JP2013254468A - 反転チューリングテスト方法およびアクセス認証方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 人間の視覚認識能力と機械による認識の違いにより、人間によるアクセスなのか、自動化されたアクセスなのかを見分ける。
【解決手段】
サーバ２が、オブジェクト画像を、タッチパネル型端末１に送信し、タッチパネル１１に表示する表示ステップ、タッチパネル型端末１が、操作主体が描画することで得られた入力情報をサーバ２に送信する入力情報送信ステップ、サーバ２が、オブジェクト情報と、入力情報とを比較し、入力情報が正当であるか否かを判断する正当性判断ステップを有し、
オブジェクト情報が複数の座標情報と座標間の相対時間情報を含み、入力情報が、複数の入力座標情報と入力時刻情報とを含み、かつ入力情報は、オブジェクト画像を下書きにして生成された情報、またはオブジェクト画像を下書きとせずに生成された情報であることを特徴とする。
【選択図】 図３
【解決手段】
サーバ２が、オブジェクト画像を、タッチパネル型端末１に送信し、タッチパネル１１に表示する表示ステップ、タッチパネル型端末１が、操作主体が描画することで得られた入力情報をサーバ２に送信する入力情報送信ステップ、サーバ２が、オブジェクト情報と、入力情報とを比較し、入力情報が正当であるか否かを判断する正当性判断ステップを有し、
オブジェクト情報が複数の座標情報と座標間の相対時間情報を含み、入力情報が、複数の入力座標情報と入力時刻情報とを含み、かつ入力情報は、オブジェクト画像を下書きにして生成された情報、またはオブジェクト画像を下書きとせずに生成された情報であることを特徴とする。
【選択図】 図３
Description
本発明は、タッチパネルを対象とした反転チューリングテスト方法に関し、特に、人間の視覚認識能力と機械による認識の違いにより、人間によるアクセスなのか、自動化されたアクセスなのかを見分けることができる反転チューリングテスト方法およびアクセス認証方法に関する。
反転チューリングテストは、機械が判定者として、機械が知性を持つかどうかを判定するテストである。反転チューリングテストとして、ＣＡＰＴＣＨＡ（Ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｐｕｂｌｉｃ Ｔｕｒｉｎｇ ｔｅｓｔ ｔｏ ｔｅｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ ａｎｄ Ｈｕｍａｎｓ Ａｐａｒｔ）と称される手法が広く普及している。
ＣＡＰＴＣＨＡは、攻撃プログラム（自動化プログラム）による不正なサービスの利用を限止するといったネットワークのアクセス管理に応用されている。
ＣＡＰＴＣＨＡは、攻撃プログラム（自動化プログラム）による不正なサービスの利用を限止するといったネットワークのアクセス管理に応用されている。
ＣＡＰＴＣＨＡを適用することで、たとえば、メールサービスにおいて大量のアカウン卜を取得し、そのアカウントを用いて大量のスパムメールを送信することを制限することができる。また、ブログサイトなどに大量のスパムコメントを書き込む攻撃プログラムのアクセスを制限することもできる。
典型的には、ＣＡＰＴＣＨＡは歪められた文字を、操作者に入力させることで当該操作者が、人間である（すなわち、機械でない）ことを判定できる。
このＣＡＰＴＣＨＡ技術は人間と機械の文字認識能力の違いを用いた手法であり、機械がパターンマッチングなどのアルゴリズムを用いたとしても、簡単には認識できないように変形やノイズを加えた文字が利用される。
近年、タブレット端末やスマートフォン（本明細書では、「タッチパネル型端末」と言う）の高機能化、低価格化によりその普及が進んでおり、インターネットを介した情報サイトへのアクセス形態も多様化している。
クラウドコンピューティングが主流となる今後の計算機利用形態において、タッチパネル型端末の普及が加速されている。
このＣＡＰＴＣＨＡ技術は人間と機械の文字認識能力の違いを用いた手法であり、機械がパターンマッチングなどのアルゴリズムを用いたとしても、簡単には認識できないように変形やノイズを加えた文字が利用される。
近年、タブレット端末やスマートフォン（本明細書では、「タッチパネル型端末」と言う）の高機能化、低価格化によりその普及が進んでおり、インターネットを介した情報サイトへのアクセス形態も多様化している。
クラウドコンピューティングが主流となる今後の計算機利用形態において、タッチパネル型端末の普及が加速されている。
ところで、タッチパネル型端末は、キーボードを備えた計算機とは異なり、手書きによる文字入力や図形入力が可能であり、従来の計算機モデルと異なる点が多い。
たとえば、サーバがＣＡＰＴＣＨＡを実行する場合には、まず、タッチパネル型端末に手書き用の図形を送信し、当該図形はタッチパネルに表示される。
サーバは、タッチパネル型端末の操作者（被認証主体）に、手書き用の図形をトレースすることを促し、タッチパネル型端末の被認証主体は、当該手書き用の図形をタッチパネル上でトレースする。
サーバは、トレースにより生じた図形の情報をタッチパネル型端末から取得し、パターンマッチング処理を行う。
しかし、タッチパネル型端末に適用されるＣＡＰＴＣＨＡでは、既存のパターンマッチング処理を行っている。
また、たとえばＣＡＰＴＣＨＡの一種であるＧＩＭＰＹは、歪められた文字を判定することが、計算機にとって難しいことを利用した防衛プログラムである。機械がＧＩＭＰＹを攻撃する場合、単語の輪郭を抽出し、そこから単語を予測する場合もある。
このため、攻撃プログラムは、比較的容易にＣＡＰＴＣＨＡを突破することが懸念される。
サーバは、タッチパネル型端末の操作者（被認証主体）に、手書き用の図形をトレースすることを促し、タッチパネル型端末の被認証主体は、当該手書き用の図形をタッチパネル上でトレースする。
サーバは、トレースにより生じた図形の情報をタッチパネル型端末から取得し、パターンマッチング処理を行う。
しかし、タッチパネル型端末に適用されるＣＡＰＴＣＨＡでは、既存のパターンマッチング処理を行っている。
また、たとえばＣＡＰＴＣＨＡの一種であるＧＩＭＰＹは、歪められた文字を判定することが、計算機にとって難しいことを利用した防衛プログラムである。機械がＧＩＭＰＹを攻撃する場合、単語の輪郭を抽出し、そこから単語を予測する場合もある。
このため、攻撃プログラムは、比較的容易にＣＡＰＴＣＨＡを突破することが懸念される。
本発明の目的は、人間の視覚認識能力と機械による認識の違いにより、人間によるアクセスなのか、自動化されたアクセスなのかを見分けることができる反転チューリングテスト方法およびアクセス認証方法を提供することである。
本発明者は、人間の手書きによる線の描画には連続的に進められるという特徴があること、つまり、線全体が同時に描画されるのではなく、連続的に曲線が描画され、画素レベルでは描画される画素に順番が発生するという事実に着目した。
そこで、従来のテキストベースＣＡＰＴＣＨＡが利用している人間による文字の認識能力と機械認識の違いではなく、人間が文字を書く際の入力データの特徴、すなわち、人間と機械の文字・記号等の書き方の違いを利用することで、新規のＣＡＰＴＣＨＡ技術を構築できるとの知見を得て、本発明をなすに至った。
そこで、従来のテキストベースＣＡＰＴＣＨＡが利用している人間による文字の認識能力と機械認識の違いではなく、人間が文字を書く際の入力データの特徴、すなわち、人間と機械の文字・記号等の書き方の違いを利用することで、新規のＣＡＰＴＣＨＡ技術を構築できるとの知見を得て、本発明をなすに至った。
（１）から（３）は、クラウドコンピューティングの実施において、タッチパネル型端末への応用に好適である。
（１）
サーバが、オブジェクト情報についてのオブジェクト画像を、タッチパネル型端末に送信し、当該タッチパネル型端末のタッチパネルに表示する表示ステップ、
前記タッチパネル型端末が、前記タッチパネルに表示された前記オブジェクト画像を操作主体が描画することで得られた入力情報を、前記サーバに送信する入力情報送信ステップ、
前記サーバが、前記オブジェクト情報と、前記入力情報とを比較し、前記入力情報が正当であるか否かを判断する正当性判断ステップ、
を有し、
前記オブジェクト情報が複数の座標情報と座標間の相対時間情報を含み、
前記入力情報が、複数の入力座標情報と入力時刻情報とを含み、かつ前記入力情報は、前記オブジェクト画像を下書きにして生成された情報、または前記オブジェクト画像を下書きとせずに生成された情報である、
ことを特徴とする反転チューリングテスト方法。
（１）
サーバが、オブジェクト情報についてのオブジェクト画像を、タッチパネル型端末に送信し、当該タッチパネル型端末のタッチパネルに表示する表示ステップ、
前記タッチパネル型端末が、前記タッチパネルに表示された前記オブジェクト画像を操作主体が描画することで得られた入力情報を、前記サーバに送信する入力情報送信ステップ、
前記サーバが、前記オブジェクト情報と、前記入力情報とを比較し、前記入力情報が正当であるか否かを判断する正当性判断ステップ、
を有し、
前記オブジェクト情報が複数の座標情報と座標間の相対時間情報を含み、
前記入力情報が、複数の入力座標情報と入力時刻情報とを含み、かつ前記入力情報は、前記オブジェクト画像を下書きにして生成された情報、または前記オブジェクト画像を下書きとせずに生成された情報である、
ことを特徴とする反転チューリングテスト方法。
前述したように、ＧＩＭＰＹは、歪められた文字を判定することが、計算機にとって難しいことを利用している。機械がＧＩＭＰＹを攻撃する場合、単語の輪郭を抽出し、そこから単語を予測している。
テストとして被認証主体に一筆で書くことができる文字・記号と共に一筆で記入するという条件を提示し、被認証主体が入力したデータが条件を満たしているかどうか検査して被認証主体が人間なのか機械であるのかを認定する。
本発明では、タッチパネルに入力されたデータをＸＹ座標に変換するとともに、各ＸＹ座標と入力時刻を用いて判定を行っている。
テストとして被認証主体に一筆で書くことができる文字・記号と共に一筆で記入するという条件を提示し、被認証主体が入力したデータが条件を満たしているかどうか検査して被認証主体が人間なのか機械であるのかを認定する。
本発明では、タッチパネルに入力されたデータをＸＹ座標に変換するとともに、各ＸＹ座標と入力時刻を用いて判定を行っている。
（２）
さらに、前記サーバにおいて、複数のオブジェクト情報が記憶されたデータベースから、１つまたは２つ以上のオブジェクト情報を特定するオブジェクト情報特定ステップを有し、
当該オブジェクト情報特定ステップの後に、前記入力情報送信ステップに移行することを特徴とする（１）に記載の反転チューリングテスト方法。
さらに、前記サーバにおいて、複数のオブジェクト情報が記憶されたデータベースから、１つまたは２つ以上のオブジェクト情報を特定するオブジェクト情報特定ステップを有し、
当該オブジェクト情報特定ステップの後に、前記入力情報送信ステップに移行することを特徴とする（１）に記載の反転チューリングテスト方法。
（３）
前記座標が入力座標の相対時刻を検出するための座標群と、
前記操作主体により描画された画像とオブジェクトとの一致を検出するための座標群とからなることを特徴とする（１）または（２）に記載の反転チューリングテスト方法。
前記座標が入力座標の相対時刻を検出するための座標群と、
前記操作主体により描画された画像とオブジェクトとの一致を検出するための座標群とからなることを特徴とする（１）または（２）に記載の反転チューリングテスト方法。
（４）および（５）は、スタンドアローンのタッチパネル型端末への応用に好適である。
（４）
オブジェクト情報についてのオブジェクト画像をタッチパネルに表示する表示ステップ、
前記タッチパネルに表示された前記オブジェクト画像を操作主体が描画することで得られた入力情報を記憶装置に記憶する入力情報記憶ステップ、
前記サーバが、前記オブジェクト情報と、前記入力情報とを比較し、前記入力情報が正当であるか否かを判断する正当性判断ステップ、
を有し、
前記オブジェクト情報が複数の座標情報と座標間の相対時間情報を含み、
前記入力情報が、複数の入力座標情報と入力時刻情報とを含み、かつ前記入力情報は、前記オブジェクト画像を下書きにして生成された情報、または前記オブジェクト画像を下書きとせずに生成された情報である、
ことを特徴とするアクセス認証方法。
（４）
オブジェクト情報についてのオブジェクト画像をタッチパネルに表示する表示ステップ、
前記タッチパネルに表示された前記オブジェクト画像を操作主体が描画することで得られた入力情報を記憶装置に記憶する入力情報記憶ステップ、
前記サーバが、前記オブジェクト情報と、前記入力情報とを比較し、前記入力情報が正当であるか否かを判断する正当性判断ステップ、
を有し、
前記オブジェクト情報が複数の座標情報と座標間の相対時間情報を含み、
前記入力情報が、複数の入力座標情報と入力時刻情報とを含み、かつ前記入力情報は、前記オブジェクト画像を下書きにして生成された情報、または前記オブジェクト画像を下書きとせずに生成された情報である、
ことを特徴とするアクセス認証方法。
（５）
前記座標が入力座標の相対時刻を検出するための座標群と、
前記操作主体により描画された画像とオブジェクトとの一致を検出するための座標群とからなることを特徴とする（４）に記載のアクセス認証方法。
前記座標が入力座標の相対時刻を検出するための座標群と、
前記操作主体により描画された画像とオブジェクトとの一致を検出するための座標群とからなることを特徴とする（４）に記載のアクセス認証方法。
（６），（７）は、オンライン接続されたタッチパネル型端末での手書きサイン認証またはスタンドアローンのタッチパネル端末での手書きサイン認証に好適である。
（６）
操作主体がタッチパネルに描画することで得られた入力情報をサーバに送信する入力情報送信ステップ、
前記サーバがデータベースに記憶しているオブジェクト情報と、前記入力情報とを比較し、前記入力情報が正当であるか否かを判断する正当性判断ステップ、
を有し、
前記オブジェクト情報が複数の座標情報と座標間の相対時間情報を含み、
前記入力情報が、複数の入力座標情報と入力時刻情報とを含み、かつ前記入力情報は、前記オブジェクト画像を下書きとせずに生成された情報である、
ことを特徴とするアクセス認証方法。
（６）
操作主体がタッチパネルに描画することで得られた入力情報をサーバに送信する入力情報送信ステップ、
前記サーバがデータベースに記憶しているオブジェクト情報と、前記入力情報とを比較し、前記入力情報が正当であるか否かを判断する正当性判断ステップ、
を有し、
前記オブジェクト情報が複数の座標情報と座標間の相対時間情報を含み、
前記入力情報が、複数の入力座標情報と入力時刻情報とを含み、かつ前記入力情報は、前記オブジェクト画像を下書きとせずに生成された情報である、
ことを特徴とするアクセス認証方法。
（７）
操作主体がタッチパネルに描画することで得られた、オブジェクト画像にかかる入力情報を記憶装置に記憶する入力情報記憶ステップ、
もともと記憶されているオブジェクト情報と、前記入力情報とを比較し、前記入力情報が正当であるか否かを判断する正当性判断ステップ、
を有し、
前記オブジェクト情報が複数の座標情報と座標間の相対時間情報を含み、
前記入力情報が、複数の入力座標情報と入力時刻情報とを含み、かつ前記入力情報は、前記オブジェクト画像を下書きとせずに生成された情報である、
ことを特徴とするアクセス認証方法。
操作主体がタッチパネルに描画することで得られた、オブジェクト画像にかかる入力情報を記憶装置に記憶する入力情報記憶ステップ、
もともと記憶されているオブジェクト情報と、前記入力情報とを比較し、前記入力情報が正当であるか否かを判断する正当性判断ステップ、
を有し、
前記オブジェクト情報が複数の座標情報と座標間の相対時間情報を含み、
前記入力情報が、複数の入力座標情報と入力時刻情報とを含み、かつ前記入力情報は、前記オブジェクト画像を下書きとせずに生成された情報である、
ことを特徴とするアクセス認証方法。
人間が文字を書く際の入力データの特徴、具体的には、判断要素に複数の座標（タッチペンや指先の移動位置を示すタッチパネル上の複数の座標）および時刻を含むので、攻撃プログラム（自動化プログラム）からの攻撃をより強力に阻止することができる。
２ストローク以上で構成されるオブジェクト画像の場合には、１ストロークで構成されるオブジェクト画像のような座標の連続性がなくなる。
１ストロークで構成されるオブジェクト画像（一筆書き）の場合はもちろん、２ストローク以上で構成されるオブジェクト画像の場合にも書き順の要素を正当性の判断要素に採用できる。
２ストローク以上で構成されるオブジェクト画像の場合には、１ストロークで構成されるオブジェクト画像のような座標の連続性がなくなる。
１ストロークで構成されるオブジェクト画像（一筆書き）の場合はもちろん、２ストローク以上で構成されるオブジェクト画像の場合にも書き順の要素を正当性の判断要素に採用できる。
本発明の反転チューリング方法の一実施形態（ＣＡＰＴＣＨＡによる防衛方法）を、図１〜図４により説明する。
本実施形態では、１ストローク（一筆書き）のオブジェクトに適用される。
図１はタッチパネル型端末１の利用形態を示す図であり、タッチパネル型端末１はクラウド３を介してサーバ２に接続されている。
被認証主体（図示しない）が、タッチパネル型端末１からサーバ２へのアクセスを試みたとする。このとき、サーバ２は、タッチパネル型端末１から、反転チューリングテスト（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｓｔ）の要求を受け取る（テスト要求の受け取り）。
サーバ２において、複数のトレースオブジェクト情報（本発明における「オブジェクト情報」）ＴＯＩが記憶されたデータベースＤＢから、１つまたは２つ以上のトレースオブジェクト情報ＴＯＩを特定する（トレースオブジェクト情報特定ステップ）。
トレースオブジェクト情報ＴＯＩは、複数の座標情報と、座標間の相対時間情報を含んでいる。
サーバ２は、トレースオブジェクト情報ＴＯＩについてのオブジェクト画像ＯＧ（本実施形態では、一筆書きの文字・記号等）を、タッチパネル型端末１に送信し、タッチパネル型端末１のタッチパネル１１に表示する（表示ステップ，図２（Ａ）も参照）。
被認証主体は、タッチパネル型端末１のタッチパネルに表示されたオブジェクト画像ＯＧをトレースする。オブジェクト画像ＯＧをトレースする際に、タッチベンを用いてもよいし、図２（Ａ）に示すように指を用いてもよい。
タッチパネル型端末１は、トレースされることで得られたトレース入力情報ＴＩＩ（座標データおよび時刻データを含む）をサーバ２に送信する（トレース入力情報送信ステップ）。たとえば、トレース入力情報ＴＩＩは、図２（Ｂ）に示すように、テキストファイル形式で保存することができる。
サーバ２は、トレースオブジェクト情報ＴＯＩと、トレース入力情報ＴＩＩとを比較し、トレース入力情報ＴＩＩが正当であるか否かを判断する（正当性判断ステップ）。
サーバ２は、トレース入力情報ＴＩＩが正当であると判断したとき（テストに合格のとき）は、人間によるアクセスであると判断し、被認証主体にアクセスを許可する。
サーバ２は、トレース入力情報ＴＩＩが正当でない判断したとき（テストに不合格のとき）は、攻撃プログラムによるアクセスであると判断し、被認証主体にアクセスを許可しない。
本実施形態では、１ストローク（一筆書き）のオブジェクトに適用される。
図１はタッチパネル型端末１の利用形態を示す図であり、タッチパネル型端末１はクラウド３を介してサーバ２に接続されている。
被認証主体（図示しない）が、タッチパネル型端末１からサーバ２へのアクセスを試みたとする。このとき、サーバ２は、タッチパネル型端末１から、反転チューリングテスト（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｓｔ）の要求を受け取る（テスト要求の受け取り）。
サーバ２において、複数のトレースオブジェクト情報（本発明における「オブジェクト情報」）ＴＯＩが記憶されたデータベースＤＢから、１つまたは２つ以上のトレースオブジェクト情報ＴＯＩを特定する（トレースオブジェクト情報特定ステップ）。
トレースオブジェクト情報ＴＯＩは、複数の座標情報と、座標間の相対時間情報を含んでいる。
サーバ２は、トレースオブジェクト情報ＴＯＩについてのオブジェクト画像ＯＧ（本実施形態では、一筆書きの文字・記号等）を、タッチパネル型端末１に送信し、タッチパネル型端末１のタッチパネル１１に表示する（表示ステップ，図２（Ａ）も参照）。
被認証主体は、タッチパネル型端末１のタッチパネルに表示されたオブジェクト画像ＯＧをトレースする。オブジェクト画像ＯＧをトレースする際に、タッチベンを用いてもよいし、図２（Ａ）に示すように指を用いてもよい。
タッチパネル型端末１は、トレースされることで得られたトレース入力情報ＴＩＩ（座標データおよび時刻データを含む）をサーバ２に送信する（トレース入力情報送信ステップ）。たとえば、トレース入力情報ＴＩＩは、図２（Ｂ）に示すように、テキストファイル形式で保存することができる。
サーバ２は、トレースオブジェクト情報ＴＯＩと、トレース入力情報ＴＩＩとを比較し、トレース入力情報ＴＩＩが正当であるか否かを判断する（正当性判断ステップ）。
サーバ２は、トレース入力情報ＴＩＩが正当であると判断したとき（テストに合格のとき）は、人間によるアクセスであると判断し、被認証主体にアクセスを許可する。
サーバ２は、トレース入力情報ＴＩＩが正当でない判断したとき（テストに不合格のとき）は、攻撃プログラムによるアクセスであると判断し、被認証主体にアクセスを許可しない。
図３のフローチャートにより、上記した処理をさらに詳細に説明する。
まず、サーバ２が、反転チューリングテストの要求を待ち受けている（Ｓ１０１）。
サーバ２は、テストの要求があったときは、データベースＤＢから任意に選択したトレースオブジェクトＴＯをタッチパネル型端末１に送信してタッチパネルに表示する（Ｓ１０２）。
タッチパネル型端末１では、タッチがあるまで待機し（Ｓ１０３の「ＮＯ」）、タッチがあったときは（Ｓ１０３の「ＹＥＳ」）、レジスタの初期値ｋを０にセットし（Ｓ１０４）、タッチされたＸＹ座標（ｘk，ｙk）および時刻（ｔk）を検出し、記憶する（Ｓ１０５，Ｓ１０６）。
次いで、ｋをインクリメントして（Ｓ１０８）、タッチが解除されない限り（Ｓ１０７の「ＮＯ」）、上記処理をくり返す（Ｓ１０５〜Ｓ１０８）。
タッチが解除されると（Ｓ１０７の「ＹＥＳ」）トレースオブジェクト情報ＴＯＩとトレース入力情報ＴＩＩとの比較が行われる（Ｓ１０９）。
トレースオブジェクト情報ＴＯＩとトレース入力情報ＴＩＩとの比較に際しては、トレース入力したタッチペンや指先が示す順次移動する座標群と、トレース入力情報ＴＩＩに含まれるオブジェクト画像の座標群との比較が行われ、合否判断が行われる（Ｓ１１０）。
その結果、合格のときはアクセスを許可する等の処理を行い（Ｓ１１１；合格処理）、不合格のときはアクセスを拒否する等の処理を行う（Ｓ１１２：不合格処理）。
まず、サーバ２が、反転チューリングテストの要求を待ち受けている（Ｓ１０１）。
サーバ２は、テストの要求があったときは、データベースＤＢから任意に選択したトレースオブジェクトＴＯをタッチパネル型端末１に送信してタッチパネルに表示する（Ｓ１０２）。
タッチパネル型端末１では、タッチがあるまで待機し（Ｓ１０３の「ＮＯ」）、タッチがあったときは（Ｓ１０３の「ＹＥＳ」）、レジスタの初期値ｋを０にセットし（Ｓ１０４）、タッチされたＸＹ座標（ｘk，ｙk）および時刻（ｔk）を検出し、記憶する（Ｓ１０５，Ｓ１０６）。
次いで、ｋをインクリメントして（Ｓ１０８）、タッチが解除されない限り（Ｓ１０７の「ＮＯ」）、上記処理をくり返す（Ｓ１０５〜Ｓ１０８）。
タッチが解除されると（Ｓ１０７の「ＹＥＳ」）トレースオブジェクト情報ＴＯＩとトレース入力情報ＴＩＩとの比較が行われる（Ｓ１０９）。
トレースオブジェクト情報ＴＯＩとトレース入力情報ＴＩＩとの比較に際しては、トレース入力したタッチペンや指先が示す順次移動する座標群と、トレース入力情報ＴＩＩに含まれるオブジェクト画像の座標群との比較が行われ、合否判断が行われる（Ｓ１１０）。
その結果、合格のときはアクセスを許可する等の処理を行い（Ｓ１１１；合格処理）、不合格のときはアクセスを拒否する等の処理を行う（Ｓ１１２：不合格処理）。
ところで、攻撃プログラムは、タッチパネル型端末１に表示される画像を得ることができるが、タッチパネル上のどの座標がアクセス認証に利用される座標なのかを知ることはできない。
たとえば、攻撃プログラムは、座標を用いて攻撃するためには、まず始点となる第１ポイントを定め、第１ポイントの座標以外の座標が第２ポイントとなるパターンを考える。
次に、攻撃プログラムは、第１ポイントの座標および第２ポイントの座標を除いた全ての座標が第３ポイントとなるパターンを選択する。
以下、同様にして、攻撃プログラムは、第１ポイントの座標，第２ポイントの座標，・・・，第（ｍ−１）ポイントの座標を除いた全ての座標が第ｍポイントとなるパターンを選択する（ｍ＝４，５，・・・）。
そして、攻撃プログラムは、選択するべき座標の組み合わせが存在しなくなるまで、または、アクセス認証に成功するまで、上記の操作をくり返す。
すなわち、攻撃プログラムは攻撃を行う場合には全座標を総当たりで試す必要がある。
防衛プログラム（ＣＡＰＴＣＨＡ）は、認証回数に制限を設けることで、攻撃プログラムからの攻撃を防ぐことをできる。
たとえば、攻撃プログラムは、座標を用いて攻撃するためには、まず始点となる第１ポイントを定め、第１ポイントの座標以外の座標が第２ポイントとなるパターンを考える。
次に、攻撃プログラムは、第１ポイントの座標および第２ポイントの座標を除いた全ての座標が第３ポイントとなるパターンを選択する。
以下、同様にして、攻撃プログラムは、第１ポイントの座標，第２ポイントの座標，・・・，第（ｍ−１）ポイントの座標を除いた全ての座標が第ｍポイントとなるパターンを選択する（ｍ＝４，５，・・・）。
そして、攻撃プログラムは、選択するべき座標の組み合わせが存在しなくなるまで、または、アクセス認証に成功するまで、上記の操作をくり返す。
すなわち、攻撃プログラムは攻撃を行う場合には全座標を総当たりで試す必要がある。
防衛プログラム（ＣＡＰＴＣＨＡ）は、認証回数に制限を設けることで、攻撃プログラムからの攻撃を防ぐことをできる。
認証で用いる座標は、図４（Ａ）に示すように２種類用意することができる。
１つ目の座標は「グレー丸」で示したように始点・終点または１度しか通らない座標などに設置されている。この座標は、一筆（ｏｎｅ ｓｔｒｏｋｅ）で書かれたかどうかを確かめるために用いられる。トレースしたラインは必ず「グレー丸」を通る必要がある。
もう１つの座標は「白丸」で示したように「グレー丸」以外の座標に設置されている。
「白丸」の座標は表示されたオブジェクト画像ＯＧ（文字・記号等）の形状把握に用いられる。
トレースに際して、「グレー丸」および「白丸」で表示されている座標を全て通過すればテストは合格である（図４（Ｂ））。
本実施形態では、「白丸」で表示されている座標を全て通過しなくても、テストに合格することができる（図４（Ｃ））。許容される通過しない点の個数は、たとえば、１個，２個等に設定した個数までである。
また、本実施形態では、認証に用いる座標（認証座標）はたとえば点（１２７，１９３）のようにピンポイントにするのではなく、図４（Ｄ）に示すように、Ｘ方向およびＹ座標それぞれについて幅を持たせることができる。すなわち、（Ｘ，Ｙ）は、Ｘ，Ｙ座標ともに・１０〜２０のように幅を持たせることができ、この幅を通過すれば認証に用いる座標を通過したことにしてある。
上述した点（１２７，１９３）の例を見ると、Ｘ座標は１１７〜１３７、Ｙ座標は１８３〜２０３の範囲を通過すれば認証に用いる座標を通過したことになる。
実際の認証座標の幅は一律ではなく、文字の太さ等の影響によって変化する（図４（Ｄ）参照）。
人間が手書きで入力するデータには個人差があるため、あるしきい値までは誤差を許容する必要があるためである。
１つ目の座標は「グレー丸」で示したように始点・終点または１度しか通らない座標などに設置されている。この座標は、一筆（ｏｎｅ ｓｔｒｏｋｅ）で書かれたかどうかを確かめるために用いられる。トレースしたラインは必ず「グレー丸」を通る必要がある。
もう１つの座標は「白丸」で示したように「グレー丸」以外の座標に設置されている。
「白丸」の座標は表示されたオブジェクト画像ＯＧ（文字・記号等）の形状把握に用いられる。
トレースに際して、「グレー丸」および「白丸」で表示されている座標を全て通過すればテストは合格である（図４（Ｂ））。
本実施形態では、「白丸」で表示されている座標を全て通過しなくても、テストに合格することができる（図４（Ｃ））。許容される通過しない点の個数は、たとえば、１個，２個等に設定した個数までである。
また、本実施形態では、認証に用いる座標（認証座標）はたとえば点（１２７，１９３）のようにピンポイントにするのではなく、図４（Ｄ）に示すように、Ｘ方向およびＹ座標それぞれについて幅を持たせることができる。すなわち、（Ｘ，Ｙ）は、Ｘ，Ｙ座標ともに・１０〜２０のように幅を持たせることができ、この幅を通過すれば認証に用いる座標を通過したことにしてある。
上述した点（１２７，１９３）の例を見ると、Ｘ座標は１１７〜１３７、Ｙ座標は１８３〜２０３の範囲を通過すれば認証に用いる座標を通過したことになる。
実際の認証座標の幅は一律ではなく、文字の太さ等の影響によって変化する（図４（Ｄ）参照）。
人間が手書きで入力するデータには個人差があるため、あるしきい値までは誤差を許容する必要があるためである。
表示する文字自体にも（標準的なフォントではなく）歪み・変形を加えたものを利用することが攻撃に対し有効である。
画像の背景、文字・記号との色をグラデーションにしたことにより色の変化が起こりやすくなり単色の時ほど簡単に背景と文字・記号等を見分けることが難しくなる。
さらに、表示する文字をト音記号の様な複雑なものを用いることも攻撃に対してより有効である。
画像の背景、文字・記号との色をグラデーションにしたことにより色の変化が起こりやすくなり単色の時ほど簡単に背景と文字・記号等を見分けることが難しくなる。
さらに、表示する文字をト音記号の様な複雑なものを用いることも攻撃に対してより有効である。
本発明の反転チューリング方法（ＣＡＰＴＣＨＡ）の他の実施形態を、図５および図６により説明する。本実施形態では、２ストロークのトレースオブジェクトに適用される。
図５のフローチャートにより、上記した処理をさらに詳細に説明する。
まず、サーバ２が反転チューリングテストの要求を待ち受けている（Ｓ２０１）。
サーバ２は、テストの要求があったときは、データベースＤＢから任意に選択したトレースオブジェクトＴＯを（本実施形態では文字「Ｂ」）をタッチパネル型端末１に送信してタッチパネル（タッチパネル）に表示する（Ｓ２０２）。
タッチパネル型端末１では、タッチがあるまで待機し（Ｓ２０３の「ＮＯ」）、タッチがあったときは（Ｓ２０３の「ＹＥＳ」）、レジスタの初期値ｋを０にセットし（Ｓ２０４）、タッチされたＸＹ座標（ｘk，ｙk）および時刻（ｔk）を検出し、記憶する（Ｓ２０５，Ｓ２０６）。
次いで、ｋをインクリメントして（Ｓ２０８）、タッチが解除されない限り（Ｓ２０７の「ＮＯ」）、上記処理がくり返される（Ｓ２０５〜２０８）。
被認証主体が確定操作を行わず（Ｓ２０９の「ＮＯ」）、所定時間内に再度タッチがされたとき（Ｓ２１０の「ＹＥＳ」）は、処理はＳ２０４に戻され、レジスタがリセットされ（ｋ＝０）、Ｓ２０５〜Ｓ２０８の処理がくり返される。
タッチが解除され（Ｓ２０７の「ＹＥＳ」）、被認証主体が確定操作を行ったときは、トレース結果との比較（トレースオブジェクト情報ＴＯＩとトレース入力情報ＴＩＩとの比較）が行われる（Ｓ２１１）。
また、被認証主体が確定操作を行わない場合において（Ｓ２０９の「ＮＯ」）、所定時間内にタッチがされないとき（Ｓ２１０の「ＮＯ」）も、トレース結果との比較が行われ（Ｓ２１１）、合否判断が行われる（Ｓ２１２）。
その結果、合格のときはアクセスを許可する等の処理を行い（Ｓ２１３：合格処理）、不合格のときはアクセスを拒否する等の処理を行う（Ｓ２１４：不合格処理）。
図６（Ａ）にタッチパネル型端末１に２ストロークからなる文字「Ｂ」が表示された例を示す。図６（Ｂ）に文字「Ｂ」の第１ストロークをトレースした様子を示し、図６（Ｃ）に文字「Ｂ」の第２ストロークをトレースした様子を示す。
図５のフローチャートにより、上記した処理をさらに詳細に説明する。
まず、サーバ２が反転チューリングテストの要求を待ち受けている（Ｓ２０１）。
サーバ２は、テストの要求があったときは、データベースＤＢから任意に選択したトレースオブジェクトＴＯを（本実施形態では文字「Ｂ」）をタッチパネル型端末１に送信してタッチパネル（タッチパネル）に表示する（Ｓ２０２）。
タッチパネル型端末１では、タッチがあるまで待機し（Ｓ２０３の「ＮＯ」）、タッチがあったときは（Ｓ２０３の「ＹＥＳ」）、レジスタの初期値ｋを０にセットし（Ｓ２０４）、タッチされたＸＹ座標（ｘk，ｙk）および時刻（ｔk）を検出し、記憶する（Ｓ２０５，Ｓ２０６）。
次いで、ｋをインクリメントして（Ｓ２０８）、タッチが解除されない限り（Ｓ２０７の「ＮＯ」）、上記処理がくり返される（Ｓ２０５〜２０８）。
被認証主体が確定操作を行わず（Ｓ２０９の「ＮＯ」）、所定時間内に再度タッチがされたとき（Ｓ２１０の「ＹＥＳ」）は、処理はＳ２０４に戻され、レジスタがリセットされ（ｋ＝０）、Ｓ２０５〜Ｓ２０８の処理がくり返される。
タッチが解除され（Ｓ２０７の「ＹＥＳ」）、被認証主体が確定操作を行ったときは、トレース結果との比較（トレースオブジェクト情報ＴＯＩとトレース入力情報ＴＩＩとの比較）が行われる（Ｓ２１１）。
また、被認証主体が確定操作を行わない場合において（Ｓ２０９の「ＮＯ」）、所定時間内にタッチがされないとき（Ｓ２１０の「ＮＯ」）も、トレース結果との比較が行われ（Ｓ２１１）、合否判断が行われる（Ｓ２１２）。
その結果、合格のときはアクセスを許可する等の処理を行い（Ｓ２１３：合格処理）、不合格のときはアクセスを拒否する等の処理を行う（Ｓ２１４：不合格処理）。
図６（Ａ）にタッチパネル型端末１に２ストロークからなる文字「Ｂ」が表示された例を示す。図６（Ｂ）に文字「Ｂ」の第１ストロークをトレースした様子を示し、図６（Ｃ）に文字「Ｂ」の第２ストロークをトレースした様子を示す。
図７はタッチパネル型端末４に搭載されプログラムが反転チューリングテストを行う実施形態を示す図である。
タッチパネル型端末４は、ＲＯＭに攻撃阻止プログラム５が搭載されており、オブジェクト選択プログラム（５１）、合否判断プログラム（５２）を実行できる。
制御装置（ＣＰＵ）６およびＲＯＭに書き込まれた上記の各プログラムにより攻撃阻止が実行される。
本実施形態の作用は、実質上、図３および図５で示したフローチャートに示されている。
タッチパネル型端末４は、ＲＯＭに攻撃阻止プログラム５が搭載されており、オブジェクト選択プログラム（５１）、合否判断プログラム（５２）を実行できる。
制御装置（ＣＰＵ）６およびＲＯＭに書き込まれた上記の各プログラムにより攻撃阻止が実行される。
本実施形態の作用は、実質上、図３および図５で示したフローチャートに示されている。
図１から図６に示した実施形態では、サーバ２がデータベースＤＢから任意に選択したトレースオブジェクトＴＯにかかる画像（オブジェクト画像ＯＧ）を、被認証主体がなぞるようにした。また、図７の実施形態でも攻撃阻止プログラム５がデータベースＤＢから任意に選択したトレースオブジェクトＴＯにかかる画像（オブジェクト画像ＯＧ）を、被認証主体がなぞるようにした。
図２のタッチパネル型端末１や図７のタッチパネル型端末４は、タッチパネルに、たとえばサムネイルサイズのオブジェクト画像ＯＧ＿ＳＮを表示し、当該オブジェクト画像ＯＧ＿ＳＮに相当する画像を、タッチパネル１１のブランク領域に描画させるようにできる。
図８（Ａ）に、タッチパネル１１のブランク領域にオブジェクト画像ＯＧ＿ＳＮを表示した例を示し、図８（Ｂ）に、被認証主体がタッチパネル１１のブランク領域にオブジェクト画像ＯＧ＿ＳＮに対応する絵を描画した例を示す。
テストにおける処理は、上記した実施形態におけるテストにおける処理と概ね同じであり、被認証主体（人間）により書き込まれた線と、オブジェクト画像ＯＧ＿ＳＮとは、相似関係の検出が行われる。このとき、両座標の対応位置での時刻の比較（ある検出座標と次の検出座標の相対時間の比較）の比較が行われる。
図２のタッチパネル型端末１や図７のタッチパネル型端末４は、タッチパネルに、たとえばサムネイルサイズのオブジェクト画像ＯＧ＿ＳＮを表示し、当該オブジェクト画像ＯＧ＿ＳＮに相当する画像を、タッチパネル１１のブランク領域に描画させるようにできる。
図８（Ａ）に、タッチパネル１１のブランク領域にオブジェクト画像ＯＧ＿ＳＮを表示した例を示し、図８（Ｂ）に、被認証主体がタッチパネル１１のブランク領域にオブジェクト画像ＯＧ＿ＳＮに対応する絵を描画した例を示す。
テストにおける処理は、上記した実施形態におけるテストにおける処理と概ね同じであり、被認証主体（人間）により書き込まれた線と、オブジェクト画像ＯＧ＿ＳＮとは、相似関係の検出が行われる。このとき、両座標の対応位置での時刻の比較（ある検出座標と次の検出座標の相対時間の比較）の比較が行われる。
図１から図６に示した実施形態では、サーバ２がデータベースＤＢから任意にトレースオブジェクトＴＯを選択した。また、図７の実施形態では攻撃阻止プログラム５がデータベースＤＢから任意にトレースオブジェクトＴＯを選択した。
図２のタッチパネル型端末１や図７のタッチパネル型端末４は、データベースＤＢにトレースオブジェクト情報として被認証主体のサイン（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）の記憶装置を備えておくことができる。
図２のタッチパネル型端末１や図７のタッチパネル型端末４は、データベースＤＢにトレースオブジェクト情報として被認証主体のサイン（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）の記憶装置を備えておくことができる。
この場合には、図９（Ａ）〜（Ｃ）に示したような画像をもつ、多数の被認証主体（人間）のトレースオブジェクト情報ＴＯＩが、データベース（図１，図７のＤＢ）に格納される。
トレースオブジェクト情報ＴＯＩは、複数の座標情報と座標間の相対時間情報を含む。また、被認証主体がトレースすることにより生成されたトレース入力情報ＴＩＩは、複数の入力座標情報と入力時刻情報とを含む。
テストにおける処理は、上記した実施形態におけるテストにおける処理と概ね同じである。
本実施形態では、オブジェクト画像（サイン）をタッチパネルに表示しなくてもよい。この場合は、図９（Ｄ）に示した被認証主体（人間）により書き込まれた線と、図９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示したオブジェクト画像とは、相似関係の検出が行われる。このとき、両座標の対応位置での時刻の比較（ある検出座標と次の検出座標の相対時間の比較）が行われる。
トレースオブジェクト情報ＴＯＩは、複数の座標情報と座標間の相対時間情報を含む。また、被認証主体がトレースすることにより生成されたトレース入力情報ＴＩＩは、複数の入力座標情報と入力時刻情報とを含む。
テストにおける処理は、上記した実施形態におけるテストにおける処理と概ね同じである。
本実施形態では、オブジェクト画像（サイン）をタッチパネルに表示しなくてもよい。この場合は、図９（Ｄ）に示した被認証主体（人間）により書き込まれた線と、図９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示したオブジェクト画像とは、相似関係の検出が行われる。このとき、両座標の対応位置での時刻の比較（ある検出座標と次の検出座標の相対時間の比較）が行われる。
１，４ タッチパネル型端末
２ サーバ
３ クラウド
５ 攻撃阻止プログラム
６ 制御装置
１１ タッチパネル
ＤＢ データベース
ＯＧ オブジェクト画像
ＴＩＩ トレース入力情報
ＴＯ トレースオブジェクト
ＴＯＩ トレースオブジェクト情報
２ サーバ
３ クラウド
５ 攻撃阻止プログラム
６ 制御装置
１１ タッチパネル
ＤＢ データベース
ＯＧ オブジェクト画像
ＴＩＩ トレース入力情報
ＴＯ トレースオブジェクト
ＴＯＩ トレースオブジェクト情報
Claims (7)
- サーバが、オブジェクト情報についてのオブジェクト画像を、タッチパネル型端末に送信し、当該タッチパネル型端末のタッチパネルに表示する表示ステップ、
前記タッチパネル型端末が、前記タッチパネルに表示された前記オブジェクト画像を操作主体が描画することで得られた入力情報を、前記サーバに送信する入力情報送信ステップ、
前記サーバが、前記オブジェクト情報と、前記入力情報とを比較し、前記入力情報が正当であるか否かを判断する正当性判断ステップ、
を有し、
前記オブジェクト情報が複数の座標情報と座標間の相対時間情報を含み、
前記入力情報が、複数の入力座標情報と入力時刻情報とを含み、かつ前記入力情報は、前記オブジェクト画像を下書きにして生成された情報、または前記オブジェクト画像を下書きとせずに生成された情報である、
ことを特徴とする反転チューリングテスト方法。 - さらに、前記サーバにおいて、複数のオブジェクト情報が記憶されたデータベースから、１つまたは２つ以上のオブジェクト情報を特定するオブジェクト情報特定ステップを有し、
当該オブジェクト情報特定ステップの後に、前記入力情報送信ステップに移行することを特徴とする請求項１に記載の反転チューリングテスト方法。 - 前記座標が入力座標の相対時刻を検出するための座標群と、
前記操作主体により描画された画像とオブジェクトとの一致を検出するための座標群とからなることを特徴とする請求項１または２に記載の反転チューリングテスト方法。 - オブジェクト情報についてのオブジェクト画像をタッチパネルに表示する表示ステップ、
前記タッチパネルに表示された前記オブジェクト画像を操作主体が描画することで得られた入力情報を記憶装置に記憶する入力情報記憶ステップ、
前記オブジェクト情報と、前記入力情報とを比較し、前記入力情報が正当であるか否かを判断する正当性判断ステップ、
を有し、
前記オブジェクト情報が複数の座標情報と座標間の相対時間情報を含み、
前記入力情報が、複数の入力座標情報と入力時刻情報とを含み、かつ前記入力情報は、前記オブジェクト画像を下書きにして生成された情報、または前記オブジェクト画像を下書きとせずに生成された情報である、
ことを特徴とするアクセス認証方法。 - 前記座標が入力座標の相対時刻を検出するための座標群と、
前記操作主体により描画された画像とオブジェクトとの一致を検出するための座標群とからなることを特徴とする請求項４に記載のアクセス認証方法。 - 操作主体がタッチパネルに描画することで得られた入力情報をサーバに送信する入力情報送信ステップ、
前記サーバがデータベースに記憶しているオブジェクト情報と、前記入力情報とを比較し、前記入力情報が正当であるか否かを判断する正当性判断ステップ、
を有し、
前記オブジェクト情報が複数の座標情報と座標間の相対時間情報を含み、
前記入力情報が、複数の入力座標情報と入力時刻情報とを含み、かつ前記入力情報は、前記オブジェクト画像を下書きとせずに生成された情報である、
ことを特徴とするアクセス認証方法。 - 操作主体がタッチパネルに描画することで得られた、オブジェクト画像にかかる入力情報を記憶装置に記憶する入力情報記憶ステップ、
もともと記憶されているオブジェクト情報と、前記入力情報とを比較し、前記入力情報が正当であるか否かを判断する正当性判断ステップ、
を有し、
前記オブジェクト情報が複数の座標情報と座標間の相対時間情報を含み、
前記入力情報が、複数の入力座標情報と入力時刻情報とを含み、かつ前記入力情報は、前記オブジェクト画像を下書きとせずに生成された情報である、
ことを特徴とするアクセス認証方法。
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| JP2018520397A (ja) * | 2015-04-21 | 2018-07-26 | アリババ・グループ・ホールディング・リミテッドＡｌｉｂａｂａ Ｇｒｏｕｐ Ｈｏｌｄｉｎｇ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 人間であるか機械であるかを識別するための方法及びシステム |
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