JP2016517553A - ユーザに関連付けられた生体認証モデルに基づく、ユーザの認証システムおよび認証方法 - Google Patents

Abstract

本明細書で提供されるシステムおよび方法は、ユーザに関連付けられた生体認証モデルを作成してもよい。作成された生体認証モデルは、認証目的用にユーザに提示されるチャレンジを作成するために利用されてもよい。チャレンジに対するユーザ応答は、期待される応答と比較され、ユーザ応答が予め決められたエラー内で期待される応答と一致する場合、ユーザは認証されてもよい。システムおよび方法は、モデルがユーザにより厳密に関連付けられ、ユーザが作成されたチャレンジに対してうまく応答することが可能な唯一の人でありうるように、作成されたモデルにおける脆弱性もしくはエラーを特定する適応性を有するように設計されたチャレンジをさらに作成してもよい。【選択図】図３

Description

[関連出願に対する相互参照]
本出願は、２０１３年３月１日に出願された米国仮特許出願整理番号６１／７７１，７８５ならびに、２０１３年９月２３日に出願された米国非仮特許出願整理番号１４／０３３，８５１に対する利益を享受する権利を主張する。米国仮特許出願整理番号６１／７７１，７８５ならびに米国非仮特許出願整理番号１４／０３３，８５１の全ての内容は、その全体において、参照によって本明細書に組み入れられる。

本明細書で開示される実施形態は、ユーザに関連付けられた生体認証モデルに基づいて、ユーザを認証するためのシステムおよび方法に関する。より詳細には、本明細書で開示されるシステムおよび方法は、ユーザに関連付けられた生体認証モデルを作成し、ユーザを認証するために作成されたモデルを利用することがある。

既知の生体認証技術は、指紋センサおよび署名センサを含む。指紋センサは、幾つかのパーソナルコンピューティングデバイスに含まれ、センサ上に指を置く、もしくは指をスキャンすることをユーザに要求する。テンプレート内の或る認証指標（ｉｎｄｉｃｉａ）が満たされる確率に基づいて、ユーザの身元を判定するために、センサによって取得されたデータは、格納されるか、もしくは外部のテンプレートもしくはモデルに対して比較される。署名認証技術は、電子パッド上で署名することをユーザに要求する。速度、圧力および署名によって表された実際のパターンを含む受信された署名に関する認証指標は、認証指標がマッチングする確率を判定するために分析される。虹彩および他の眼球認証も類似したものであって、眼球スキャンが行われ、或る認証指標がテンプレートに対してマッチングされる。これらの技術は、全て、或る特徴が予め決められた閾値に基づいて満足されるか否かに関して判定が行われる、リスクに基づいた認証技術である。

ユーザの手の認証指標に基づく生体認証方法が近年開示された。開示された方法は、何回も手を使って或る動作をすることをユーザに要求し、それが生体認証センサによって記録される。その後、認証するために、ユーザは再度、当該動作を行うことが求められる。行われた動作は、記録された動作と比較され、行われた動作が記録された動作とどれくらい厳密に一致するかが判定される。ここで、十分な類似性は、結果として認証の成功を生じる。この着想は、個々のユーザの手の相違によるものであって、攻撃者が動作を行うユーザを見ていたとしてもそこには十分なエントロピーが存在し、攻撃者が全く同一の手を有することは考えられないため、動作は異なるように行われるであろう。しかしながら、この認証方法は、手がどのように見えるかを理解することはなく、ユーザが求められた時に動作を行うことができるように、ユーザは動作を覚えておくことだけが求められる。

幾つかの実施形態によるネットワーク化されたシステムのブロック図である。 幾つかの実施形態による、コンピューティングシステムを示す図である。 幾つかの実施形態による、ユーザの手の生体認証モデルを示す図である。 幾つかの実施形態による、生体認証モデルを作成するために使用されうるチャレンジの一実施例を示す図である。 幾つかの実施形態による、図４に示されたチャレンジを実施するユーザを示す図である。 幾つかの実施形態による、生体認証モデルを作成するために使用されうる別のチャレンジを示す図である。 光学生体認証センサでチャレンジを実施するユーザを示す図である。 幾つかの実施形態による、生体認証モデルを使用するユーザを認証するためのプロセスを示すフローチャートである。 幾つかの実施形態による、生体認証モデルを作成するためのプロセスを示すフローチャートである。

図面においては、同一の参照番号を有する構成要素は、同一もしくは類似の機能を有する。

以下の説明においては、ある実施形態を記述する具体的な詳細が説明される。しかしながら、開示された実施形態は、これらの具体的な詳細のうちの幾つかもしくはその全てがなくても実践できることは当業者には明らかであろう。提示された具体的な実施形態は、例示することを意味するものであって、限定することを意味するものではない。本明細書では具体的に記述されてはいないが、本開示の趣旨および範囲内に他の材料も存在することは当業者に理解されたい。

現在のテンプレートもしくはモデルよりもユーザに対してより一意的である、ユーザに関連付けられた生体認証モデルを構築する、より安全性の高い生体認証システムに対する必要性が存在している。

幾つかの実施形態により、ユーザを認証するためのシステムが提供される。当該システムは、ユーザの生体認証モデルを決定し、少なくとも一つのチャレンジを作成し、決定された生体認証モデルおよび作成されたチャレンジに基づいて期待される応答を決定し、受信された応答が、予め決められた精度内で期待された応答に一致するか否かを判定するように構成された一つ以上のプロセッサを含む。当該システムは、応答を受信するように構成された生体認証センサと、決定された生体認証モデルを格納するメモリも含む。当該システムは、ネットワークに結合されたネットワークインターフェイスコンポーネントをさらに含み、ネットワークインターフェイスコンポーネントは、受信された応答が予め決められた精度内で期待された応答に一致するときに、認証の成功を伝送するように構成される。

幾つかの実施形態により、ユーザを認証するための方法がさらに提供される。本方法は、ユーザの生体認証モデルを決定するステップと、決定された生体認証モデルを格納するステップと、認証の要求に応じて少なくとも一つのチャレンジを作成するステップと、格納されたモデルおよび作成された少なくとも一つのチャレンジに基づいて期待される応答を決定するステップと、受信された応答が予め決められた精度内で期待された応答に一致するときに、認証の成功を伝送するステップと、を含む。本方法は、非一時的コンピュータ可読媒体に具現化されてもよい。

これらのおよび他の実施形態は、以下の図面を参照して以下にさらに詳細に記述される。

図１は、幾つかの実施形態による、ネットワーク化されたシステム１００のブロック図である。システム１００は、クライアントコンピューティングデバイス１０２と、ネットワーク１０８上で通信するリモートサーバ１０６とを含む。リモートサーバ１０６は、Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，ＣＡのＰａｙＰａｌ，Ｉｎｃ．などの、支払プロバイダによって維持されうる支払サービスプロバイダサーバであってもよい。サーバ１０６は、異なる実施形態においては、他のサービスプロバイダによって維持されてもよい。リモートサーバ１０６は、極秘の証明および情報がクライアントコンピューティングデバイス１０２とやり取りされうるエンティティによって維持されてもよい。リモートサーバ１０６は、銀行もしくはユーザ認証もしくはログインをユーザに要求するコンテンツを提供する他のエンティティなどの、より一般的なウェブサイト、オンラインコンテンツマネージャ、サービスプロバイダであってもよい。

一実施形態においては、ネットワーク１０８は、単一のネットワークもしくは複数のネットワークの組み合わせとして実装されてもよい。例えば、種々の実施形態においては、ネットワーク１０８は、インターネットおよび／もしくは一つ以上のイントラネット、固定電話ネットワーク、無線ネットワークおよび／もしくは他の好適なタイプの通信ネットワークを含んでもよい。別の実施例においては、ネットワークは、インターネットなどの他の通信ネットワークと通信するように適応された無線遠距離通信ネットワーク（例えば、携帯電話ネットワーク）を含んでもよい。

一実施形態においては、クライアントコンピューティングデバイス１０２は、ネットワーク１０８上で有線および／もしくは無線通信用に構成されたハードウェアおよび／もしくはソフトウェアの好適な任意の組み合わせを利用して実装されてもよい。例えば、クライアントコンピューティングデバイス１０２は、無線電話（例えば、スマートフォン）、タブレット、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ノートブックコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ケーブルもしくは衛星コンテンツプロバイダ、またはビデオゲームシステムコンソール、頭部取付けディスプレイ（ＨＭＤ）もしくは他のウェアラブルコンピューティングデバイスおよび／もしくは種々の他の一般的に既知のタイプのコンピューティングデバイスによって提供されるような接続されたセットトップボックス（ＳＴＢ）として実装されてもよい。幾つかの実施形態により、クライアントコンピューティングデバイス１０２は、一つ以上のプロセッサを有し、かつ、一つ以上のプロセッサによる実行のために、有形非一時的マシン可読媒体上に格納された命令を読み出すことが可能な、ハードウェアおよび／もしくはソフトウェアの任意の好適な組み合わせを含んでもよい。幾つかの実施形態により、クライアントコンピューティングデバイス１０２は、クライアントコンピューティングデバイス１０２に具体的なタスクを実施させるための（図示されていない）一つ以上のプロセッサによる実行のための命令を含む（図示されていない）メモリなどのマシン可読媒体を含む。例えば、当該命令は、クライアントコンピューティングデバイス１０２をリモートサーバ１０６に対して認証するために認証アプリ１１２を含んでもよい。幾つかの実施形態により、認証アプリ１１２は、ネットワーク１０８上のリモートサーバ１０６に対してユーザ１２０を認証するために使用されることがあるモバイル認証アプリであってもよい。認証アプリ１１２は、リモートサーバ１０６もしくはネットワーク１０８を介してコンテンツプロバイダもしくは商業者によって管理される他のサーバとインターフェイス接続し、それらと通信するように構成された一つ以上のプロセッサによって実行可能な、グラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）などのソフトウェアプログラムを含んでもよい。

クライアントコンピューティングデバイス１０２は、生体認証モデルを作成し、かつ、リモートサーバ１０６に対してコンピューティングデバイス１０２のユーザを認証するために作成されたモデルに基づいて、生体認証チャレンジを発行するための生体認証モデルアプリケーション１１４も含んでもよい。クライアントコンピューティングデバイス１０２は、センサアプリケーション１１６も含んでもよい。幾つかの実施形態により、センサアプリケーション１１６は、デバイス１０２、ユーザ１２０および／もしくはクライアントコンピューティングデバイス１０２周囲の環境の特性を監視するために、クライアントコンピューティングデバイス１０２内のセンサ性能を利用するアプリケーションを含む。当該特性は、クライアントコンピューティングデバイス１０２のカメラ機能を利用するユーザ１２０の（動画もしくは静止画）画像を取得することと、クライアントコンピューティングデバイス１０２内の加速度計を利用して加速度読みとりを取得することと、クライアントコンピューティングデバイス１０２の全地球測位システム（ＧＰＳ）機能を利用してユーザ１２０および／もしくはクライアントモバイルデバイスの地理的位置を利用することと、ならびに／または、クライアントコンピューティングデバイス１０２のインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスを利用して相対的位置を取得することと、を含む。幾つかの実施形態により、クライアントコンピューティングデバイス１０２、ユーザ１２０および／もしくはクライアントコンピューティングデバイス１０２の周囲環境の特性は、センサアプリケーション１１６を利用して取得され、認証目的で認証アプリ１１２によって利用されてもよい。さらに、センサアプリケーション１１６は、リモートサーバ１０６での認証において利用するために、ユーザ１２０の生体認証モデルを取得し、作成するために、生体認証モデルアプリケーション１１４および認証アプリケーション１１２とともに動作してもよい。

クライアントコンピューティングデバイス１０２は、リモートサーバ１０６でユーザアカウントにアクセスすることを含む、ユーザ１２０が利用可能な追加の特徴を提供するために、所望の場合、一実施形態においては、他のアプリケーション１１８も含んでもよい。例えば、アプリケーション１１８は、ネットワーク１０８を介して、リモートサーバ１０６および他のオンラインサイトに対して情報をユーザが送受信することを可能にするインターフェイスおよび通信プロトコルを含んでもよい。アプリケーション１１８は、ネットワーク１０８上の好適なアプリケーションプログラミングインターフェイス（ＡＰＩ）もしくは種々の他のタイプの一般的に既知のプログラムおよび／もしくはアプリケーションとインターフェイス接続するためのプログラマチッククライアントアプリケーションおよびクライアント側セキュリティ特性を実装するためのセキュリティアプリケーションも含んでもよい。アプリケーション１１８は、ユーザ１２０がアプリを介してコンテンツにアクセスすることを可能にする、クライアントコンピューティングデバイス１０２上にダウンロードされるか、クライアントコンピューティングデバイス１０２上に存在するモバイルアプリを含んでもよい。

幾つかの実施形態によるリモートサーバ１０６は、ユーザ１２０のためにオンライン金融取引および情報取引用の処理を提供しうるオンライン支払プロバイダによって維持されてもよい。リモートサーバ１０６は、少なくとも認証アプリケーション１１２を含んでもよく、認証アプリケーション１１２は、クライアントコンピューティングデバイス１０２をリモートサーバ１０６に対して認証するために、ネットワーク１０８上のクライアントコンピューティングデバイス１０２の認証アプリ１１２と相互作用するように適応されてもよい。リモートサーバ１０６は、認証以外の目的で、ネットワーク１０８上のクライアントコンピューティングデバイス１０２と相互作用するための種々のアプリケーションを格納するためのアプリケーションデータベース１２４も含んでもよい。当該アプリケーションは、認証、金融取引の実施、買い物、品目の購入のためのアプリケーションを含んでもよい。

図２は、幾つかの実施形態による、クライアントコンピューティングデバイス１０２もしくはリモートサーバ１０６のうちの任意のものに対応しうる、コンピューティングシステム２００を示す図である。コンピューティングシステム２００は、スマートフォン、タブレットコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ネットブック、もしくはタブレットコンピュータ、セットトップボックス、ビデオゲームコンソール、頭部取付けディスプレイ（ＨＭＤ）もしくはクライアントコンピューティングデバイス１０２と一貫性のある他のウェアラブルコンピューティングデバイスなどのモバイルデバイスであってもよい。さらに、コンピューティングシステム２００は、リモートサーバ１０６と一貫性のあるサーバもしくは複数のサーバ間のうちの一サーバであってもよい。図２に示されるように、コンピューティングシステム２００は、図１に示されるネットワーク１０８などのネットワークで通信するように構成されたネットワークインターフェイスコンポーネント（ＮＩＣ）２０２を含む。幾つかの実施形態により、ＮＩＣ２０２は、無線ブロードバンドコンポーネント、無線衛星コンポーネントもしくはネットワーク１０８での通信用に構成されたラジオ周波数（ＲＦ）、マイクロ波周波数（ＭＷＦ）および／もしくは赤外（ＩＲ）コンポーネントを含む種々の他のタイプの無線通信コンポーネントなどの、無線通信コンポーネントを含む。他の実施形態により、ＮＩＣ２０２は、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）モデム、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）モデム、イーサネットデバイスおよび／もしくはネットワーク１０８での通信用に適応された種々の他のタイプの有線および／もしくは無線ネットワーク通信デバイスとインターフェイス接続するように構成されてもよい。

幾つかの実施形態により、コンピューティングシステム２００は、コンピューティングシステム２００内の種々のコンポーネントを相互接続し、種々のコンポーネント間で情報を通信するためのシステムバス２０４を含む。当該コンポーネントは、プロセッサ、マイクロコントローラ、もしくはデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）もしくはグラフィクス処理ユニット（ＧＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に対応しうるシステムメモリコンポーネント２０８、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）に対応しうる内部メモリコンポーネント２１０、光、磁気、もしくはソリッドステートメモリに対応しうる外部もしくは静的メモリ２１２のうちの一つ以上である可能性がある処理コンポーネント２０６を含む。幾つかの実施形態により、コンピューティングシステム２００は、コンピューティングシステム２００のユーザ１２０に対して情報を表示するためのディスプレイコンポーネント２１４をさらに含む。ディスプレイコンポーネント２１４は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スクリーン、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）スクリーン（アクティブマトリクスＡＭＯＬＥＤスクリーンを含む）、ＬＥＤスクリーン、プラズマディスプレイ、もしくはブラウン管（ＣＲＴ）ディスプレイであってもよい。コンピューティングシステム２００は、コンピューティングシステム２００のユーザ１２０がコンピューティングシステム２００に情報を入力することを可能とする、入力コンポーネント２１６も含んでもよい。当該情報は、取引を完了させるために要求される金額、口座情報、認証情報、もしくは識別情報などの支払情報を含むことができる。入力コンポーネント２１６は、有形もしくは仮想の何れに関わらず、例えば、キーボードもしくはキーパッドを含んでもよい。コンピューティングシステム２００は、ディスプレイコンポーネント２１４に沿ってユーザを誘導することを可能とするように構成された、誘導制御コンポーネント２１８をさらに含んでもよい。幾つかの実施形態により、誘導制御コンポーネント２１８は、マウス、トラックボールもしくは他の当該デバイスであってもよい。さらに、デバイス２００がタッチスクリーンを含む場合、ディスプレイコンポーネント２１４、入力コンポーネント２１６および誘導制御２１８は、容量性センサベースタッチスクリーンなどの単一の組み込みコンポーネントであってもよい。

コンピューティングシステム２００は、システムメモリコンポーネント２０８、内部メモリコンポーネント２１０、および／もしくは外部もしくは静的メモリ２１２に含まれる一つ以上の命令シーケンスを実行する、処理コンポーネント２０６によって特定の動作を実施してもよい。他の実施形態においては、ハードワイヤード回路は、本開示を実装するために、ソフトウェア命令の代わりに、もしくはソフトウェア命令と組み合わせて使用されてもよい。論理は、コンピュータ可読媒体に符号化されてもよく、コンピュータ可読媒体とは、実行用の処理コンポーネント２０６に対する命令の提供に関与する任意の媒体のことを称する。当該媒体は、不揮発性媒体もしくは揮発性媒体を含むがそのいずれにも限定はされない多くの形式をとってもよい。媒体は、任意のシステムメモリ２０８、内部メモリ２１０および／もしくは外部もしくは静的メモリ２１２に対応してもよい。幾つかの実施形態により、コンピュータ可読媒体は、有形かつ非一時的である。種々の実装においては、不揮発性媒体は、光ディスクもしくは磁気ディスクを含み、揮発性媒体は動的メモリを含む。コンピュータ可読媒体の幾つかの通常の形態は、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、任意の他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、任意の他の光学媒体、パンチカード、紙テープ、穴パターンを有する任意の他の物理媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ−ＥＰＲＯＭ、任意の他のメモリチップもしくはカートリッジ、または、コンピュータが読み出すように適応される任意の他の媒体を含む。

本開示の種々の実施形態においては、本開示を実現するための命令シーケンスの実行は、コンピューティングシステム２００によって実施されてもよい。本開示の種々の他の実施形態においては、ネットワーク１０８に対する通信リンク２２０（例えば、ＬＡＮ、ＷＬＡＮ、ＰＴＳＮおよび／もしくは遠距離通信、モバイルおよび携帯電話ネットワークを含む種々の他の有線もしくは無線ネットワークなど）によって結合された複数のコンピューティングシステム２００は、互いに協働して、本開示を実現するための命令シーケンスを実施してもよい。コンピューティングシステム２００は、通信リンク２２０およびネットワークインターフェイスコンポーネント２０２を通して一つ以上のプログラム（即ち、アプリケーションコード）を含むメッセージ、データおよび一つ以上のデータパケット、情報および命令を送受信してもよい。通信リンク２２０は、Ｗｉ−Ｆｉ（商標）、３Ｇ、４Ｇ、ＨＳＤＰＡ、ＬＴＥ、ＲＦ、ＮＦＣなどの無線データプロトコルを介して無線であってもよいし、または有線接続を介してもよい。ネットワークインターフェイスコンポーネント２０２は、通信リンク２２０を介する送受信を可能とするための、個別もしくは組み込み型のいずれかのアンテナを含んでもよい。受信されたプログラムコードは、受信されると、および／もしくはメモリ２０８、２１０もしくは２１２内に格納されると、処理コンポーネント２０６によって実行されてもよい。

コンピューティングシステム２００は、センサコンポーネント２２２および生体認証センサ２２４も含んでもよい。センサコンポーネント２２２および生体認証センサ２２４は、センサアプリ１１６および生体認証モデルアプリ１１４に対してセンサ機能を提供し、クライアントコンピューティングデバイス１０２に組み込まれたセンサもしくはクライアントコンピューティングデバイス１０２に結合されたセンサ周辺機器に対応してもよい。センサコンポーネント２２２は、クライアントコンピューティングデバイス１０２の周辺に関連する情報を取得する任意のセンサデバイスを含んでもよい。センサコンポーネント２２２は、カメラおよび画像処理コンポーネント、加速度計、ＧＰＳデバイス、動き捕捉デバイス、およびクライアントコンピューティングデバイス１０２、ユーザ１２０もしくはその周辺についての情報を提供することが可能な他のデバイスを含んでもよい。生体認証センサ２２４は、生体認証リーダ、カメラデバイスなどの光学デバイス、容量性タッチスクリーンなどに見られる容量性センサ、圧力センサ、指紋リーダ、ハンドスキャナ、虹彩スキャナ、手によって生成される電磁界を検出する電磁センサなどを含んでもよい。幾つかの実施形態により、センサコンポーネント２２２および生体認証センサ２２４は、リモートサーバ１０６に対して認証するために使用されうるユーザ１２０に関連付けられた生体認証モデルを作成するために使用されうる、ユーザ１２０から生体認証情報を収集するために、センサアプリケーション１１６および生体認証モデルアプリケーション１１４とともに動作するように構成されてもよい。

図３は、幾つかの実施形態による、ユーザの手の生体認証モデルを示す図である。図３に示されるように、モデル３００は、未知数の値を決定し、モデルを完了させるように設計されたチャレンジを実施することをユーザ１２０に要求することによって、決定されうる未知数を含む。値のうちのいくつかは、式によって関連付けられ、それによって、幾つかの未知数の値は、他の値の決定によって決定されてもよい。モデル３００は、手の指関節から指先までの距離、手の指の角度、指の最大長さ、親指の長さ、親指が動くことが可能なベースラインなどの値を含み、そのうちのいくつかは図３に示されている。例えば、小指は、ｄ１の長さを有し、角度γにわたって半径方向に動くことができる。薬指はｄ２の長さを有し、角度δにわたって半径方向に動くことができる。中指はｄ３の長さを有し、角度εにわたって半径方向に動くことができる。人差し指はｄ４の長さを有し、角度ζにわたって半径方向に動くことができる。親指はｄ５の長さを有し、角度ηにわたって半径方向に動くことができる。さらに、掌のある側と別の側の間には角度βが存在する。さらに、親指は、掌の中心線Ｃと角度αをつくるように、掌から外側に半径方向に動くことができる。これらの距離および角度は、いったん決定されると、ユーザ１２０を一意的に識別しうる手のモデルを規定するために使用されてもよい。結果として、ユーザ１２０が主張されている人物であるという、合理的な確率を保証する十分なデータをモデルが有すると、認証アプリ１１２は、確率に基づいて、リモートサーバ１０６に対する認証用に生体認証モデルを使用してもよい。図３に示されたモデルは、認証目的用に使用されうる生体認証モデルのうちの一つにすぎない。様々な未知数および様々な安全性を有する異なる生体認証モデルが構築されて認証用に利用されてもよく、当該モデルは、本開示の趣旨および範囲内にある。

図４は、幾つかの実施形態による、生体認証モデルを作成するために使用されうるチャレンジの一実施例を示す図である。図４に示されるように、チャレンジは、生体認証センサ２２４に対して生体認証識別子をユーザ１２０に位置合わせさせることを求めるクライアントコンピューティングデバイス１０２のディスプレイコンポーネント２１４によって表示されてもよい。図４に具体的に示されるように、チャレンジは、ディスプレイコンポーネント２１４の示された領域上にユーザの指を置くことによって、ディスプレイコンポーネント２１４上に表示される示された領域とユーザの指の位置合わせをすることを、ユーザ１２０に要求する。チャレンジは、図４に示されるように、どの指をどの円内に置くかを示すラベル付けされた円を含んでもよい。チャレンジは、図４に示されるように、表示された命令を含んでもよい。幾つかの実施形態により、他の命令は、表示されたチャレンジを実施するのに十分な命令をユーザ１２０に提供するために表示されてもよい。チャレンジに関する情報もユーザに表示されてもよい。この情報は、チャレンジによって要求されたときに、ユーザ１２０が生体認証識別子を位置合わせしたことを、生体認証センサ２２４がいつ検出したかの指示を含んでもよい。この情報は、ユーザ１２０に情報を提供する表示警告もしくは可聴警告によって提供されるか、ユーザがどのくらいの時間で位置合わせを完了させなければならないかをユーザ１２０に知らせる表示タイマーによって提供されてもよい。表示されたチャレンジは、生体認証モデルアプリケーション１１４に関連付けられた命令を実行する処理コンポーネント２０６によって作成されてもよい。作成されたチャレンジは、ユーザ１２０について知られていない情報を得ることを試みる適応性を有してもよい。特に、作成されたチャレンジは、生体認証アプリケーション１１４が予め決められた確率内でユーザ１２０を識別できるエラーを低減するように設計されたチャレンジであってもよい。チャレンジは、モデル３００などのモデルを作成するために十分な情報を取得するように設計された訓練セッションの一部であってもよいし、または、同一の情報を取得するように設計されたゲームの一部であってもよい。幾つかの実施形態により、チャレンジは、制約されたチャレンジであり、これは、応答に関連付けられた予め決められた制約が存在することを意味する。さらに、チャレンジは、手などの三次元物体を二次元でモデル化するように設計されてもよい。

図５は、幾つかの実施形態による、図４に示されたチャレンジを実施するユーザを示す図である。図５に示されるように、ユーザ１２０は、図４に示されたチャレンジによって示された領域内にユーザの指を置く。幾つかの実施形態により、ディスプレイコンポーネント２１４は、ユーザの接触を検出するためのセンサを有するタッチスクリーンデバイスであり、したがって、生体認証センサ２２４および／もしくは他のセンサ２２２は、ディスプレイコンポーネント２１４に組み込まれ、ディスプレイコンポーネント２１４の一部であるか、ディスプレイコンポーネント２１４に関連付けられた特定の機能であってもよく、ユーザ１２０の手の接触を検出するように構成されてもよい。検出された位置に基づいて、図３に示された未知数の幾つかは、ユーザ１２０の手の生体認証モデルを作成するために決定されてもよい。図５に示されたようなチャレンジを実施すると、それに関連付けられた幾つかの真およびエラーを有する応答を生成する可能性がある。処理コンポーネント２０６は、関連する最小エラーで、ユーザ１２０に対応する最大確率を有するモデルを提供するために、モデル３００などのモデルに対して応答を近似するための正規の統計的方法を利用してもよい。

図６は、幾つかの実施形態による、生体認証モデルを作成するために使用されうる別のチャレンジを示す図である。図６に示されるように、チャレンジは、図４に示された位置と類似の位置にユーザ１２０の指を置くことをユーザ１２０に要求する。チャレンジは、ユーザ１２０の掌に向けて半径方向に動かすことをも要求する。この動きは、生体認証センサ２２４および／もしくは他のセンサ２２２によって検出され、αおよびηなどの未知数など、モデル３００についての追加情報を決定するために利用されてもよい。幾つかの実施形態により、ディスプレイコンポーネント２１４は、ユーザの接触を検出するためのセンサを有するタッチスクリーンデバイスであって、したがって、生体認証センサ２２４および／もしくは他のセンサ２２２は、ディスプレイコンポーネント２１４に組み込まれ、ディスプレイコンポーネント２１４の一部であるか、またはディスプレイコンポーネント２１４に関連付けられた特定の機能であってもよい。

作成されたチャレンジは、ユーザ１２０を認証するためにも使用されてよい。いったんコンピューティングデバイス１０２が予め決められた確率を超えて、ユーザ１２０を合理的に識別するために十分な情報を有すると、コンピューティングデバイス１０２は、作成されたモデルに適合するチャレンジを作成し、ユーザ１２０を一意的に識別するべきである。その結果、図６に示されるチャレンジの実施は、リモートサーバ１０６に対してユーザ１２０を認証してもよい。

図７は、生体認証光学センサを用いるチャレンジを実施するユーザを示す図である。前述されたように、生体認証センサ２２４および他のセンサ２２２は、３次元物体から二次元モデル３００を作成するために、ユーザ１２０の位置および被写界深度を検知するように構成されうる、カメラなどの光学センサを含んでもよい。カメラは、セットトップボックス、パーソナルコンピュータもしくはラップトップコンピュータ、眼鏡投影センサなどの頭部取付けディスプレイを有するウェアラブルコンピューティングデバイスに結合されてもよい。図７に示されるように、コンピューティングデバイス１０２は、図４−図６に示されるタッチスクリーンデバイス上に作成されたチャレンジに類似するチャンレジを作成するが、図７に示される光学もしくは他の生体認証センサように適応されたチャレンジを作成してもよい。特に、ディスプレイコンポーネント２１４は、モデル３００などの生体認証モデルを作成し、その後、作成されたモデルを利用してユーザを認証するために、ユーザ１２０についての十分な情報を得るために、生体認証センサ２２４を他のセンサ２２２と組み合わせることを可能とする命令と共に、作成されたチャレンジを表示してもよい。命令は、テキスト、チャレンジを実証する動作表示もしくは音声コマンド、チャレンジを完了するために生体認証識別子を位置合わせするための命令の提供を含み、位置合わせが完了するときの指示と、ユーザ１２０がチャレンジを完了するためにどれくらいの時間が残されているかを示すタイマーと、を含んでもよい。

図８は、幾つかの実施形態による、生体認証モデルを利用してユーザを認証するためのプロセス８００を示すフローチャートである。例示する目的で、図８は、図１−図７のうちの任意の図面を参照して記述される。図８に示されるプロセス８００は、処理コンポーネント２０６における一つ以上のプロセッサによって実行するためのコンピュータ可読命令において具現化され、プロセス８００のステップは、クライアントコンピューティングデバイス１０２によって実施されてもよい。図８に示されるように、プロセス８００は、生体認証モデルを決定すること（８０２）によって開始する。幾つかの実施形態により、生体認証モデルを決定することは、少なくとも一つのチャレンジを発行することと、チャレンジに対する応答を受信することと、を含んでもよい。少なくとも一つの発行されたチャレンジは、クライアントコンピューティングデバイス１０２の最初の起動時に実施されうる、訓練起動の一部であってもよい。応答は、モデルの未知の値を知るために発行されてもよい。例えば、モデル３００を決定するために、チャレンジは、角度もしくは半径方向の距離でありうる距離ｄ１−ｄ５および半径方向値α、β、δ、γ、ε、ζおよびηを知るために発行されてもよい。さらに、発行されたチャレンジは、成功したチャレンジが以前の応答が提供しなかった値の決定を試みるように、適応性を有してもよい。さらに、チャレンジは、どの値が最大のエラー源を有するかを決定して、このエラーの低減を試みるために、チャレンジを発行してもよい。生体認証モデルを決定するための方法は、以下に図９を参照してさらに詳細に記述される。

モデルが決定された後、モデルは格納される（８０２）。幾つかの実施形態により、モデルは、メモリ２０８、２１０および２１２のうちの任意のメモリ内に、クライアントコンピューティングデバイス１０２に対してローカルに格納されてもよい。幾つかの実施形態においては、モデルは、サービスプロバイダサーバもしくは識別情報センターサーバでありうるリモートサーバ１０６に格納されてもよい。モデルが格納される間、それは、モデルを保持および再決定するために、追加チャレンジを発行することによって、モデルが変化するもしくは年齢を重ねるにつれて、ユーザ１２０に適合させるおよび変化させるために時間の経過によって改変されてもよい。コンピューティングデバイス１０２は、その後、リモートサーバ１０６に対して認証を要求してもよい（８０６）。幾つかの実施形態により、認証用の要求は、コンピューティングデバイス１０２を利用してリモートサーバ１０６によって提供される特徴へのアクセスを試みるユーザ１２０に応じて、リモートサーバに発行される。認証用の要求に応じて、リモートサーバ上の認証アプリ１２２は、少なくとも一つのチャレンジを作成するために、コンピューティングデバイスの認証アプリ１１２を起動するメッセージを送信してもよい（８０８）。幾つかの実施形態により、少なくとも一つのチャレンジは、格納された生体認証モデルに基づいて作成されてもよい。

チャレンジが作成された後、コンピューティングデバイスの処理コンポーネント２０６は、格納された生体認証モデルおよび作成されたチャレンジに基づいて、期待される応答を計算してもよい（８１０）。コンピューティングデバイス１０２は、その後、作成されたチャレンジに対する応答を受信してもよい（８１２）。幾つかの実施形態により、応答は、生体認証センサ２２４もしくは他のセンサ２２２もしくはそれらの組み合わせによって受信されてもよい。さらに、応答は、生体認証センサ２２４を組み込むタッチスクリーンデバイスでありうるディスプレイコンポーネント２１４によって受信されてもよい。応答は、コンピューティングデバイス１０２から分離されるがコンピューティングデバイス１０２に結合される生体認証センサ２２４によって受信されてもよい。処理コンポーネントは、その後、受信された応答が計算され期待された応答と予め決められた精度内で適合するか否かを判定してもよい。幾つかの実施形態により、応答が期待された応答と予め決められた精度内で適合しない場合、コンピューティングデバイス１０２は、格納されたモデルに基づいてその後のチャレンジを作成してもよい（８０８）。しかしながら、応答が期待された応答と予め決められた精度内で適合する場合、コンピューティングデバイス１０２は、認証が成功したことの指示をリモートサーバ１０６に伝送してもよい（８１６）。幾つかの実施形態により、伝送された指示は、トークン、証明、もしくは認証が成功したことの他の安全性の高い識別子の形式をとってもよい。

幾つかの実施形態により、応答によって達成される予め決められた精度は、ユーザ１２がリモートサーバ１０６によって提供されるサービスにアクセスしなければならないレベルを決定してもよい。例えば、非常に高い精度が達成されること（即ち、非常に小さいエラー）は、ユーザ１２０が主張されている人物であるという非常に高い確率を示し、より多くのサービスもしくはより高い階層のサービスがユーザ１２０に提供されてもよい。同様に、より高いエラーを示す、低いものの許可された精度は、ユーザ１２０が主張されている人物であるという良好な確率を示し、より低い階層のサービスを可能としてもよい。ユーザ１２０の地理的位置もまた取得され、ユーザ１２の既知もしくは過去の位置に基づいて、サービスに対するユーザ１２０のアクセスを決定するために使用されてもよい。階層化された認証は、２０１２年９月６日に出願された米国特許出願整理番号１３／６０５，８８６にさらに記述され、米国特許出願整理番号１３／６０５，８８６は、その全体において、参照によって本明細書に組み入れられる。

図９は、幾つかの実施形態による、生体認証モデルを作成するためのプロセス９００を示すフローチャートである。例示する目的で、図９は、図１−図７のうちの任意の図面を参照して記述される。図９に示されるプロセス９００は、処理コンポーネント２０６における一つ以上のプロセッサによって実行するためのコンピュータ可読命令で具現化され、プロセス９００のステップがクライアントコンピューティングデバイス１０２によって実施されてもよい。図９に示されるように、プロセス９００は、チャレンジを作成することによって開始する（９０２）。幾つかの実施形態により、チャレンジは、生体認証モデルアプリケーション１１４によって作成され、コンピューティングデバイス１０２およびユーザ１２０に対して適合されるモデルを得るために設計されたチャレンジであってもよい。例えば、コンピューティングデバイス１０２が寸法が限定された生体認証センサ２２４を有する場合には、作成されうる生体認証モデルは、より限定されたモデルであるか、または、モデルを得るために異なる測定値を利用し、その結果、適切なチャレンジを発行する。さらに、コンピューティングデバイス１０２が、図７に示されるように生体認証読みとりを得るための光学センサを利用する場合、作成されたチャレンジは、ユーザ１２０の手など、３Ｄ物体を光学的２Ｄモデル化するために適合されてもよい。

コンピューティングデバイス１０２は、その後、作成されたチャレンジに対する応答を受信してもよい（９０４）。幾つかの実施形態により、応答は、生体認証センサ２２４もしくは他のセンサ２２２もしくはそれらの組み合わせによって受信されてもよい。さらに、応答は、生体認証センサ２２４を組み込むタッチスクリーンデバイスでありうるディスプレイコンポーネント２１４によって受信されてもよい。応答は、コンピューティングデバイス１０２から分離されるが、コンピューティングデバイス１０２に結合される生体認証センサ２２４によって受信されてもよい。処理コンポーネント２０６は、モデルに対して受信された応答を適合してもよい（９０６）。処理コンポーネント２０６は、その後、モデルが十分正確であるか否かを判定してもよい（９０８）。ここで、十分に正確であることは、予め決められた精度内でユーザを識別できるモデルを有することを意味する。ユーザ１２０が予め決められた精度でモデルを利用して識別できるようにモデルが十分に正確である場合、モデルは格納される（９１０）。幾つかの実施形態により、モデルは、メモリ２０８、２１０および２１２のうちの任意のメモリにクライアントコンピューティングデバイス１０２に対してローカルに格納されてもよい。幾つかの実施形態においては、モデルは、リモートサーバ１０６上に格納されてもよく、リモートサーバ１０６は、サービスプロバイダサーバもしくは識別情報センターサーバでありうる。モデルが格納される間、モデルを保持および再決定するために追加チャレンジを発行することによって、モデルが変化するか、年齢を重ねるにつれてユーザ１２０に適合させるか、時間の経過と共に変更するように改変されてもよい。

モデルが十分に正確ではない場合、処理コンポーネント２０６は、モデル内の実質的エラー点を決定してもよい（９１２）。幾つかの実施形態により、実質的エラー点は、欠落した距離もしくは角度、または、不十分な情報が得られた他の値でありうる。即ち、実質的エラー点は、欠落値もしくはユーザ１２０が予め決められた精度内でモデルを利用して識別できないような、不十分な情報を有する値でありうる。いったん、実質的エラー点が決定されると、決定された実質的エラー点の特定（ａｄｄｒｅｓｓ）を試みるチャレンジが作成される（９１４）。結果として、処理コンポーネント２０６の一つ以上のプロセッサによって実行される生体認証モデルアプリケーション１１４は、モデルが十分に正確であると判定されて、その後格納されるまで、ステップ９０４、９０６、９０８、９１２および９１４を繰り返してもよい。即ち、作成されたチャレンジは、ユーザ１２０が予め決められた精度内でモデルを利用して十分に識別できる程度になるまで、モデルを改善するために、モデルの実質的エラー点の特定を試みるように適応性を有してもよい。

本開示に従う、プログラムコードおよび／もしくはデータなどのソフトウェアは、非一時的マシン可読媒体を含む一つ以上のマシン可読媒体上に格納されてもよい。本明細書で識別されるソフトウェアは、汎用もしくは専用コンピュータおよび／もしくはネットワーク化されるかその他のコンピュータシステムのうちの一つ以上を利用して実装されてもよい。適用可能な場合、本明細書で記述された種々のステップの順序は、本明細書で記述された特徴を提供するために、変更されるか、合成ステップへと組み合わせられるか、および／もしくはサブステップに分離されてもよい。

結果として、本明細書に記述されるような実施形態は、ユーザの生体認証モデルに基づいて認証するためのシステムおよび方法を提供してもよい。特に、本明細書で記述される実施形態は、ユーザの生体認証モデルを決定し、その後、生体認証モデルに基づいてチャレンジを作成する。チャレンジに対する応答は、モデルに対して適合され、適合された応答に関連付けられるエラーが決定され、エラーが予め決められた範囲内にある場合にユーザは認証されてもよい。さらに、ユーザは、エラーに基づいて、階層化された認証を認められ、より低いエラーは、より大きい権利を提供し、より高いエラーは、より小さい権利を提供する。上記に提供された実施例は、例示する目的のためだけのものであって、限定する目的のためのものではない。当業者は、本開示の範囲内にあることを意図される開示された実施形態と一貫性のある他のシステムを容易に考案しうる。このように、本出願は、添付の請求項によってのみ限定される。

Claims (20)

1. ユーザを生体認証するためのシステムであって、
   前記ユーザの生体認証モデルを決定し、
   少なくとも一つのチャレンジを作成し、
   前記決定された生体認証モデルおよび前記作成されたチャレンジに基づいて期待される応答を決定し、
   受信された応答が、予め決められた精度内で前記期待される応答に一致するか否かを判定する、
   ように構成された一つ以上のプロセッサと、
   前記応答を受信するように構成された生体認証センサと、
   前記決定された生体認証モデルを格納するメモリと、
   ネットワークに結合されたネットワークインターフェイスコンポーネントと、
   を含み、
   前記ネットワークインターフェイスコンポーネントは、前記受信された応答が予め決められた精度内で前記期待される応答に一致するとき、認証の成功を伝送するように構成される、
   ことを特徴とするシステム。
2. 前記ユーザの生体認証モデルを決定するために、前記一つ以上のプロセッサは、
   第一のチャレンジを作成し、
   前記第一のチャレンジに対する第一の応答を受信し、
   モデルに対して前記第一の応答を適合し、
   前記モデルにおける実質的エラー点を決定し、
   前記実質的エラー点を特定するために、追加チャレンジを作成する、
   ようにさらに構成される、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記一つ以上のプロセッサは、前記モデルが、予め決められた確率内で前記ユーザを識別するために十分に正確になるまで、前記実質的エラー点を特定するために、追加チャレンジを作成するようにさらに構成される、
   ことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
4. 前記生体認証センサは、接触センサ、圧力センサ、電磁的センサ、光学センサおよびそれらの組み合わせのうちの少なくとも一つを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 前記第一のチャレンジに対する前記応答は、前記モデルにおける未知の値に適合されうる複数の値を含む、
   ことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
6. 前記少なくとも一つのチャレンジは、前記決定された生体認証モデルに基づいて作成される、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
7. 前記少なくとも一つのチャレンジは、前記ユーザにグラフィック命令と位置合わせした生体認証識別子を配置するように要求し、
   前記グラフィック命令を表示するように構成されたディスプレイコンポーネントと、
   前記位置合わせが完了したときに支持を提供するように構成された指示物と、
   をさらに含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
8. 前記ディスプレイコンポーネントは、タッチスクリーンデバイス、ウェアラブルコンピューティングデバイスのディスプレイ、眼鏡投影スクリーンおよびタッチセンサのうちの少なくとも一つを含む、
   ことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
9. 前記グラフィック命令は、手の動きの表示および前記ユーザが前記チャレンジに応答するためにどれくらいの時間が残されているかを示すタイマーのうちの少なくとも一つを含み、前記支持は、表示された手の動きおよび作成された可聴コマンドのうちの少なくとも一つを含む、
   ことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
10. 実行されたとき、一つ以上のプロセッサにユーザを認証するための方法を実施させる、前記一つ以上のプロセッサによる実行用の複数の命令を有する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記方法は、
    前記ユーザの生体認証モデルを決定することと、
    前記決定された生体認証モデルを格納することと、
    認証用の要求に応じて、少なくとも一つのチャレンジを作成することと、
    前記格納されたモデルおよび前記作成された少なくとも一つのチャレンジに基づいて、期待される応答を決定することと、
    受信された応答が、予め決められた精度内で前記期待される応答に一致するとき、認証の成功を伝送することと、
    を含む、
    ことを特徴とするコンピュータ可読媒体。
11. 前記ユーザの生体認証モデルを決定することは、
    第一のチャレンジを作成することと、
    前記第一のチャレンジに対する第一の応答を受信することと、
    モデルに対して前記第一の応答を適合することと、
    前記モデルにおける実質的エラー点を決定することと、
    前記実質的エラー点を特定するために追加チャレンジを作成することと、
    を含む、
    ことを特徴とする請求項１０に記載のコンピュータ可読媒体。
12. 前記モデルが予め決められた確率内で前記ユーザを識別するのに十分に正確になるまで、前記実質的エラー点を特定するために、追加チャレンジを作成することをさらに含む、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のコンピュータ可読媒体。
13. 少なくとも一つのチャレンジを作成することは、生体認証センサ上の前記ユーザに提示すべき少なくとも一つの生体認証チャレンジを作成することを含む、
    ことを特徴とする請求項１０に記載のコンピュータ可読媒体。
14. 少なくとも一つの生体認証チャレンジを作成することは、接触チャレンジ、圧力チャレンジ、光学チャレンジ、電磁的チャレンジおよびそれらの組み合わせのうちの少なくとも一つを作成することを含む、
    ことを特徴とする請求項１３に記載のコンピュータ可読媒体。
15. 前記モデルに対して前記応答を適合することは、前記応答から値を決定することと、前記モデルにおける未知の値に対して前記決められた値を適合することと、を含む、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のコンピュータ可読媒体。
16. 前記少なくとも一つのチャレンジを作成することは、前記決定された生体認証モデルに基づいて前記少なくとも一つのチャレンジを作成することを含む、
    ことを特徴とする請求項１０に記載のコンピュータ可読媒体。
17. 前記少なくとも一つのチャレンジを作成することは、
    前記ユーザに特定の位置に合わせて生体認証識別子を配置することを要求することと、
    前記特定の位置合わせのグラフィック命令を提供することと、
    前記位置合わせが完了したときに指示することと、
    を含む、
    ことを特徴とする請求項１０に記載のコンピュータ可読媒体。
18. 前記グラフィック命令を提供することは、手の動きを表示することと、前記ユーザが前記チャレンジに応答するのにどのくらいの時間が残されているかを示すタイマーのうちの少なくとも一つを含む、
    ことを特徴とする請求項１７に記載のコンピュータ可読媒体。
19. ユーザを認証するための方法であって、
    デバイスの一つ以上のプロセッサによって、前記ユーザの生体認証モデルを決定することと、
    前記デバイスのメモリによって、前記決定された生体認証モデルを格納することと、
    前記一つ以上のプロセッサによって、認証用の要求に応じて、少なくとも一つのチャレンジを作成することと、
    前記一つ以上のプロセッサによって、前記格納されたモデルおよび前記作成された少なくとも一つのチャレンジに基づいて、期待される応答を決定することと、
    前記デバイスのネットワークインターフェイスコンポーネントによって、受信された応答が、予め決められた精度内で前記期待される応答に一致するときに認証の成功を送信することと、
    を含む、
    ことを特徴とする方法。
20. 前記ユーザの生体認証モデルを決定することは、
    前記一つ以上のプロセッサによって、第一のチャレンジを作成することと、
    前記一つ以上のプロセッサによって、前記第一のチャレンジに対する第一の応答を受信することと、
    前記一つ以上のプロセッサによって、モデルに対して前記第一の応答を適合することと、
    前記一つ以上のプロセッサによって、前記モデルにおける実質的エラー点を決定することと、
    前記一つ以上のプロセッサによって、前記実質的エラー点を特定するために、追加チャレンジを作成することと、
    を含む、
    ことを特徴とする請求項１９に記載の方法。