JP2018036840A - 情報端末装置、ユーザ認証方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】第三者に見られても覚えられ難い入力パターンによるユーザ認証を可能とする情報端末装置を提供する。【解決手段】タッチパネルを有する情報端末装置は、予め登録されている真正認証パターンを記憶する記憶手段と、少なくとも２つの互いに異なる認証パターン受付領域を生成し、異なる認証パターン受付領域を時系列でタッチパネルに表示する表示制御手段と、異なる認証パターン受付領域にそれぞれ入力されたパターンから真正認証パターンと照合されるパターンを抽出して、認証を行う認証手段と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、ユーザから認証情報の入力を受け、その入力内容と予め登録された認証情報とを照合し、一致するか否かの認証を行うユーザ認証機能を有する情報端末装置、ユーザ認証方法及びプログラムに関する。

情報端末装置（以下、単に情報端末ともいう）として、タッチパネルを有するスマートホンやタブレット型端末が知られている。これら情報端末には、紛失や盗難等に際して第三者に当該装置が権限なく操作されることを防止するため、ユーザ認証機能が備えられている。ユーザ認証機能は、例えば、当該装置が一定時間以上操作されなかった場合にタッチパネルに画面ロックがかかり、所定のユーザ認証の操作が行われたときに、ロックを解除して当該装置の使用を再開するものである。

ユーザ認証の入力操作として、例えば、タッチパネル上に格子状に表示された９つの基準点をユーザが指先で順になぞり、得られる指先の入力軌跡（入力パターン）が予め登録されている認証パターンと合致した場合に、認証されたとして画面ロックを解除する操作がある。

具体的なユーザ認証方法としては、タッチパネル上の１回の入力パターンでロックが解除されるもの（例えば、特許文献１、２、３参照）や、前面タッチパネルと裏面タッチパネルで２回のパスワード等の入力によりロックが解除されるもの（例えば、特許文献４参照）がある。

ＷＯ２０１１／１５８７６８号公報 特開２０１３−１６１１５号公報 特開２０１３−２５０７７６号公報 特開２０１２−２０８６３４号公報

しかしながら、従来のユーザ認証方法においては、ユーザの指先による入力パターンで画面ロックの解除操作が容易になった代わりに、認証操作中に第三者に横から見られると入力パターンがすぐに覚えられてしまう問題点があった。また、複数タッチパネルを利用する認証方法では入力操作が難しくなり、誰にでも使える機能ではないという問題点があった。

本発明は前記した問題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、第三者に見られても覚えられ難い入力パターンによるユーザ認証を可能とする情報端末装置を提供することを目的とする。

本発明の情報端末装置は、タッチパネルを備える情報端末装置であって、
予め登録されている真正認証パターンを記憶する記憶手段と、
複数の入力操作の各々毎に、認証パターン受付領域を、その外延形状において変化させて、前記タッチパネルに表示する表示制御手段と、
前記認証パターン受付領域の各々に受け付けられたパターンから前記真正認証パターンと照合されるパターンを抽出して、認証を行う認証手段と、
を有することを特徴とする。

本発明の認証方法は、タッチパネルを有する情報端末装置におけるユーザ認証方法であって、
少なくとも２つの互いに異なる認証パターン受付領域を生成し、前記異なる認証パターン受付領域を前記タッチパネルに時系列で表示する表示ステップと、
前記異なる認証パターン受付領域にそれぞれ入力されたパターンから、予め登録されている真正認証パターンと照合されるパターンを抽出して、認証を行う認証ステップと、
を含むことを特徴とする。

本発明のプログラムは、タッチパネルを有するコンピュータにユーザ認証を実行させるプログラムであって、該プログラムは、前記コンピュータに、
予め登録されている真正認証パターンを記憶する記憶手段と、
少なくとも２つの互いに異なる認証パターン受付領域を生成し、前記異なる認証パターン受付領域を前記タッチパネルに時系列で表示する表示制御手段と、
前記異なる認証パターン受付領域にそれぞれ入力されたパターンから前記真正認証パターンと照合されるパターンを抽出して、認証を行う認証手段と、
して機能させる、ことを特徴とするプログラム。

本発明によれば、たとえダミー入力パターンを含む複数の入力操作を覚えて第三者が繰り返して入力操作を実行しても、入力操作毎に認証パターン受付領域が変化する故に、その入力操作が困難となる。

本発明に係る一実施例の情報端末装置を示すブロック図である。 本発明に係る実施例１の情報端末装置における認証機能部を示すブロック図である。 本発明に係る実施例１のスマートホンを示す正面図である。 本発明に係る実施例１のスマートホンを示す正面図である。 本発明に係る実施例１のスマートホンを示す正面図である。 本発明に係る実施例１の情報端末装置がユーザ認証を行う処理手順を示すフローチャートである。 本発明に係る実施例２の情報端末装置を示すブロック図である。 本発明に係る実施例２の情報端末装置がユーザ認証を行う処理手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ本発明による実施例の情報通信端末について説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例において、実質的に同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は、本発明に係る情報端末装置の一実施例の情報通信端末であるスマートホンを示すブロック図である。まず、本発明の各実施例に共通する概略について説明する。

情報端末装置１０は、通信機能部１１、メイン制御部１２、タッチパネル１３、認証機能部１４、記憶部１５を備えている。情報端末装置１０は、ＣＰＵ、主メモリ、ＳＳＤ等の記憶装置を備えて構成されるコンピュータでもある。認証機能部１４における各機能部は、ソフトウエアプログラムにより構成され、ＳＳＤ等の記憶装置に保持されていて、主メモリにロードされてＣＰＵに実行されることにより各機能が構築されるものである。

通信機能部１１は、メイン制御部１２の制御の下での、スマートホンとしての無線の通話機能や、メール機能、インターネット等のネットワークへのアクセス機能等を搭載している。

タッチパネル１３は、表示部である液晶や有機ＥＬ等のパネルの表面に、タッチ入力が可能な検出用センサ膜が設けられた表示部兼用の入力操作部である。タッチパネル１３は、メイン制御部１２の制御の下で様々なボタンやアイコン等の画像を画面表示し、その表面画面への接触位置を検出し、検出信号をメイン制御部１２へ送出する。

メイン制御部１２は各機能部の制御を行い、認証機能部１４は認証における様々な制御を行う。メイン制御部１２は、例えば、タッチパネル１３に表示する認証パターン受付領域の制御や、タッチパネル１３への操作入力による接触位置の位置情報等を入力信号として受ける制御を行う。メイン制御部１２又は認証機能部１４は、タッチパネル１３に対して順次行われる複数の入力操作に関する操作情報を記憶部１５に記憶する。

認証機能部１４は、ユーザ認証における複数の入力操作の各々毎に、認証パターン受付領域を、その外延形状において変化させて、タッチパネル１３にメイン制御部１２を介して表示させる。これにより、ユーザがロック解除しようとする毎に、ユーザは、認証パターンを指定する際にタッチパネル１３上で毎回同じ位置をなぞることがなくなる。よって、同じ位置の指紋跡によりどの認証パターン（パスワード）として多く選択（タッチ）されたかを第三者に推測されることを難しくする。そして、認証機能部１４は、認証パターン受付領域の各々に受け付けられたパターンから真正認証パターンと照合されるパターンを抽出して、認証を行う。認証の結果、メイン制御部１２は情報端末のロック解除を行う。このように、本実施例のロックを解除する仕組みは、複数回の操作入力とロック解除タイミングが異なることを除けば、従来方式と同様であり、ユーザは簡単に本実施例を利用できる。

前提として、認証パターン受付領域中の入力位置の移動の軌跡によるパターンが真正認証パターンとして予めユーザにより登録され、そのデータが記憶部１５に記憶されている。また、本実施例では、表示される認証パターン受付領域が入力操作の度に変化するように、ダミーの認証パターン受付領域（入力内容は無視されるが、何か入力が必要な領域）を含む複数回の入力操作を用いている。かかる認証パターン受付領域の変化も、タッチパネル１３に対して順次行われる複数の入力操作に関する操作情報として記憶部１５に記憶される。

このように、本実施例によれば、複数の入力操作の各々毎に、認証パターン受付領域を、タッチパネルにおける位置及び形状のうち少なくとも１つにおいて変化させて、該タッチパネルに表示する故に、複数回の認証パターン受付領域における何れの入力パターンがダミー又は真正であるかを、覗き見する第三者には識別できないようにできる。さらに、たとえダミー入力パターンを含む複数の入力操作を覚えて第三者が繰り返して入力操作を実行しても、入力操作毎に認証パターン受付領域が変化する故に、その入力操作が困難となる。

実施例１としての情報端末装置の認証機能部１４は、図２に示すように、登録部１４ａと、受付領域生成部１４ｂと、入力パターン抽出部１４ｃと、ユーザに入力されたパターンに対する照合を行う照合部１４ｄと、を備えて構成される。

登録部１４ａは、本実施例における真正認証パターン情報の登録入力をユーザから認証パターン受付領域を介して受け付ける。そして、認証パターンの各点の情報を記憶部１５に記憶させる。

受付領域生成部１４ｂは、タッチパネル１３に表示する認証パターン受付領域を、認証のための所定回数の入力操作毎に変化させ生成して、タッチパネル１３にメイン制御部１２を介して表示させる。本実施例のスマートホンでは、例えば、図３に示すように、認証パターン受付領域ＣＰＲが３行×３列の行列配置に９つの基準点Ｐを含む矩形領域として表示される。また、図４に示すように、同９つの基準点を含む菱形領域として表示される。また、図５に示すように、図３のものから同９つの基準点Ｐを含む平行移動した矩形領域として表示される。受付領域生成部１４ｂは、図３のものを認識用座標系の基本認証パターン受付領域ＣＰＲとした場合、当該基本認証パターン受付領域ＣＰＲに対して、線形変換（拡大縮小、剪断、回転）と平行移動の組み合わせで表現されるアフィン変換を実行して、図４及び図５の認証パターン受付領域ＣＰＲを生成、表示させる。認識用座標系は、タッチパネル１３の例えば四隅の左下を原点Ｏとするｘ軸とｙ軸が直交するｘｙ座標系として設定され、その変換情報を記憶部１５に記憶させる。このように、認証パターン受付領域の各々は、時系列で表示されるタッチパネルにおける面積、位置及び角度のうち少なくとも１つが異なっている。入力操作が行われる度に認証パターン受付領域ＣＰＲを生成する動作であってもよいが、処理時間の短縮のために、受付領域生成部１４ｂによる認証パターン受付領域ＣＰＲの生成では、予め生成れた入力操作回数分の認証パターン受付領域ＣＰＲの組み合わせを記憶部１５に用意して、所定のアフィン変換と座標情報を関係づけたテーブルから、入力操作回数分の入力に用いる認証パターン受付領域ＣＰＲの組み合わせを選択してもよい。

入力パターン抽出部１４ｃは、認証のための所定回数の入力操作による入力パターンを、ステップＳ１で生成された入力操作回数分の入力パターンに基づいて、記憶部１５に記憶された認識用座標系と所定のアフィン変換と座標情報を関係づけたテーブルにより、その座標情報を逐次変換して、変換後の入力パターンから、真正認証パターンとの照合対象となる照合用パターンのみを抽出する。

照合部１４ｄは、予め登録されて記憶部１５に記憶された認証パターン情報と、抽出された照合用パターンの座標情報とを照合する。

次に、実施例１の認証機能部１４がユーザ認証のための所定回数の入力操作を受ける際の動作例について、図６のフローチャートを参照して説明する。

以下に説明する本実施例の動作では、ユーザから認証パターン受付領域を介して、真正認証パターン情報について予め登録が行われ、登録部１４ａにより記憶部１５に記憶されていることとする。

まず、受付領域生成部１４ｂは、タッチパネル１３上に１回目における認証パターン受付領域を生成して、タッチパネル１３にメイン制御部１２を介して表示させる。（ステップＳ１）。そして受付領域生成部１４ｂは、入力操作が１回行われる度に、前回と異なるように認証パターン受付領域ＣＰＲ（その外延形状において変化させて）、生成、表示させる動作を、予め規定された入力操作回数まで繰り返す（ステップＳ２〜Ｓ４）。

受付領域生成部１４ｂによる認証パターン受付領域ＣＰＲの生成では、上述のように、予め記憶された入力操作回数分の認証パターン受付領域ＣＰＲの組み合わせから、今回の認証のための入力に用いる組み合わせを選択して、該当する認証パターン受付領域の組をタッチパネル１３にメイン制御部１２を介して順次表示させる。

こうしてタッチパネル１３は、所定の入力操作回数まで認証パターン受付領域ＣＰＲからのユーザの入力操作を受け、それぞれ入力パターンを記憶部１５に記憶する（ステップＳ２〜Ｓ４）。

その後、入力パターン抽出部１４ｃは、ステップＳ３でタッチパネル１３からメイン制御部１２を介して送られた入力操作回数分の入力パターンに基づいて、記憶部１５に記憶された認識用座標系と所定のアフィン変換と座標情報を関係づけたテーブルにより、その座標情報を逐次変換する。そして入力パターン抽出部１４ｃは、認証パターンに対して照合される照合用パターンと、ダミー入力パターンとを区別し、入力操作回数分の入力パターン列から照合用パターンのみを抽出する（ステップＳ５）。

照合部１４ｄは、入力パターン抽出部１４ｃにより抽出された照合用パターンの各点の入力位置情報を、認証パターンの各点に関連付けられて記憶部１５に記憶された認識用座標系により、記憶部１５に登録されている認証パターンの各点の座標情報と、を照合する（ステップＳ６）。

これらの照合により、認証が終了し、ロック解除がなされる。

以上のように、上述した実施例１によれば、抽出された照合用パターンに対する照合で、各点の照合を行うため、セキュリティ強度を向上させることができる。また、利便性の高い認証パターンによる認証方式は継承しつつ、ダミーの認証パターン受付領域を含む複数回の入力操作を用いている故に、ダミー受付領域では自由に入力でき、かつ複数回の受付領域が表示されることで、覗き見されてもいずれか１つの入力パターンだけではロックを解除できない情報端末装置を得ることができる。また、ユーザは複数回の認証入力パターンを覚える必要が無くなり、ロック解除が容易な認証方法を実現することができる。

次に、本発明の実施例２について説明する。実施例１では、認証パターン受付領域においてダミー用と真正用では制限を設けなかったが、当該制限を設定することもできる。例えば、事前に認証パターン（ロックを解除する仕組み）を登録する時に、「「ｎ回」（１＜ｎ）の認証画面（認証パターン受付領域）の入力操作を実施するように」設定することもできる。

このとき、図７に示すように、事前に記憶部１５に、認証パターン１情報、認証パターン２及び認証パターンｎ情報を記憶させておく。これら認証パターン１〜ｎ情報の各々は複数の入力操作からなる入力パターンで各入力操作毎に「真正」又は「ダミー」のいずれかに設定でき、例えば、一連の入力操作として「ダミー」、「真正」、「ダミー」、「ダミー」、「真正」、「ダミー」…「ダミー」の順序で設定できる。それぞれの認証パターン１〜ｎ情報に基づいて、図８に示すように、ステップＳ１〜Ｓ４までの動作は、実施例１で上述した図６のフローチャートにおけるステップＳ１〜Ｓ４の動作と同様である。その後、認証パターン１情報の一連の入力操作に一致しているか？（ステップＳ５−１）、認証パターン２情報の一連の入力操作に一致しているか？（ステップＳ５−２）、…認証パターンｎ情報の一連の入力操作に一致しているか？（ステップＳ５−ｎ）、をすべて通過すれば、照合により、認証が終了し、ロック解除がなされる。

図８に示す動作において、ステップＳ５−１〜ステップＳ５−ｎの間で入力操作が失敗したときに、ステップＳ５−１に戻る方法としては２つ考えられる。
方法１．あらかじめ指定したｎ回の失敗をすると戻る方法。
方法２．端末の電源ボタンを押してリセットしないと、戻らないようにし、永遠にパスワード入力を求められる画面が表示されるが、ロック解除が行われない方法。

ここで、認証機能部１４は、上述の方法を制御するリセット手段を有してもよい。リセット手段は、いずれの方法を適用し制御するか、自動（ランダム）またはユーザによる予めの設定で決める。例えば、リセット手段は、方法１を適用し制御する場合、ステップＳ５−１に処理を戻すと同時にステップＳ５−１の処理に戻った旨を表示部に表示するよう制御してもよい。例えば、リセット手段は、方法２を適用し制御する場合、複数回の入力操作の失敗を検出すると共に端末の電源ボタンを押してリセットすることを促す旨を表示部に表示するよう制御してもよい。

次に、本発明の実施例３について説明する。以下に述べる各実施例では、タッチキーボード（例えばテンキー）のキートップとして画像が表示される場合の例について説明する。

実施例１として認証パターン受付領域ＣＰＲが３行×３列の行列配置に９つの基準点を含む矩形領域の場合を説明したが、複数基準点をなぞるパターン認証の他に、画面ロックを解除しようとする際に、タッチパネル上に表示するパスワードやパスコードとして入力する数字等の配列（ソフトウェアキーボードの配列）を毎回並び替える（実施例３）場合にも、複数回の入力とダミー入力の組み合わせの応用が有効である。これにより、通常時にユーザが指でタッチパネル上をタッチする際の動きを第三者が観察することによりパスワードやパスコード等の数字等を推測することを困難にするとともに、ユーザが指でタッチする位置（キートップ）が毎回ランダムに変わるようにし、当該端末を取得した第三者が指紋跡によりどの数字等がパスワードやパスコードとして多く選択（タッチ）されたかを推測することを困難にすることができる。

本実施例の認証機能部１４に対してリプレーアタックがなされた場合であっても、第三者が認証のための入力操作を開始する際には、上述のように先ほど盗み見た入力操作時とは異なる配列のタッチキーボードが表示される。このためその第三者が、先ほどの認証ＯＫとなる入力操作におけるキートップ一連を記憶して、各操作順序について同じパターンで入力したとしても、何回目の入力がダミーとして認識され、何回目の入力が認証配列に対して照合される照合用配列として認識されるかが変化している。このため、キートップ一連を同じにした配列を入力したとしても、認証結果はＮＧとなる。

このように、認証ＯＫとなる入力操作を盗み見た第三者が認証機能部１４を入手して、先ほど盗み見たキートップ情報やキーの場所により同じ入力操作をしたとしても、その盗み見た入力内容では認証ＯＫとすることができない。こうして、認証のための入力操作をしている指先の動作及び入力画面を見られた場合であっても、認証ＯＫとなる入力内容を知られてしまうことのない、高いセキュリティを実現することができる。

また、スマートホンのほかに情報端末装置として、ノートパソコンやＰＤＡ等の情報端末にも用いることができる。また、上記実施例に係る情報端末装置の処理手順を、コンピュータによって実現することができる。その場合、このような機能の処理内容を記述したプログラムが提供され、そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、例えば、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供したり、サーバからネットワークを介して提供したりすることができる。

１０ 情報端末装置
１１ 通信機能部
１２ メイン制御部
１３ タッチパネル
１４ 認証機能部
１４ａ 登録部
１４ｂ 受付領域生成部
１４ｃ 入力パターン抽出部
１４ｄ 照合部
１５ 記憶部

Claims (4)

1. タッチパネルを備える情報端末装置であって、
   予め登録されている真正認証パターンを記憶する記憶手段と、
   複数の入力操作の各々毎に、認証パターン受付領域を、その外延形状において変化させて、前記タッチパネルに表示する表示制御手段と、
   前記認証パターン受付領域の各々に受け付けられたパターンから前記真正認証パターンと照合されるパターンを抽出して、認証を行う認証手段と、
   を有することを特徴とする情報端末装置。
2. 前記認証パターン受付領域の各々は、表示される前記タッチパネルにおける面積、位置及び角度のうち少なくとも１つが異なっていることを特徴とする請求項１に記載の情報端末装置。
3. タッチパネルを有する情報端末装置におけるユーザ認証方法であって、
   少なくとも２つの互いに異なる認証パターン受付領域を生成し、前記異なる認証パターン受付領域を前記タッチパネルに時系列で表示する表示ステップと、
   前記異なる認証パターン受付領域にそれぞれ入力されたパターンから、予め登録されている真正認証パターンと照合されるパターンを抽出して、認証を行う認証ステップと、
   を含むことを特徴とするユーザ認証方法。
4. タッチパネルを有するコンピュータにユーザ認証を実行させるプログラムであって、該プログラムは、前記コンピュータに、
   予め登録されている真正認証パターンを記憶する記憶手段と、
   少なくとも２つの互いに異なる認証パターン受付領域を生成し、前記異なる認証パターン受付領域を前記タッチパネルに時系列で表示する表示制御手段と、
   前記異なる認証パターン受付領域にそれぞれ入力されたパターンから前記真正認証パターンと照合されるパターンを抽出して、認証を行う認証手段と、
   して機能させる、ことを特徴とするプログラム。

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