JP2008123209A - 認証装置、認証方法、認証プログラム、および記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】単純な入力デバイスを用いて、セキュリティの高い認証を行う。
【解決手段】ユーザを識別するための識別情報およびユーザの認証を行う認証パターンを対応づけて記憶する記憶手段４０と、ユーザによる操作入力を受け付ける入力手段１０と、操作入力から認証パターンを作成する認証データ作成部３０と、入力手段１０から入力された操作入力から作成された認証パターンと、記憶手段４０に記憶されている認証パターンとを照合し、前記ユーザを認証する照合部３２とを備え、状態通知部１６は、ユーザによる操作入力が有効な状態と、無効な状態とを時系列に沿って検知可能であり、認証データ作成手段部３０は、操作入力の有効状態および無効状態の時系列に沿った組合せに基づいて認証パターンを作成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ユーザの入力操作に基づいてユーザを照合する認証装置するに関するものである。

従来、入室管理や、口座取引や、ネットワークへのログインや、システムへのアクセスなどのセキュリティの管理に、認証システムが広く使われている。

上記の認証システムでは、ユーザは、個人を識別するユーザＩＤをキーボード、テンキー、または、ＩＤカードなどに入力し、ＩＤに対するパスワードや、指紋や網膜などの個人を特定する情報などを入力することによって、システムを使用するための認証を行う。認証システムは、入力された、ＩＤおよびパスワードを登録されているＩＤおよびパスワードと比較することによって、ユーザの照合を行っている。

特許文献１では、文字を手書きで入力することで、データの送受信におけるセキュリティを高めることができる認証システムが開示されている。上記の認証システムでは、複数の字画、すなわちストロークからなる手書き文字において、特定の字画を筆記し終えるまでにかかった時間を比較することで、本人の筆跡か否か判断することが示されている。

また、特許文献２では、筆記時間の部分的ばらつきの影響を排除し、ペンの方向の時間変化を比較することでより信頼性を高くした認証システムが開示されている。上記の認証システムでは、ペンを用いてタブレットに所定パターンを書くときに、ペンの方向ベクトルを成分に含む第１および第２ベクトルの差の累積値が最小になるようにベクトルの時間スケールを整合させている。これによって、筆記時間の部分的ばらつきの影響を排除し、認証の信頼性をより高めていることが示されている。
特開２００２−０７７１４２号公報（２００２年３月１５日公開） 特開２００２−０４２１３７号公報（２００２年２月８日公開）

しかしながら、上記従来の構成では、入力装置に一定の精度が求められるため、入力装置のセンサ部のコストが増大するという問題を生じる。特許文献１および２のように手書きした文字のストロークや方向ベクトルを検出するためには、或る程度の精細さや分解能を満たした入力デバイスが必要となり、タッチパッドに指で入力するようなインタフェースでは十分な精細さや分解能が得られない場合がある。

また、指紋情報や、網膜情報や、静脈情報などのいわゆるバイオメトリクス情報を認証に用いるシステムでは、バイオメトリクスセンサが複雑で、高価になるという問題が生じる。また、バイオメトリクス情報を読み取るために、センサを配置する特別なスペースや生体認証のための特別な認証動作が必要になるという問題が生じる。

また、従来のキーボードやテンキーなどで入力できる文字や記号を組み合わせたパスワードによって認証を行う方法では、組合せを総当りで試す方法や、盗難や、盗み見などによって他人に認証を許してしまう危険性があるという問題を生じる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、単純な入力デバイスを用いて、セキュリティの高い認証を行うことができる認証装置を実現することにある。

本発明に係る認証装置は、上記課題を解決するために、ユーザを識別するための識別情報およびユーザの認証を行う認証パターンを対応づけて記憶する記憶手段と、ユーザによる操作入力を受け付ける入力手段と、前記操作入力から前記認証パターンを作成する認証データ作成手段と、前記入力手段から入力された操作入力から作成された認証パターンと、前記記憶手段に記憶されている認証パターンとを照合して前記ユーザを認証する認証手段とを備え、前記入力手段は、ユーザによる操作入力が有効な状態と、無効な状態とを時系列に沿って検知可能であり、前記認証データ作成手段は、前記操作入力の有効状態および無効状態の時系列に沿った組合せに基づいて認証パターンを作成することを特徴としている。

また、本発明に係る認証方法は、上記課題を解決するために、ユーザを識別するための識別情報およびユーザの認証を行う認証パターンを対応づけて記憶する記憶ステップと、ユーザによる操作入力を受け付ける入力ステップと、前記操作入力から前記認証パターンを作成する作成ステップと、前記入力ステップで入力された操作入力から作成された認証パターンと、前記記憶ステップで記憶された認証パターンとを照合して前記ユーザを認証するステップとを備え、前記入力ステップでは、ユーザによる操作入力が有効な状態と、無効な状態とを時系列に沿って検知可能であり、前記作成ステップでは、前記操作入力の有効状態および無効状態の時系列に沿った組合せに基づいて認証パターンを作成することを特徴としている。

上記の構成によれば、入力操作が有効な状態であるか、無効な状態であるかを時系列に沿って検知し、有効な状態および無効な状態であるという入力信号を時系列に沿って組み合わせて認証パターンを作成し、作成した認証パターンと入力された認証パターンを照合することでユーザの認証を行うので、単純な構成の入力手段、具体例をあげると、例えば、スイッチや、ボタンなどの少なくとも２つの状態を入力することができるような入力デバイスを用いてユーザの認証を行うことができるという効果を奏する。

また、上記の認証装置では、前記入力手段は、座標を入力可能な座標入力デバイスであり、前記操作入力が有効な状態および無効な状態を、ユーザの入力を意図する動作によって切換することが好ましい。具体例をあげれば、例えば、マウスボタンのクリックまたはドラッグ、指またはペンのタッチパッドへの接触、手書き認識用ボタンの押下などがユーザの入力を意図する動作にあげられる。

上記の構成によれば、座標入力デバイスを入力手段として用いる場合でも、厳密な座標の入力の必要が無く、簡素な構成の座標入力デバイスを用いてユーザの認証を行うことができるので、ユーザにとっては、認証パターンを暗記しやすいような、例えば、文字や記号を書くパターンを認証データとすることができる。また、他人にとっては、何を認証データとして用いているのか推測しにくく、たとえ入力パターンを認証データとして用いていると分かったとしても、他人の入力パターンと一致させることは難しく、セキュリティが高いという効果を奏する。

また、上記の認証装置では、前記認証データ作成手段は、前記座標入力デバイスから入力される座標情報に変化がない場合、前記操作入力が無効な状態であるとして認証パターンを作成することが好ましい。ここで言う座標情報に変化がないというのは、座標入力デバイスが変化を検出できない場合のみ座標情報に変化がないとしてもよいし、座標の移動量が微小な場合でも座標情報に変化がないと見なしてもよい。

上記の構成によれば、例えばタッチパッドをたたく音を他人に聞かれていたり、指の上下運動を他人に見られていたりしても、入力される座標情報に変化がない場合、入力される座標情報に変化がない場合は、指の動作と作成される入力データはタイミングがずれるので、容易に真似されなくなり安全性を高めることができる。

また、上記の認証装置では、前記座標入力デバイスは、ポインティングデバイスであることが好ましい。

上記の構成によれば、広く一般に用いられているポインティングデバイス、具体例をあげると、例えば、タッチパッド、タブレット、マウス、トラックボール、ライトペン、ジョイスティック、およびその他の入力コントローラなどを用いて認証装置を構成することができる。

なお、上記認証方法を、コンピュータの制御によりコンピュータ上で実行させることができる。さらに、上記認証プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶させることにより、任意のコンピュータ上で実行させることができる。

本発明に係る認証装置は、以上のように、ユーザによる操作入力が有効な状態と、無効な状態とを時系列に沿って検知可能な入力手段と、操作入力の有効状態および無効状態の時系列に沿った組合せに基づいて認証パターンを作成する記認証データ作成手段を備えているので、単純な入力デバイスを用いて、セキュリティの高い認証を行うことができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態について図１から図９に基づいて説明すると以下の通りである。図１は本発明の一実施形態である認証装置１の主要な機能部を示す機能ブロック図である。

本実施形態における認証装置１は、入力部（入力手段）１０、制御部２０、記憶部（記憶手段）４０、および動作部５０を備えている。入力部１０は、ユーザからの様々な入力操作を受け付けるための入力デバイスである。制御部２０は、各部を制御し、データの処理を行い、各部に対してデータの入出力を管理する。記憶部４０は、制御部２０の指示に応じて様々な動作を実行する機能部であり、動作部５０に対するユーザの動作権限が、制御部２０からの制御によってユーザに与えられる。以下、各部について詳細を順に説明する。

まず、入力部１０の各部について説明する。入力部１０は、ＩＤ入力部１２、座標入力部１４、および状態通知部（入力手段）１６を備えている。ＩＤ入力部１２は、認証装置１を用いて認証を行うユーザ個人を識別するための識別ＩＤを入力する入力デバイスで、具体例をあげると、キーボード、テンキー、タッチパネル、タッチパッド、ＩＤカードなどの入力デバイスである。

座標入力部１４は、ＩＤ入力部１２で入力された識別ＩＤに対して認証を行うための認証パターンを入力するための入力デバイスで、具体例をあげると、タッチパッド、トラックボール、マウス、ジョイスティック、ライトペンといったポインティングデバイスである。本実施形態ではタッチパッドを例に説明を行うが、これに限るものではない。絶対座標または相対座標としての移動距離を入力できれば、どのようなデバイスでもよい。

状態通知部１６は、ユーザが座標入力部１４を用いて認証データの入力を行っていることを通知するための入力デバイスである。具体例をあげると、マウスボタン、手書き入力スイッチ、またはその他の汎用の機能キーなどを用いる。なお、他のキーを用いなくてもタッチパッド上のダブルタップ等の特徴的な動作を認識したり、物理的な入力デバイスではなく、ソフトウェアキーやＯＫボタンなどを画面上に表示したりすることによって、状態通知部１６を構成してもよい。

なお、以下では、状態通知部１６のスイッチが押された状態で座標入力部１４に入力された入力情報を認証パターンとして用いるものとして説明するが、これに限るものではない。状態通知部１６のスイッチを１度押してから離し、認証パターンを入力し、もう一度スイッチを押して認証パターンの入力を終了するものとしてもよいし、スイッチを押してから所定の時間内に入力された入力情報を認証パターンとしてもよいし、スイッチをおしてから入力後に一定時間入力がなければそこまでの入力情報を認証パターンとしてもよい。

次に、制御部２０の各部について説明する。制御部２０は、ＩＤ管理部２２、接触検知部２４、移動検知部２６、登録部２８、認証データ作成部（認証データ作成手段）３０、および照合部（認証手段）３２を備えている。

ＩＤ管理部２２は、ＩＤ入力部１２から入力されたＩＤデータに基づいて記憶部４０の参照を行い、登録されているＩＤデータであるかどうかの判断や、登録されているＩＤであれば、対応する認証データや動作権限などを参照して認証データ作成部３０や照合部３２に必要なデータを入力する。

接触検知部２４および移動検知部２６は、座標入力部１４に入力された座標データや、移動データの検知を行う。接触検知部２４では、座標入力部１４のタッチパッドにユーザの指が触れた場合、接触情報を検知する。このとき、タッチパッドでは、絶対座標の情報が同時に入力されている。移動検知部２６では、タッチパッドにユーザの指が触れた後に、接触状態で移動した距離および方向を検出する。

認証データ作成部３０では、座標入力部１４から入力された認証パターンを、登録部２８または照合部３２に入力する際に、認証パターンに加工を加え適切な形式に変換し、認証データとして入力する。より具体的には、入力されたパターンのノイズを削除し、特徴量の算出を行うことで認証パターンを認証データへと変換する。この際、認証データの暗号化を行うと認証データの安全性を高めることができる。

登録部２８では、認証データ作成部３０から入力された認証データを、ＩＤ入力部１２によって入力されたＩＤデータと対応づけて記憶部４０に登録する。なお、登録部２８は、認証データ作成部３０によって加工された認証データではなく、座標入力部１４から入力された認証パターンをそのまま識別ＩＤに対応付けて記録部４０に記憶してもよい。

照合部３２では、ＩＤ入力部１２から入力されたＩＤデータとおよび認証データ作成部３０から入力された認識データと、記憶部４０に記憶されているＩＤデータおよび認証データとを比較してユーザの照合を行う。ユーザの照合に成功した場合、照合部３２は記憶部４０を参照し、識別ＩＤに対応する動作権限を検索し、ユーザに対して動作部５０を動作させる適切な動作権限を与える。

次に、記憶部４０の各部について説明する。記憶部４０は、ＩＤデータ記録部４２、認証データ記録部４４、および動作権限記録部４６を備えている。なお、ＩＤデータ記録部４２、認証データ記録部４４、および動作権限記録部４６は、別々の記憶デバイスであってもよいし、同じ記憶デバイス上でテーブルとして対応付けられて記憶されていてもよい。

ＩＤデータ記録部４２は、ユーザ個人を識別するための識別ＩＤを記録する記憶デバイスである。識別ＩＤは、入力部１０から新規に登録できる形式であってもよいし、外部からリムーバブルメディアまたは通信回線を介して登録できる形式であってもよい。また、あらかじめＩＤデータ記録部４２内に記録されている識別ＩＤだけに認証・照合を行うものであってもよい。

認証データ記録部４４は、認証データ作成部３０によって認証パターンから認証データに変換されたデータを、識別ＩＤを対応づけて記録する記憶デバイスである。動作権限記憶部４６は、識別ＩＤに対応付けられた、動作部５０に対するユーザの動作権限を記録する記憶デバイスである。

次に、本実施形態の認証装置１におけるデータの流れについて、図２を参照して説明する。図２は、認証装置１におけるデータの流れを示す概念図である。図２（ａ）は、認証データの登録処理におけるデータの流れを示し、図２（ｂ）は、ユーザの認証処理におけるデータの流れを示している。まず、図２（ａ）を参照して登録処理のデータの流れについて説明する。

まず、ユーザによって座標入力部１４に入力された操作入力が、移動検知部２６および接触検知部２４に検出される。このとき、状態通知部１６は、接触検知部２４から送信されたタッチパッドへの接触動作を、ユーザが入力を意図する動作として状態通知部１６に送信する。なお、状態通知部１６は、タッチパッドへの接触ではなく、タッチパッドの近傍に配置されたボタンまたはスイッチや、タッチパッドへ接触した後、動き出したことをユーザの入力する意図として検出してもよい。

認証データ作成部３０は、状態通知部１６からの認証入力通知としてユーザの入力を意図する動作として受け取り、認証入力通知されている間の接触状態のタイミングから認証データを作成する。

ＩＤ管理部２２は、ＩＤ入力部に入力された情報に対応するユーザＩＤを記憶部４０から参照し、存在しない場合には新規の登録としてユーザＩＤを作成する。

登録部２８は、認証データおよびＩＤデータを対応づけて記憶部４０に記録する。

次に、図２（ｂ）を参照して認証処理のデータの流れについて説明する。まず、登録処理の際と同様に、ユーザによって座標入力部１４に入力された操作入力が、異動検知部２６および接触検知部２４に検出される。このとき、ユーザによってタッチパッドに入力された接触パターンが、認証パターンとして照合に用いられる。

認証データ作成部３０は、状態通知部１６からの認証入力通知としてユーザの入力を意図する動作として受け取り、認証入力通知されている間の接触状態のタイミングから、照合に用いる認証データを作成し、照合部３２に入力する。

ＩＤ管理部２２は、ＩＤ入力部に入力された情報に対応するユーザＩＤを記憶部４０から参照し、ユーザＩＤに対応する認証パターンとして登録されたデータを、照合に用いる認証データとして照合部３２に入力する。

照合部３２は、入力された２つの認証データを比較し、所定の閾値内に収まっているかどうかを判断する。所定の範囲内の場合、認証に成功したものと判断し、記憶部４０からユーザＩＤに対応する動作権限の情報を参照し、動作部５０に対する動作権限をユーザに与える。

次に、ユーザの照合に用いる認証用データの詳細について、図３の（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）は、入力部１０から入力された入力パターンから作成される認証用入力データの一例を示している。図３（ｂ）は、記録部４０の認証データ記録部４４内に保存されている、認証用保存データの一例を示している。

ここで、システムに登録できるユーザの最大人数をＵｓｅｒＭａｘ（ＵｓｅｒＮｏは、１からＵｓｅｒＮｏＭａｘまで）、ユーザＩＤを配列ＵｓｅｒＩＤ（ＵｓｅｒＮｏ）で表すものとする。

図３（ａ）に示すように、配列変数ＩＴ（０）〜ＩＴ（Ｉｎ−１）内には、入力データが有効または無効の状態に切り替わった時刻が時間経過順に格納されている。ここで、ＩｎはＩＴの配列数、つまり入力データが有効または無効の状態に切り替わった回数を表している。

また、図３（ｂ）に示すように、認証用保存データＳｎとＳＴは、図３（ａ）のＩｎとＩＴに相当するものであり、ユーザＩＤであるＵｓｅｒＩＤと、識別番号とに対応づけられて保存される。

次に、図４を参照して、配列変数ＩＴおよびＳＴに入力されるデータについて説明する。図４は、ユーザがタッチパッドに入力操作を行う際に出力されるデータの種類とタイミングを示している。各グラフの横軸は時間で、縦軸はデータの値を示している。

図４の（１）では、タッチパッドに触れている期間を示している。ここでは、縦軸のｃの値を、タッチパッドに触れているときは１、触れていない場合は０としている。ユーザは、時間０からＴｃ１までの間タッチパッドに触れ、Ｔｃ１からＴｃ２までの間タッチパッドから指を離している。同様に、Ｔｃ２からＴｃ３までの間タッチパッドに触れ、Ｔｃ３からＴｃ４の間タッチパッドから離れ、Ｔｃ４からＴＣ５までの間タッチパッドに触れている。

なお、Ｔｃ３’からＴｃ３までの間と、Ｔｃ４からＴｃ４’までの間とは、タッチパッドに触れているがＸ座標およびＹ座標が変化していない期間、すなわち指を停止させている期間を示している。

図４の（２）は、Ｘ座標の変位を示している。縦軸はＸ座標の値を示している。図４の（３）は、Ｙ座標の変位を示している。縦軸はＹ座標の値を示している。

図４の（４）は、Ｘ座標およびＹ座標に変化がない期間を照合の対象期間として用いない例を示している。この照合に用いない期間を設ける事によって、単純な指の上げ下げだけでは真似できない認証用データを作成することになり、セキュリティが高まる。

次に、図５から図９を参照して、認証装置１で行なわれる各処理の流れについて、詳細を説明する。図５は、認証データの登録を行う際の処理の流れを示すフロー図である。図６は、認証データを作成する処理の流れを示すフロー図である。図７は、力デバイスから認証パターンを入力する際の処理の流れを示すフロー図である。図８は、入力された認証データと記録されている認証データとを照合する処理の流れを示すフロー図である。図９は、認証を行うシステム全体の処理の流れを示すフロー図である。

なお、照合処理以外の処理では、タッチパッドは本来の使用方法を用いる。すなわち、本来の使用方法ではタッチパッドから、１）タッチパッドにユーザが接触した座標とイベント、２）接触位置が移動した場合、移動後の座標とイベントのデータの入力に用いるものとする。さらに、タッチパッドからユーザが離れたという判定は、「ユーザが離れた」というイベントを発生させて判断してもよいし、「一定期間入力が無い」状態になった場合ユーザが離れたと判断してもよい。

また、以下の説明において、変数Ｒｅｓｕｌｔは、判定部の結果代入するための変数、変数ＵｓｅｒＩＤは、ユーザＩＤを代入するための変数で、同じＵｓｅｒＩＤは２つ以上存在することがないものとして説明する。

まず、認証データの登録を行う際の処理の流れについて、図５を参照して説明する。処理が開始されると、始めに、制御部２０は、１０秒以内に手書き開始ボタンが押されたかどうか判断する（Ｓ１０１）。手書き開始ボタンは、認証パターンの入力を始める際に、入力部１０からの入力状態を有効または無効にすることを通知するためのボタンで、本実施形態では、状態通知部１６がその機能を果たす。１０秒以内に手書き開始ボタンが押された場合（Ｓ１０１でＹＥＳ）、処理はＳ１０２に進む。押されなかった場合（Ｓ１０１でＮＯ）、処理はＳ１０３に進む。

Ｓ１０２において、認証データ作成部３０は、認証データの作成処理を行う。なお、認証データの作成処理については、図６を用いて詳細を後述する。認証データの作成処理の終了後、処理はＳ１０４に進む。Ｓ１０３において、手書き開始ボタンがおされてから１０秒が経過した場合、制御部２０は、入力処理がタイムアウトしたと見なして認証パターンの登録処理を中心する。

Ｓ１０４において、登録部２８は、ユーザＩＤ用変数ＵｓｅｒＩＤ、認証用入力データＩｎ、および配列変数ＩＴ（０）〜ＩＴ（Ｉｎ−１）のデータの値を、記録部４０上のＩＤデータ記録部４２および認証データ記録部４４にＵｓｅｒＩＤ（Ｎ）、認証用保存データＳｎ（Ｎ）、ＳＴ（Ｎ，０）〜ＳＴ（Ｎ，ｎ−９）として記録し、登録処理を終了する。

次に、認証データ作成処理の流れについて、図６を参照して説明する。ここでは、カウンタ用変数ｎ、クロック用変数ｃ（０を代入するとリセットされ、最後にリセットされた時からの経過時間が常に入っている）、指がタッチパッドに触れているかを一時的に記憶する変数Ｔｏｕｃｈ、接触位置が移動中か否かを一時的に記憶する変数Ｍｏｖｅ、ユーザの動作時刻記録用変数ｔ（ａ）｛ａ＝１，２，３，…｝を用いる。処理が開始されると、始めに制御部２０は、各種変数の初期化を行う（Ｓ２０１）。具体的には、ｎ＝０、Ｔｏｕｃｈ＝０、Ｍｏｖｅ＝０を代入している。

Ｓ２０２において、接触検知部２４および移動検知部２６は、入力部１０を介したユーザからの入力を受け付ける。Ｓ２０３において、入力がタッチパッドに接触状態で、かつ、変数Ｔｏｕｃｈの値が０であるか否かを判断する。上記条件を満たす場合（Ｓ２０３でＹＥＳ）、処理はＳ２０８に進む。満たさない場合、処理はＳ２０４へ進む。

Ｓ２０８において、変数ｎの値が０かどうか判断する。ｎ＝０の場合（Ｓ２０８でＹＥＳ）、処理はＳ２０９に進む。ｎ＝０でない場合には（Ｓ２０８でＮＯ）、処理はＳ２０２に戻って繰り返す。Ｓ２０９において、変数ｃの値を０にして、処理はＳ２０２へ戻る。

Ｓ２０４において、移動検知部２６は、入力が接触位置の移動であるか否かを判断する。上記条件を満たす場合（Ｓ２０４でＹＥＳ）、処理はＳ２１０に進む。満たさない場合（Ｓ２０４でＮＯ）、処理はＳ２０５へ進む。

Ｓ２１０において、変数Ｔ（ｎ）に変数ｃの値を代入し、処理はＳ２１１に進む。Ｓ２１１において、変数Ｍｏｖｅの値が０の場合（Ｓ２１１でＮＯ）、処理はＳ２０２に戻って繰り返す。変数Ｍｏｖｅの値が０以外の場合（Ｓ２１１でＹＥＳ）、処理はＳ２１２に進む。Ｓ２１２において、変数Ｍｏｖｅに１の値を代入し、変数ｎの値に１を加算する。

Ｓ２０５において、入力がタッチパッドに非接触状態で、かつ、変数Ｔｏｕｃｈの値が１であるかどうか判断する。上記条件を満たす場合（Ｓ２０５でＹＥＳ）、処理はＳ２１３に進む。満たさない場合（Ｓ２０５でＮＯ）、処理はＳ２０６へ進む。

Ｓ２１３において、変数Ｍｏｖｅの値が０の場合（Ｓ２１３でＹＥＳ）、処理はＳ２１５に進む。変数Ｍｏｖｅの値が０でなかった場合（Ｓ２１３でＮＯ）、処理はＳ２１４に進む。Ｓ２１４において、変数Ｍｏｖｅの値に０を代入し、変数ｎの値に１を加えて処理はＳ２１５に進む。Ｓ２１５において、変数Ｔｏｕｃｈの値に０を代入し、処理はＳ２０２に戻る。

Ｓ２０６において、入力は手書き終了の合図であるか否かを判断する。手書き終了の合図である場合（Ｓ２０６でＹＥＳ）、処理はＳ２０７に進む。満たさない場合（Ｓ２０６でＮＯ）、処理はＳ２０２へ進む。

Ｓ２０７において、ｎおよびＴ（０）〜Ｔ（ｎ−１）の値を、それぞれ認証用入力データＩｎおよびＩＴ（０）〜ＩＴ（Ｉｎ−１）にコピーし、認証データ作成処理を終了する。

次に、認証パターンを入力デバイスから入力する際の処理の流れについて、図７を参照して説明する。処理が開始されると、始めに、制御部２０は、１０秒以内に手書き開始ボタンが押されたかどうか判断する（Ｓ３０１）。手書き開始ボタンが押された場合（Ｓ３０１でＹＥＳ）、処理はＳ３０２に進む。手書き開始ボタンが押されなかった場合（Ｓ３０１でＮＯ）、処理はＳ３０３に進む。

Ｓ３０３において、１０秒以内に手書き開始ボタンが押されなかった場合の処理として、照合部３２は、タイムアウトによって照合が失敗したと判断し、照合処理を終了する。

Ｓ３０２において、図６で行った認証データ作成処理を行い、処理はＳ３０４に進む。Ｓ３０４において、認証データの判定処理を行う。認証データの判定処理について、詳細は後述する。判定処理が完了することによって、照合処理は終了する。

次に、認証データの判定処理の流れについて、図８を参照して説明する。なお、以下の説明において、変数ｍはループカウンタを、変数ｅは入力のタイミングのずれを許容する閾値を意味する。処理が開始されると、始めに照合部３２は、認証用入力データＩｎの値と、ＩＴ（０）〜ＩＴ（Ｉｎ−１）の値とを、記憶部４０の認証データ記憶部４４から取得する（Ｓ４０１）。その後、照合部３２は、変数ＵｓｅｒＩＤに対応する認証データの値を認証用保存データからＳｎと、変数ＳＴ（０）〜ＳＴ（Ｓｎ−１）とにコピーする（Ｓ４０２）。その後、処理はＳ４０３に進む。

Ｓ４０３において、照合部３２は、認証用入力データの変数Ｉｎが変数Ｓｎと一致するか判定する。一致しない場合（Ｓ４０３でＮＯ）、照合は失敗と判断し、変数Ｒｅｓｕｌｔに値「Ｆａｉｌ」を代入する（Ｓ４１０）。一致した場合（Ｓ４０３でＹＥＳ）、処理はＳ４０４に進む。

Ｓ４０４において、照合部３２は、ＩＴ（０）〜ＩＴ（Ｉｎ−１）の値が、それぞれ
ＳＴ（０）〜ＳＴ（Ｓｎ−１）の値と一致するか判定する。一致した場合（Ｓ４０４でＹＥＳ）、データ自体がコピーされて偽造されている可能性があるので、照合は失敗と判断し、変数Ｒｅｓｕｌｔに値「Ｆａｉｌ」を代入する（Ｓ４１０）。一致しなかった場合（Ｓ４０４でＮＯ）、処理はＳ４０５に進む。

Ｓ４０５において、変数ｍに値０が代入される。その後、Ｓ４０６において、ＩＴ（ｍ）−ＳＴ（ｍ）＊ＩＴ（Ｓｎ−１）／ＳＴ（Ｓｎ−１）の絶対値が、閾値ｅよりも小さい否かを判断する。閾値ｅと同じか多い場合（Ｓ４０６でＮＯ）、照合は失敗と判断し、変数Ｒｅｓｕｌｔに値「Ｆａｉｌ」を代入する（Ｓ４１０）。閾値ｅよりも小さい場合（Ｓ４０６でＹＥＳ）、処理はＳ４０７に進む。この閾値ｅの値を調節することによって、認証処理における誤認識率および誤正答率を調節することができる。なお、Ｓ４０６における式の不等号の左側は、ＩＴ（Ｓｎ−１）−ＳＴ（Ｓｎ−１）＊ＩＴ（ｍ）／ＳＴ（ｍ）の絶対値としてもよいし、不等号の代わりに小なりイコールを用いてもよい。

Ｓ４０７において、照合部３２は、変数ｍの値に１を加算する。その後、Ｓ４０８において、変数ｍがＳｎ−１よりも小さいか否かを判断する。小さい場合（Ｓ４０８でＹＥＳ）、処理はＳ４０６に戻る。小さい場合（Ｓ４０８でＹＥＳ）、照合部３２はユーザの認証に成功したものと判断し、変数Ｒｅｓｕｌｔに値「Ｐａｓｓ」を代入して（Ｓ４０９）、照合処理を終了する。

最後に、認証システムの全体の流れについて、図９を参照して説明する。認証システムが開始されると、始めにユーザは、ユーザＩＤを選択または入力する（Ｓ５０１）。これにより、対応するユーザＩＤが変数ＵｓｅｒＩＤに代入される。その後、照合部３２は、ＵｓｅｒＩＤが記録部４０のＩＤデータ記録部４２に登録されているか確認する（Ｓ５０２）。登録されていない場合（Ｓ５０２でＮＯ）、処理はＳ５０１に戻り再びユーザＩＤの選択または入力を行う。登録されている場合（Ｓ５０２でＹＥＳ）、処理はＳ５０３に進む。

Ｓ５０３において、照合部３２は、認証データ記録部４４にＵｓｅｒＩＤに対応する認証用保存データが存在するか判定する。存在する場合（Ｓ５０３でＹＥＳ）、変数Ｒｅｓｕｌｔの値にＮＵＬＬを代入して初期化する（Ｓ５０４）。その後、図７で説明した照合処理を行う（Ｓ５０５）。照合処理が完了すると、処理はＳ５０６に進む。

Ｓ５０６において、変数Ｒｅｓｕｌｔの値が「Ｐａｓｓ」であるか否か、すなわち、照合処理において照合に成功したか否かを判断する。変数Ｒｅｓｕｌｔの値が「Ｐａｓｓ」でない場合（Ｓ５０６でＮＯ）、認証失敗とみなして、認証システムにおける処理を終了する（Ｓ５０７）。変数Ｒｅｓｕｌｔの値が「Ｐａｓｓ」の場合（Ｓ５０７でＹＥＳ）、認証に成功したとみなし（Ｓ５０８）、処理はＳ５０９に進む。

Ｓ５０９において、制御部２０は、動作部５０に対してユーザに与えられた範囲でのシステム使用の権限を与える。ユーザに与えられた権限については、記憶部４０の動作権限記録部４６からユーザＩＤに対応づけて記録されている情報を参照して決定する。

その後、Ｓ５１０において、システムの使用が終了した場合、認証システムの処理全体を終了する（Ｓ５１０）。

なお、上述の説明では、入力デバイスがタッチパッドの場合について説明したが、これに限るものではない。広く一般に用いられているポインティングデバイス、具体例をあげると、例えば、タッチパッド、タブレット、マウス、トラックボール、ライトペン、ジョイスティック、およびその他の入力コントローラなどを用いてもよい。オンおよびオフの２状態を検出できるスイッチなどのデバイスであれば、本実施形態と略同様の効果が得られる。

ただし、本実施形態のように、入力デバイスがタッチパッドのような場合は、文字などの手書き入力を用いてタイミングの入力を行うことができ、ユーザにとって覚えやすく、他人に盗用されたり、偶然一致したりする可能性が低いので、特に効果が大きい。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

以上のように、本実施形態の認証装置１は、ユーザを識別するためのユーザＩＤおよびユーザの認証を行う認証パターンを対応づけて記憶する記憶部４０と、ユーザによる操作入力を受け付ける入力部１０と、操作入力から認証パターンを作成する認証データ作成部３０と、入力部１０から入力された操作入力から作成された認証パターンと、記憶部４０に記憶されている認証パターンとを照合してユーザを認証する照合部３２とを備え、入力部１０は、ユーザによる操作入力が有効な状態と、無効な状態とを時系列に沿って検知可能であり、認証データ作成部３０は、操作入力の有効状態および無効状態の時系列に沿った組合せに基づいて認証パターンを作成としている。

上記の構成によれば、入力操作が有効な状態であるか、無効な状態であるかを時系列に沿って検知し、有効な状態および無効な状態であるという入力信号を時系列に沿って組み合わせて認証パターンを作成し、作成した認証パターンと入力された認証パターンを照合することでユーザの識別を行うので、タッチパッドなどの少なくとも２つの状態を入力することができるような入力デバイスを用いてユーザの認証を行うことができる。

また、上記の認証装置１では、入力部１０は、座標を入力可能なタッチパッドであり、操作入力が有効な状態および無効な状態を、タッチパッドへの接触動作によって切換している。

上記の構成によれば、タッチパッドを入力手段として用いる場合でも、厳密な座標の入力の必要が無く、簡素な構成の座標入力デバイスを用いてユーザの認証を行うことができる。

また、上記の認証装置１では、認証データ作成部３０は、座標入力デバイスから入力される座標情報に変化がない場合、操作入力が無効な状態であるとして認証パターンを作成している。

上記の構成によれば、例えばタッチパッドをたたく音を他人に聞かれていたり、指の上下運動を他人に見られていたりしても、入力される座標情報に変化がない場合は、指の動作と作成される入力データはタイミングがずれるので、容易に真似されなくなり安全性を高めることができる。

最後に、認証装置１の各ブロック、特に制御部２０の各機能ブロック、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。

すなわち、認証装置１は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである認証装置１の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記認証装置１に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。

上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。

また、認証装置１を通信ネットワークと接続可能に構成し、通信ネットワークを介して上記プログラムコードを供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＬＡＮケーブル、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、光ファイバー、電話線、ｘＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＨｏｍｅＲＦ、８０２．１１無線、ＨＤＲ、ＲＦＩＤ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明によれば、以上のように、ユーザによる操作入力が有効な状態と、無効な状態とを時系列に沿って検知可能な入力手段と、操作入力の有効状態および無効状態の時系列に沿った組合せに基づいて認証パターンを作成する記認証データ作成手段を備えているため、単純な入力デバイスを用いて、セキュリティの高い認証を行うことができるので、コンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡ（personal digital assistant）、ＡＴＭ（automatic teller machine）、入室管理システム、およびその他のユーザ認証システムや、テレビやコンピュータのリモートコントローラにおける認証システムとして好適に利用することができる。

本発明の一実施形態を示すものであり、認証装置の要部構成を示す機能ブロック図である。 （ａ）（ｂ）は、上記の認証装置において、登録処理を行う場合のデータの流れおよび認証処理を行う場合のデータの流れを示す概念図である。 上記の認証装置において用いられる認証用の入力データおよび認証保存用データの一例を示す図である。 上記の認証装置において、認証パターンの作成に用いられる入力操作の一例を示す図である。 上記の認証装置において、認証データの登録を行う際の処理の流れを示すフロー図である。 上記の認証装置において、認証データを作成する処理の流れを示すフロー図である。 上記の認証装置において、入力デバイスから認証パターンを入力する際の処理の流れを示すフロー図である。 上記の認証装置において、入力された認証データと記録されている認証データとを照合する処理の流れを示すフロー図である。 上記の認証装置において、認証を行うシステム全体の処理の流れを示すフロー図である。

符号の説明

１ 認証装置
１０ 入力部（入力手段）
１２ ＩＤ入力部
１４ 座標入力部（入力手段、座標入力デバイス、ポインティングデバイス）
１６ 状態通知部（入力手段、ポインティングデバイス）
２０ 制御部
２２ ＩＤ管理部
２４ 接触検知部
２６ 移動検知部
２８ 登録部
３０ 認証データ作成部（認証データ作成手段）
３２ 照合部（認証手段）
４０ 記憶部（記憶手段）
４２ ＩＤデータ記録部
４４ 認証データ記録部
４６ 動作権限記録部
５０ 動作部

Claims (8)

1. ユーザを識別するための識別情報およびユーザの認証を行う認証パターンを対応づけて記憶する記憶手段と、
   ユーザによる操作入力を受け付ける入力手段と、
   前記操作入力から前記認証パターンを作成する認証データ作成手段と、
   前記入力手段から入力された操作入力から作成された認証パターンと、前記記憶手段に記憶されている認証パターンとを照合して前記ユーザを認証する認証手段とを備え、
   前記入力手段は、ユーザによる操作入力が有効な状態と、無効な状態とを時系列に沿って検知可能であり、
   前記認証データ作成手段は、前記操作入力の有効状態および無効状態の時系列に沿った組合せに基づいて認証パターンを作成することを特徴とする認証装置。
2. 前記入力手段は、座標を入力可能な座標入力デバイスであり、
   前記操作入力が有効な状態および無効な状態を、ユーザが入力を意図する動作によって切換することを特徴とする請求項１に記載の認証装置。
3. 前記認証データ作成手段は、前記座標入力デバイスから入力される座標情報に変化がない場合、前記操作入力が無効な状態であるとして認証パターンを作成することを特徴とする請求項２に記載の認証装置。
4. 前記座標入力デバイスは、ポインティングデバイスであることを特徴とする請求項２または３に記載の認証装置。
5. 前記認証手段は、前記入力手段から入力された操作入力から作成された認証パターンと、前記記憶手段に記憶されている認証パターンとが完全に一致した場合には、認証失敗と判断することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の認証装置。
6. ユーザを識別するための識別情報およびユーザの認証を行う認証パターンを対応づけて記憶する記憶ステップと、
   ユーザによる操作入力を受け付ける入力ステップと、
   前記操作入力から前記認証パターンを作成する作成ステップと、
   前記入力ステップで入力された操作入力から作成された認証パターンと、前記記憶ステップで記憶された認証パターンとを照合して前記ユーザを認証するステップとを備え、
   前記入力ステップでは、ユーザによる操作入力が有効な状態と、無効な状態とを時系列に沿って検知可能であり、
   前記作成ステップでは、前記操作入力の有効状態および無効状態の時系列に沿った組合せに基づいて認証パターンを作成することを特徴とする認証方法。
7. 請求項１から５のいずれか１項に記載の認証装置を動作させるための認証プログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるための認証プログラム。
8. 請求項７に記載の認証プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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