JP2009169516A - 認証装置及び認証方法 - Google Patents

Abstract

【課題】他人による不正な認証を効果的に防止する。
【解決手段】「１」〜「３」の数字を組み合わせて４桁の認証コードを生成し（Ｓ２０２）、触覚アクチュエータにより呈示可能な３パターンの触感と「１」〜「３」の数字との対応関係に基づき、生成した認証コードを表す触感を触覚アクチュエータに呈示させる（Ｓ２０３）。こうして認証コードに対応する触感を呈示したことに対して入力キーにより入力された認証コードと、生成した認証コードとが一致しているか否かの判定に基づき認証を行う（Ｓ２０６〜Ｓ２０８）。
【選択図】図４

Description

本発明は、認証コードの入力操作をユーザに行わせることにより認証を行う認証装置及び認証方法に関するものである。

従来、あらかじめ登録されている認証コードの入力操作をユーザに行わせることにより認証を行う認証装置が知られている。例えばＡＴＭ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｔｅｌｌｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅ）の利用者（ユーザ）は、４桁の数字からなる暗証番号を０〜９の数字キーを用いて入力する。このような認証装置では、キー操作を盗み見されることにより認証コードが他人に知られてしまうと、他人による不正な認証が可能となってしまうという問題があった。

こうした問題を解決するため、数字キーの押下によりその数字の入力を行う際に、数字キーの押下状態が所定時間継続されると、その時間内に所定数の入力を行うとともに、その入力回数を振動子の振動によりユーザに通知する構成の入力装置が提案されている（特許文献１参照）。このような入力装置によれば、数字キーを押し続けることで連続する数字を入力すると、その入力回数を盗み見で判断することが困難となるため、キー操作から認証コードを推測されにくくすることが可能となる。
特開２００４−４６５４８号公報

しかしながら、前述した特許文献１に記載の構成では、認証コードの推測を困難とするためには認証コードに連続する同一の数字が多く含まれるようにする必要があり、認証コードの自由度が大きく制限されるとともに認証コードが長くなるという問題がある。

本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、他人による不正な認証を効果的に防止することを目的としている。

上記目的を達成するためになされた本発明の請求項１に記載の認証装置は、外部操作による情報を入力する入力手段と、触感を呈示する触感呈示手段と、複数パターンの触感と複数の単位情報との対応関係を記憶する記憶手段とを備えている。ここで、複数パターンの触感とは、触感呈示手段により呈示可能な複数パターンの触感のことである。また、複数の単位情報とは、認証コードを構成するための複数の単位情報のことである。

この認証装置では、コード生成手段が、複数の単位情報を組み合わせて非固定の認証コードを生成し、触感発生手段が、記憶手段に記憶されている触感と単位情報との対応関係に基づき、コード生成手段により生成された認証コードを表す触感を触感呈示手段に呈示させる。そして、認証手段が、認証コードを表す触感の呈示に対して入力手段により入力された認証コードとコード生成手段により生成された認証コードとが一致しているか否かの判定に基づき認証を行う。

このような認証装置によれば、触感と単位情報との正しい対応関係を知っているユーザを認証することができる。特に、この認証装置では、触感呈示手段により呈示された触感は盗み見ることができない（視覚では判断不能である）ため、認証コードの入力操作を盗み見されたとしても、触感と単位情報との対応関係は把握することができない。このため、非固定の認証コードを用いて認証を行うことにより、他人による不正な認証を効果的に防止することができる。

ここで、認証コードは、例えば請求項２に記載のように、複数の単位情報をランダムに組み合わせて生成することが好ましい。このようにすれば、触感と単位情報との対応関係の予測を一層困難にすることができる。

また、請求項３に記載のように、記憶手段が対応関係を複数種類記憶するものでは、複数のユーザに対してそれぞれ異なる対応関係に基づき認証を行うことが可能となる。
ところで、認証コードを短くできるという面や対応関係の予測を困難にするという面では、単位情報の種類は多い方が好ましく、この場合、触感呈示手段が呈示可能な触感のパターンも多くする必要がある。そこで、請求項４に記載の認証装置では、触感呈示手段が複数種類のアクチュエータを備えている。このような認証装置によれば、１種類のアクチュエータに比べ、多種多様なパターンの触感を呈示することが可能となる。

また、請求項５に記載の認証装置は、単位情報を表示可能な表示手段と、表示手段に複数の単位情報を順に表示させるとともに、表示されている単位情報に対応する触感を触感呈示手段に呈示させる対応通知手段とを備えている。このような認証装置によれば、例えばユーザの登録時などに、触感と単位情報との正しい対応関係をそのユーザのみが分かるように知らせることができる。

次に、請求項６に記載の認証方法では、コード生成ステップで、認証コードを構成するための複数の単位情報を組み合わせて非固定の認証コードを生成し、触感発生ステップで、呈示可能な複数パターンの触感と複数の単位情報との対応関係に基づき、コード生成ステップで生成した認証コードを表す触感を呈示する。そして、認証ステップで、触感発生ステップでの触感の呈示に対して入力された認証コードとコード生成ステップで生成した認証コードとが一致しているか否かの判定に基づき認証を行う。このような認証法法によれば、請求項１の認証装置と同様の効果を得ることができる。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．全体構成］
図１は、実施形態の認証装置の概略構成を表すブロック図である。

同図に示すように、この認証装置は、表示部１０と制御部４０とに大別される。
表示部１０は、タッチパネル式のモニタ２０に触覚アクチュエータ３０を備えたものである。

モニタ２０には、「０」〜「９」の入力キー（数字キー）２１と、登録キー２２、ＯＫキー２３、認証キー２４及びｒｅｐｅａｔキー（リピートキー）２５からなる操作キーと、ユーザＩＤを表示するためのＩＤ表示窓２６とが配置されている。

本実施形態の認証装置では、振動により触感（触覚表現）を表現する振動デバイスが触覚アクチュエータ３０として用いられている。
一方、制御部４０は、データ生成器４１、データ発生器４２、比較器４３及びメモリ４４を備えている。具体的には、制御部４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを中心に構成されており、ＲＯＭに記憶されているプログラムに従いＣＰＵが各種処理を実行することで、前述した構成要素４１〜４４としての機能を実現する。なお、データ生成器４１、データ発生器４２及び比較器４３はそれぞれ独立したハードウェア回路により構成してもよい。

［２．処理の概要］
次に、制御部４０が行う処理の概要について説明する。
制御部４０のメモリ４４には、図２に示すように、６種類のユーザＩＤ「０００１」〜「０００６」のそれぞれについて、「１」〜「３」の数字と、触覚アクチュエータ３０により呈示可能な３種類の触感（低周波、中周波、高周波）との対応関係があらかじめ記憶されている。ここで、ユーザＩＤが異なる場合には対応関係も異なるように設定されている。本実施形態の認証装置では、ユーザ登録時にユーザＩＤ及びそのユーザＩＤ用の正しい対応関係をユーザに通知し、正しい対応関係を知っている者を正当なユーザと判断することで認証を行う。

具体的には、認証装置に対してユーザ登録を行いたいユーザは、認証装置の登録キー２２（図１）を押す。すると、その外部操作の情報が制御部４０に入力され、制御部４０においては、データ生成器４１がそのユーザ用のユーザＩＤを決定し、データ発生器４２が表示部１０のＩＤ表示窓２６にそのユーザＩＤ（例えば「０００１」）を表示させる。これにより、ユーザは、自身のユーザＩＤを把握することができる。

その後、データ発生器４２は、表示部１０の入力キー２１のうち「１」の入力キー２１をハイライト表示させ、その間、その数字に対応する触感（例えば低周波）を触覚アクチュエータ３０に呈示させる。この状態で、ユーザによりＯＫキー２３が押されると、続いて「２」の入力キー２１をハイライト表示させ、その間、その数字に対応する触感（例えば中周波）を触覚アクチュエータ３０に呈示させる。この状態で、ユーザによりＯＫキー２３が押されると、続いて「３」の入力キー２１をハイライト表示させ、その間、その数字に対応する触感（例えば高周波）を触覚アクチュエータ３０に呈示させる。そして、この状態でユーザによりＯＫキー２３が押されることで、ユーザ登録が完了する。

このような処理により、ユーザは、「１」〜「３」の数字に対応する触感（そのユーザ用の正しい対応関係）を把握することができる。ここで、触覚アクチュエータ３０によって呈示される触感は、触覚アクチュエータ３０に手を触れている者のみが知ることができ、盗み見るだけでは判断することができないため、正しい対応関係が他人に知られてしまうことがない。

次に、ユーザ登録済みのユーザが認証を行う場合には、認証装置の認証キー２４を押す。そして、自身のユーザＩＤを入力キー２１の押操作により入力する。すると、その外部操作の情報が制御部４０に入力され、制御部４０においては、データ生成器４１が、「１」〜「３」の数字からなる４桁の認証コード（例えば「３１２１」）をランダムに生成し、データ発生器４２がその認証コードを表す触感（高周波→低周波→中周波→低周波）を触覚アクチュエータ３０に順に呈示させる。ここで、触覚アクチュエータ３０によって呈示される触感は、盗み見しただけでは判断することができないため、呈示された認証コードが他人に知られてしまうことがない。

そして、ユーザが、自身の記憶している正しい対応関係に基づき、その触感の表す４桁の認証コード（この例では「３１２１」）を判断して入力キー２１の押操作により入力すると、制御部４０においては、比較器４３が、入力された認証コードが正しいか否かの判定に基づき認証を行う。このような認証方法によれば、入力キー２１の押操作が盗み見されたとしても、そのユーザ用の正しい対応関係が他人に知られてしまうことがない。

［３．具体的な処理内容］
次に、前述した処理を実現するために制御部４０のＣＰＵが実行する具体的な処理内容について説明する。

まず、登録キー２２の押操作が行われた場合にＣＰＵが実行する登録処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。
ＣＰＵは、登録処理を開始すると、まず、Ｓ１０１で、そのユーザ用のユーザＩＤを決定し、表示部１０のＩＤ表示窓２６に表示させる。なお、例えば１つのユーザＩＤについて一人のユーザのみを割り当てるようにしてもよいが（最大６人）、１つのユーザＩＤについて複数人のユーザを割り当てるようにすることも可能である。

続いて、Ｓ１０２では、１つの入力キー２１を表示部１０の表示窓にハイライト表示させる。具体的には、最初は「１」の入力キー２１をハイライト表示させ、その後、後述するＳ１０４の判定処理で本Ｓ１０２へ戻るごとに、ハイライト表示させる入力キー２１を「２」、「３」の順に変更する。また、このＳ１０２では、ハイライト表示させている数字に対応する触感を触覚アクチュエータ３０に呈示させる。ここで、数字に対応する触感は、Ｓ１０１で決定したユーザＩＤについてあらかじめ記憶されている対応関係に基づき判断する。

続いて、Ｓ１０３では、ＯＫキー２３が押されたか否かを判定し、押されたと判定した場合にＳ１０４へ移行する。
Ｓ１０４では、「１」〜「３」の入力キー２１についてのハイライト表示がすべて終了したか否かを判定する。

そして、Ｓ１０４で、「１」〜「３」の入力キー２１についてのハイライト表示が終了していない（つまり、ハイライト表示していない入力キー２１が残っている）と判定した場合には、Ｓ１０２へ戻る。これにより、次の入力キー２１がハイライト表示されるとともに、その数字に対応する触感が触覚アクチュエータ３０によって呈示される。

一方、Ｓ１０４で、「１」〜「３」の入力キー２１についてのハイライト表示がすべて終了したと判定した場合には、本登録処理を終了する。
次に、認証キー２４の押操作が行われた場合にＣＰＵが実行する認証処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。

ＣＰＵは、認証処理を開始すると、まず、Ｓ２０１で、ユーザによる入力キー２１の押操作の表すユーザＩＤを入力する。
続いて、Ｓ２０２では、「１」〜「３」の数字からなる４桁の認証コードをランダムに生成する。

続いて、Ｓ２０３では、メモリ４４にユーザＩＤごとに記憶されている数字と触感との対応関係のうち、Ｓ２０１で入力したユーザＩＤについての対応関係に基づき、Ｓ２０２で生成した認証コードを表す触感を触覚アクチュエータ３０に呈示させる。具体的には、４桁の数字に対応する各触感を、一定時間ずつ順に呈示させる。

続いて、Ｓ２０４では、ｒｅｐｅａｔキー２５が押されたか否かを判定する。
そして、Ｓ２０４で、ｒｅｐｅａｔキー２５が押されたと判定した場合には、Ｓ２０３へ戻り、認証コードを表す触感を触覚アクチュエータ３０に再度呈示させる。

一方、Ｓ２０４で、ｒｅｐｅａｔキー２５が押されていないと判定した場合には、Ｓ２０５へ移行し、入力キー２１の押操作により認証コードの入力が行われたか否かを判定する。

そして、Ｓ２０５で、認証コードの入力が行われていないと判定した場合には、Ｓ２０４へ戻る。
一方、Ｓ２０５で、認証コードの入力が行われたと判定した場合には、Ｓ２０６へ移行し、ユーザにより入力された認証コードがＳ２０２で生成した認証コードと一致するか否かを判定する。

そして、Ｓ２０６で、一致すると判定した場合には、Ｓ２０７へ移行し、認証完了処理（例えば、正当なユーザである旨の認証結果を認証対象装置へ出力する処理）を行う。その後、本認証処理を終了する。

一方、Ｓ２０６で、一致しないと判定した場合には、Ｓ２０８へ移行し、認証失敗処理（例えば、表示部１０を初期画面へ戻す処理）を行う。その後、本認証処理を終了する。
［４．効果］
以上説明したように、本実施形態の認証装置は、認証コードを構成するための複数の単位情報である「１」〜「３」の数字を組み合わせて４桁の認証コードを生成する（Ｓ２０２）。そして、触覚アクチュエータ３０により呈示可能な３パターンの触感と「１」〜「３」の数字との対応関係に基づき、生成した認証コードを表す触感を触覚アクチュエータ３０に呈示させる（Ｓ２０３）。こうして呈示した触感に対してユーザから入力された認証コードと、生成した認証コードとが一致しているか否かの判定に基づき認証を行う（Ｓ２０６〜Ｓ２０８）。

このような認証装置によれば、触感と数字との正しい対応関係を知っているユーザを認証することができる。特に、この認証装置では、触覚アクチュエータ３０により呈示された触感は盗み見ることができないため、認証コードの入力操作を盗み見されたとしても、触感と数字との対応関係は把握することができない。このため、非固定の認証コードを用いて認証を行うことにより、他人による不正な認証を効果的に防止することができる。

特に、この認証装置では、「１」〜「３」の数字をランダムに組み合わせて４桁の認証コードを生成するようにしているため、触感と数字との対応関係の予測を困難にすることができる。

また、この認証装置は、複数のユーザＩＤについての対応関係を記憶しているため、複数のユーザに対してそれぞれ異なる対応関係に基づき認証を行うことができる。
さらに、この認証装置は、ユーザ登録の際には、「１」〜「３」の数字を順にハイライト表示させるとともに、その数字に対応する触感を触覚アクチュエータ３０に呈示させるようにしている（Ｓ１０２〜Ｓ１０４）。このため、触感と数字との正しい対応関係をユーザのみが分かるように知らせることができる。

［５．特許請求の範囲との対応］
なお、本実施形態の認証装置では、表示部１０のモニタ２０が、入力手段及び表示手段に相当し、触覚アクチュエータ３０が、触感呈示手段に相当し、メモリ４４が、記憶手段に相当する。また、図３におけるＳ１０２〜Ｓ１０４の処理を実行するＣＰＵが、対応通知手段に相当する。さらに、図４におけるＳ２０２の処理を実行するＣＰＵが、コード生成手段に相当し、Ｓ２０３の処理を実行するＣＰＵが、触感発生手段に相当し、Ｓ２０６〜Ｓ２０８の処理を実行するＣＰＵが、認証手段に相当する。

［６．他の形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

例えば、上記実施形態の認証装置では、触覚アクチュエータ３０により呈示可能な３パターンの触感に対応づけられた「１」〜「３」の数字からなる４桁の認証コードを生成するようにしている。このため、対応関係は最大で６パターンとなり、同一のユーザＩＤを異なる複数のユーザに重複して割り当てない限り、多くのユーザに対応することができない。ここで、認証コードの桁数を増やすことも考えられるが、認証コードが長くなると操作が煩雑となるため、触覚アクチュエータ３０により呈示可能な触感のパターンを増加させることが好ましい。

最近の研究では、振動周波数の合成等により、例えば布の手触りのような複雑な触感を呈示する手法などが提案されている。また、アクチュエータとしては、ピンの上下駆動、電気刺激、超音波、静電容量変化、空気圧、高分子（ＩＣＰＦ等）を用いたものなどが研究されている。そして、複数種類のアクチュエータを組み合わせることにより、１種類のアクチュエータに比べ、多種多様なパターンの触感を呈示することが可能となる。

具体的には、例えば図５に示すように、上記実施形態で例示した３パターンの触感（低周波、中周波及び高周波）に加え、羊皮、デニム、絹、タオル、ボア、フリース及びレザーの計１０パターンの触感を呈示可能な構成とする。こうした触感は、高分子ゲルアクチュエータ（ＩＣＰＦ）、ピン型アクチュエータ、超音波振動アクチュエータ等の複数のアクチュエータからなる触覚アクチュエータ３０を採用し、例えば図６に示すように、各アクチュエータの制御値（電圧、電流、周波数、振幅、波形等）を触感の再現に適した値にあらかじめ設定しておくことで実現可能である。

そして、図５に示すように、１０パターンの触感と「０」〜「９」の数字との対応関係をユーザＩＤごとに記憶するようにすれば、例えば上記実施形態と同様に認証コードの桁数を４桁としても、上記実施形態に比べて格段に多くの対応関係を設定することができる。この結果、対応関係の予測が極めて困難となるため、セキュリティ性を格段に向上させることができる。

一方、上記実施形態の認証装置では、認証コードをランダムに生成するようにしているが、これに限定されるものではなく、例えばあらかじめ決められた順序で変更するようにしてもよい。

また、上記実施形態の認証装置では、認証コードのみに基づき認証を行うようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、ユーザＩＤの登録・認証時に、ＩＤカード、指紋認証、音声認証、顔画像認証など他の認証方法を併用してもよい。このようにすれば、セキュリティ性を更に向上させることができる。

また、上記実施形態の認証装置では、タッチパネル方式のモニタ２０を例示したが、モニタ２０における入力キー２１や操作キー等の配置を自由に変更できるようにしてもよい。このようにすれば、操作性を向上させることができる。

実施形態の認証装置の概略構成を表すブロック図である。 ３パターンの触感と「１」〜「３」の数字との対応関係を記憶したメモリマップの説明図である。 登録処理のフローチャートである。 認証処理のフローチャートである。 １０パターンの触感と「０」〜「９」の数字との対応関係を記憶したメモリマップの説明図である。 触覚アクチュエータの制御値の説明図である。

符号の説明

１０…表示部、２０…モニタ、２１…入力キー、２２…登録キー、２３…ＯＫキー、２４…認証キー、２５…ｒｅｐｅａｔキー、２６…ＩＤ表示窓、３０…触覚アクチュエータ、４０…制御部、４１…データ生成器、４２…データ発生器、４３…比較器、４４…メモリ

Claims (6)

1. 外部操作による情報を入力する入力手段と、
   触感を呈示する触感呈示手段と、
   前記触感呈示手段により呈示可能な複数パターンの触感と認証コードを構成するための複数の単位情報との対応関係を記憶する記憶手段と、
   前記複数の単位情報を組み合わせて非固定の認証コードを生成するコード生成手段と、
   前記記憶手段に記憶されている対応関係に基づき前記コード生成手段により生成された認証コードを表す触感を前記触感呈示手段に呈示させる触感発生手段と、
   前記認証コードを表す触感の呈示に対して前記入力手段により入力された認証コードと前記コード生成手段により生成された認証コードとが一致しているか否かの判定に基づき認証を行う認証手段と、
   を備えることを特徴とする認証装置。
2. 前記コード生成手段は、前記複数の単位情報をランダムに組み合わせて認証コードを生成すること
   を特徴とする請求項１に記載の認証装置。
3. 前記記憶手段は、前記対応関係を複数種類記憶すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の認証装置。
4. 前記触感呈示手段は、複数種類のアクチュエータを備えること
   を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の認証装置。
5. 前記単位情報を表示可能な表示手段と、
   前記表示手段に前記複数の単位情報を順に表示させるとともに、表示されている単位情報に対応する触感を前記触感呈示手段に呈示させる対応通知手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の認証装置。
6. 認証コードを構成するための複数の単位情報を組み合わせて非固定の認証コードを生成するコード生成ステップと、
   呈示可能な複数パターンの触感と前記複数の単位情報との対応関係に基づき、前記コード生成ステップで生成した認証コードを表す触感を呈示する触感発生ステップと、
   前記触感発生ステップでの触感の呈示に対して入力された認証コードと前記コード生成ステップで生成した認証コードとが一致しているか否かの判定に基づき認証を行う認証ステップと、
   を含むことを特徴とする認証方法。

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