、図９、図10にしめす。

上記で登録された認証コードが入力されると、正規のユーザがパーソナルコンピュータを操作しているものとして、つぎのログオン認証処理をおこなう。

ＣＰＵ2は、ユーザに指静脈データの入力を要求し（S204）する。ユーザは、この要求により、指静脈センサの撮像窓に指を置く（S205）。指静脈センサは、指が置かれたことを検出すると、近赤外線による静脈パターンのカメラ画像を入力する（S105）。ＣＰＵ2は、撮像した静脈パターンを取得する（S205）とともに、ロック解除された認証情報からユーザ指静脈テンプレートを読み出す（S306）。指静脈センサから取得した静脈データとユーザ指静脈テンプレートのパターンマッチングをおこない、指静脈認証処理をおこなう（S206）。パターンマッチングの結果（S207）が不一致の場合には、登録ユーザの認証ができなかったとする（S307）。パターンマッチングの結果（S207）が一致した場合には、登録ユーザと認証して、システムログオン処理（S208）をおこなう。

システムログオン処理（S208）では、認証情報からユーザＩＤとパスワードを読み出して（S308）、システムログオンをおこなう。つぎに、認証情報からネットワーク接続情報をよみだして（S309）、ネットワークへの接続処理をおこなう（S209）。そして、認証情報からリモートサーバの接続ＩＤとパスワードを読み出して（S310）、サーバログオン処理をおこなう（S210）。

上記のような手順で、ユーザは認証コードを入力した後、ユーザの指静脈認証をおこない、システムのログオン処理を自動的におこなう。認証コードと指静脈パターンの２段階の認証をおこなっているので、システムのセキュリティを確保できるとともに、指静脈バターンや接続情報の秘匿性を確保することもできる。

つぎに図7を用いて指静脈認証センサの処理手順を説明する。
ＣＰＵ2の指静脈データの入力要求（S211）により、指静脈認証センサの制御マイコン27は、近赤外線ＬＥＤ（21）の点滅制御をおこなう（S112）。この状態で、ＣＣＤカメラ25により、指静脈認証センサの撮像窓24に置かれたユーザの指の静脈パターンを撮像する（S113）。この画像データから指があるか否かを判定する（S114）。制御マイコン27は、指が撮像窓24に置かれていると判定したときには、近赤外線ＬＥＤ（21）を点灯制御に変更して（S115）、指静脈認証センサの撮像窓24に置かれたユーザの指の静脈パターンを撮像する（S116）。そして、撮影した指の静脈パターン画像をＣＰＵ2に送信する（S117）。

ここで、近赤外線ＬＥＤ（21）の点滅制御時には、高出力のＬＥＤ発光がおこなえるので、カメラの感度を下げることができる。このため、外乱光の影響が小さくなって、ユーザの指置きの有無の判定が容易になる。

ＣＰＵ2は、指静脈認証センサから静脈パターン画像を受信し（S217）、画像の傾き補正をおこなう（S217）。これは、後述するユーザ指静脈テンプレートとのマッチング処理を正確におこなうための処理であり、傾き補正ができなかったときには再度指の静脈パターンを取得する（S219）。

ＣＰＵ2は、静脈パターンの傾き補正を完了後、認証情報からユーザ指静脈テンプレートを取得し（S320）、指静脈認証センサから取得した静脈パターンと指静脈テンプレートのマッチング処理をおこなう（S320）。マッチング処理の結果、一致率が低い場合には、認証失敗とする（S321）。マッチング処理の結果、所定の一致率以上の場合には、認証完了とする。また、ＣＰＵ2は、静脈パターンの傾き補正を完了後、指静脈認証センサの近赤外線ＬＥＤ（21）を消灯制御する（S120）。

このように、指静脈認証センサの制御マイコン27は、近赤外線ＬＥＤ（21）の制御と指の検出と静脈パターン画像の撮像をおこない、パーソナルコンピュータ1のＣＰＵ2が、静脈パターンのマッチング処理をおこなうように処理分担する。これにより、処理負荷の大きなパターンのマッチング処理を指静脈認証センサの制御マイコン27で行なわないようにしたので、制御マイコン27を低性能のマイコンとすることができ、指静脈認証センサの低価格化や小型化が可能となる。

つぎに図８により、認証情報の管理方法について説明する。
認証情報は、指静脈テンプレート暗号鍵とログオンＩＤとログオンパスワードとネットワーク接続情報とリモートサーバログオンＩＤとリモートサーバログオンパスワードの情報から成る認証管理データ37と暗号化された指静脈テンプレート情報38から構成され、それぞれ、認証コードによりアクセスロックされている。認証管理データ37と暗号化指静脈テンプレート情報38は、パーソナルコンピュータ1を使用するユーザごとに設けるようにする。

認証管理データ37と暗号化指静脈テンプレート情報38は、セキュリティチップ12に記録する。セキュリティチップ12の記憶容量が少ない場合には、暗号化指静脈テンプレート情報38をＨＤＤ等の記憶装置に格納するようにしてもよい。この場合でも、指静脈テンプレート情報38は暗号化されおり、暗号鍵は、認証コードによりロックされているので、セキュリティは確保されている。

図6で説明したように、認証コードが入力される（39）と、セキュリティチップ12の認証コードと照合され（40）、認証管理データ37のアクセスロックが解除されて、指静脈テンプレート暗号鍵がアクセス可能となる（41）。これと同様に、暗号化指静脈テンプレート情報38のアクセスロックも解除される（42）。セキュリティチップ12から指静脈テンプレート暗号鍵と暗号化指静脈テンプレート情報が読み出され、メモリ4の揮発性メモリ上に復号化されて（43）、指静脈テンプレートが用意される。この後、指静脈認証センサから入力された指静脈データ（45）とメモリ上に復号化された指静脈テンプレートが照合され、ユーザ認証がおこなわれる（46）。このように、指静脈テンプレート情報は暗号化されてセキュリティチップ12に記憶されるので、秘匿性が保たれ、復号化された指静脈テンプレート情報は、揮発性メモリに一時記憶されるので、データ漏洩することがない。

図9は、セキュリティチップ12のロック解除をおこなう認証コード入力を省いてユーザ操作性を達成する一実施例である。図8の認証コード入力に換えて、ＣＭＯＳメモリ13にＢＩＯＳバスワードロックされた認証コードを予め記憶しておく。そして、この認証コードでロック解除される認証管理データ37や暗号化指静脈テンプレート情報38は、ＵＳＢインターフェイス等に接続するセキュアメモリカードに記憶されている。セキュアメモリカードが装着されてパーソナルコンピュータ1が電源ＯＮされると、ＣＭＯＳメモリ13の認証コード47とセキュアメモリカードの認証コードを照合し、一致していれば、セキュアメモリカードのロックを解除する。以降の処理は、図8と同様におこなう。図9の例では、指静脈パターンの生体情報の一致とセキュアメモリカードの保持を条件に、システムログオンが行なわれるので、指静脈テンプレート情報のセキュリティは確保されている。

実施例のシステム構成図である。実施例の装置外観図である。実施例の指静脈センサ外観図である。実施例の指静脈センサのインターフェイス回路構成図である。実施例のシステム状態遷移図である。実施例のシステム起動フロー図である。実施例の静脈認証手順フロー図である。認証データの処理概要図である。認証データの他の処理概要図である。

符号の説明

2…ＣＰＵ、4…メモリ、12…セキュリティチップ、14…記憶装置、15…指静脈センサ
37…認証管理データ、38…暗号化指静脈テンプレート

Claims

生体認証デバイスと、
前記生体認証デバイスを制御するインターフェイス制御部と、
ユーザ識別情報とユーザ認証情報を秘匿する第１の記憶部と、
前記プロセッサが実行するプログラムを格納する第２の記憶部と、
前記第２の記憶部に格納されたプログラムに基づいて前記第１の記憶部の秘匿を解除した後に前記インターフェイス制御部を介して前記生体認証デバイスから入力した生体情報を取得して前記ユーザ認証情報と比較するプロセッサと、
を備えたことを特徴とする情報処理装置。
請求項１記載の情報処理装置において、前記第２の記憶部は前記インターフェイス制御部に載置されることを特徴とする情報処理装置。
暗号化された生体認証情報を記憶する第１の不揮発性記憶部と、
前記生体認証情報の暗号鍵を記憶する第２の不揮発性記憶部と、
前記第１の不揮発性記憶部と前記第２の不揮発性記憶部のアクセスロックを解除するロック解除手段と、
前記生体認証情報の暗号鍵により前記生体認証情報を復号して揮発性記憶部に記録する復号手段と、
前記揮発性記憶部に復号された生体認証情報と生体認証デバイスから取得した生体認証情報とを比較して認証をおこなう認証手段と
を備えたことを特徴とする情報処理装置。