JP2018180842A - ユーザ認証システム及びユーザ認証方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】電子キーの紛失に対するセキュリティ性を確保することができるユーザ認証システム及びユーザ認証方法を提供する。【解決手段】第1生体認証部17は、電子キー3の入力部8に入力された生体情報Dを認証し、この生体認証が成立すれば、電子キー3を第1有効状態に遷移させる。第2生体認証部19は、車両1の入力部12に入力された生体情報Dを認証し、この生体認証が成立すれば、電子キー3を第2有効状態に遷移させる。電子キー3は、第2有効状態となると、車両1とのキー認証の通信が可能となる。車両1及び電子キー3の間のキー認証が成立すれば、車載装置4の作動が許可又は実行される。【選択図】図1

Description

本発明は、ユーザの正否を認証するユーザ認証システム及びユーザ認証方法に関する。
従来、指紋センサにて予め登録されている指紋と、個人認証時に入力された指紋とを照合し、これらが一致して認証が成立すれば、建物への入室が許可されるユーザ認証システムが周知である(特許文献1等参照)。
特開2003−193723号公報
この種のユーザ認証システムにおいては、例えば指紋による生体認証が成立したときに、一定期間の間、電子キー等の個人認証装置を有効状態としておく作動をとることも想定される。しかし、この場合、有効状態となった電子キーを落とすなどして紛失してしまうと、この電子キーを拾った第三者によって、電子キーが不正使用されてしまう可能性があった。
本発明の目的は、電子キーの紛失に対するセキュリティ性を確保することができるユーザ認証システム及びユーザ認証方法を提供することにある。
前記問題点を解決するユーザ認証システムは、電子キーに入力された生体情報を認証する第1生体認証部と、前記電子キーと通信可能な通信相手に入力された生体情報を認証する第2生体認証部と、前記第1生体認証部の認証と前記第2生体認証部の認証とが成立するとき、前記電子キーの正否を確認する認証を行い、当該認証が成立すれば、前記通信相手の作動を許可するキー認証部とを備えた。
本構成によれば、電子キーで通信相手を操作するにあたっては、電子キーに生体情報を入力して行う生体認証の成立のみならず、通信相手に生体情報を入力して行う生体認証の成立が必要となる。このため、電子キーを落として紛失してしまった際、電子キーが第三者に拾われても、この第三者では通信相手での生体認証を成立させることができないので、第三者により通信相手が不正に使用されてしまうことがない。よって、電子キーの紛失に対するセキュリティ性を確保することが可能となる。
前記ユーザ認証システムにおいて、前記第2生体認証部は、前記通信相手に入力された生体情報を、当該通信相手から前記電子キーに取得させ、当該生体情報を前記電子キーにおいて認証することが好ましい。この構成によれば、生体情報の認証を電子キー側で行うようにしたので、通信相手の構成を簡素化するのに有利となる。
前記ユーザ認証システムにおいて、前記第1生体認証部は、前記生体情報の認証が成立したとき、一定期間の間、前記電子キーの作動状態を有効状態にすることが好ましい。この構成によれば、生体情報の認証が成立しても、有効状態は一定期間のみに限定されるので、電子キーの紛失に対するセキュリティ性確保に一層有利となる。
前記ユーザ認証システムにおいて、前記生体情報の認証では、当該生体情報を基に個人特定を実行することが好ましい。この構成によれば、生体情報を入力したユーザを特定することが可能となるので、例えば通信相手において各ユーザ固有の作動を実行させることが可能となる。よって、電子キーで通信相手を操作するにあたって、ユーザの利便性をよくすることが可能となる。
前記ユーザ認証システムにおいて、前記電子キーを機能オフさせる際の条件として入力された機能オフ条件を基に、前記電子キーの有効無効を判定し、前記機能オフ条件が満足されている場合、前記電子キーの作動状態を無効状態にする有効判定部を備えることが好ましい。この構成によれば、機能オフ条件を電子キーに入力すれば、有効状態に切り替えた電子キーを任意に無効状態に戻すことが可能となる。
前記ユーザ認証システムにおいて、前記キー認証部は、前記電子キーに登録された各キー固有の電子キーIDと、暗号による認証に必要な認証データと、前記生体情報を入力したユーザを識別できる個人識別データとを、前記電子キーから前記通信相手に送信して、キー認証を実行することが好ましい。この構成によれば、電子キーID及び認証データを確認する認証によって、電子キーの正否をより正しく判定することが可能となる。また、電子キーで割り出された個人識別データによって、ユーザを個人特定することも可能となる。
前記ユーザ認証システムにおいて、前記キー認証部は、前記電子キーに登録された複数の電子キーIDのうち生体認証により特定された電子キーIDと、暗号による認証に用いるべく当該電子キーIDに紐付けされた認証データとを、前記電子キーから前記通信相手に送信して、キー認証を実行することが好ましい。この構成によれば、電子キーID及び認証データを確認する認証によって、電子キーの正否をより正しく判定することが可能となる。また、ユーザの個人特定を行うにあたって、例えば電子キーから個人識別データを通信相手に通知する必要もないので、その分、送信データ量を少なく抑えることが可能となる。
前記問題点を解決するユーザ認証方法は、電子キーに入力された生体情報を第1生体認証部により認証するステップと、前記電子キーと通信可能な通信相手に入力された生体情報を第2生体認証部により認証するステップと、前記第1生体認証部の認証と前記第2生体認証部の認証とが成立するとき、前記電子キーの正否を確認する認証をキー認証部により行い、当該認証が成立すれば、前記キー認証部が前記通信相手の作動を許可するステップとを備えた。
本発明によれば、電子キーの紛失に対するセキュリティ性を確保することができる。
一実施形態のユーザ認証システムの構成図。 ユーザ認証時に実行される処理のフローチャート。 キー認証の処理概要を示す説明図。 別例のキー認証の処理概要を示す説明図。
以下、ユーザ認証システム及びユーザ認証方法の一実施形態を図1〜図3に従って説明する。
図1に示すように、車両1は、車両1を使用するユーザの正否を確認するユーザ認証システム2を備える。本例のユーザ認証システム2は、電子キー3の正否を認証するID照合と、電子キー3のユーザの生体情報Dを認証する生体認証とを行うことにより、ユーザ認証を実行する。ユーザ認証システム2は、ユーザ認証が成立することを確認すると、車載装置4の作動を許可又は実行する。車載装置4は、例えば車両1のドアロック装置やエンジンであることが好ましい。
ユーザ認証システム2は、車両1及び電子キー3の間の無線によるID照合を、車両1からの通信を契機に狭域無線により行うキー操作フリーシステムを通じて実行する。キー操作フリーシステムは、車両1から送信されたウェイク信号を電子キー3が受信すると、電子キー3が起動状態に切り替わり、車両1及び電子キー3の間でID照合(スマート照合)を実行する。このID照合では、例えば電子キー3に登録されたキー固有の電子キーIDを確認する照合や、認証データKを用いて電子キー3の正否を確認する認証(例えばチャレンジレスポンス認証等)が実行される。
電子キー3は、電子キー3においてユーザの生体情報D1を入力可能な入力部8と、生体情報D1の正否を認証する生体認証部9と、電子キー3の作動が有効か否かを判定する有効判定部10と、車両1との間で無線通信を行う通信部11とを備える。車両1は、車両1においてユーザの生体情報D2を入力可能な入力部12と、電子キー3の正否を確認するキー認証を行うキー認証部13と、電子キー3との間で無線通信を行う通信部14とを備える。
入力部8,12は、例えば生体情報Dとして身体的特徴を検出可能なセンサ類からなる。生体情報Dは、例えば指紋、声紋、虹彩、整脈、顔形等がある。車両1の入力部12は、運転席に配置されることが好ましく、例えばステアリングホイールやインストルメントパネル等に配置されるとよい。
生体認証部9は、電子キー3に入力された生体情報D1を認証する第1生体認証部17と、電子キー3と通信可能な通信相手18(本例は車両1)に入力された生体情報D2を認証する第2生体認証部19とを備える。第1生体認証部17及び第2生体認証部19は、生体情報D(D1,D2)を入力すると、電子キー3に設けられた生体情報データベース20を参照して生体情報D(D1,D2)を認証する。生体情報データベース20には、電子キー3に登録された各ユーザの生体情報D(ユーザAがDa、ユーザBがDb)が記憶され、入力された生体情報D1,D2を生体情報データベース20の各生体情報Da,Dbと照らし合わせることにより、生体情報D1,D2を入力したユーザが個人特定される。
有効判定部10は、電子キー3を機能オフさせる際の条件として入力された機能オフ条件を基に、電子キー3の有効無効を判定する。本例の場合、機能オフ条件は、入力部8を通じて入力され、電子キー3に設けられた機能オフ条件データベース23に保持される。有効判定部10は、電子キー3に入力された機能オフ条件が満足されている場合、電子キー3の使用を無効にする。
通信部11,14は、ユーザ認証システム2でユーザ認証を行うときに車両1及び電子キー3の間で電波を送受信する。通信部14は、例えばLF(Low Frequency)帯の電波を送信可能であり、UHF(Ultra High Frequency)帯の電波を受信可能である。また、通信部11は、LF電波を受信可能であり、UHF電波を送信可能である。このように、本例のユーザ認証システム2は、LF−UHFの双方向通信を通じて、ユーザ認証を実行する。
キー認証部13は、電子キー3に登録されている電子キーIDの正否を確認する照合と、互いの認証データKを用いて電子キー3を確認する認証とを実行する。本例の場合、認証データKを用いた認証、すなわち暗号を通じた認証は、例えばチャレンジレスポンス認証やローリングコード認証であることが好ましい。
チャレンジレスポンス認証は、例えば通信の相手側にチャレンジコードを送信して暗号鍵によりレスポンスコードを演算させ、自身も同様に演算したレスポンスコードと、相手側に演算させたレスポンスコードとを比較することにより、相手が正当であるか否かを認証するものである。また、ローリングコード認証は、通信の度に値が変化するローリングコードを確認することで、相手が正当であるか否かを認証するものである。
次に、図2及び図3を用いて、本発明の実施例であるユーザ認証システム2の作用及び効果を説明する。
ステップ101において、電子キー3は、通常、作動状態が無効状態(キー機能オフ状態)となっている。このとき、電子キー3は、作動の入力トリガ(例えば電子キー3のボタン操作や、電子キー3における電波受信)を受けても応答せず、何も動作しない。
ステップ102において、第1生体認証部17は、ユーザが入力部8に生体情報(電子キー3側の生体情報)D1を提示したとき、この生体情報D1を入力部8から入力する。
ステップ103において、第1生体認証部17は、入力部8で生体情報D1を入力すると、この生体情報D1を認証する。本例の場合、第1生体認証部17は、生体情報データベース20を参照することにより、入力した生体情報D1が登録データとして存在するか否かを確認する。そして、このときの生体認証が成立すれば、ステップ104に移行し、生体認証が不成立であれば、ステップ101に戻る。
ところで、生体情報データベース20は、各々のユーザの生体情報Da,Dbが各ユーザと紐付けされて登録されている。このため、例えば「ユーザA」が生体情報Daを入力部8に提示したときは、生体情報データベース20に「ユーザA」の生体情報Daが存在することを以て、生体認証成立が「ユーザA」であると個人特定される。また、例えば「ユーザB」が生体情報Dbを入力部8に提示したときは、生体情報データベース20に「ユーザB」の生体情報Dbが存在することを以て、生体認証成立が「ユーザB」であると個人特定される。
ステップ104において、第1生体認証部17は、電子キー3における生体認証が成立すると、電子キー3の作動状態を第1有効状態に切り替える。本例の第1有効状態は、例えば電子キー3の電源がオンされているものの、仮に車両1から電波を受信してもこれに応答しない状態(キー認証を開始しない状態)であることが好ましい。
ステップ105において、有効判定部10は、電子キー3の作動状態を第1有効状態に切り替えてからの経過時間が一定期間内か否かを判定する。このとき、経過時間が一定期間未満であれば、ステップ106に移行し、経過時間が一定期間以上であれば、ステップ101に戻る。
また、有効判定部10は、電子キー3の第1有効状態が有効期間内か否かの判定の他に、電子キー3の作動状態を無効状態に戻す機能オフ条件が揃ったか否かも判定する。有効判定部10は、入力部8に機能オフ条件が入力されて機能オフ条件が満足されると、ステップ101に戻り、機能オフ条件が満足されていなければ、ステップ106に移行する。
ステップ106において、車両1は、車両1まで移動したユーザが入力部12に生体情報(車両1側の生体情報)D2を提示したとき、この生体情報D2を入力部12から入力する。
ステップ107において、車両1は、車両1の入力部12で取得した生体情報D2を、通信部14を通じて電子キー3に送信する。この生体情報D2は、キー操作フリーシステムの通信網を通じて、電子キー3にLF電波によって送信されることが好ましい。
ステップ108において、第2生体認証部19は、車両1から生体情報D2を受信すると、この生体情報D2を認証する。本例の場合、第2生体認証部19は、生体情報データベース20を参照することにより、車両1から取得した生体情報D2が登録データとして存在するか否かを確認する。そして、このときの生体認証が成立すれば、ステップ109に移行し、生体認証が不成立であれば、ステップ105に戻る。
ステップ109において、第2生体認証部19は、車両1が取得した生体情報D2を用いた生体認証が成立すると、電子キー3の作動状態を第2有効状態に切り替える。本例の第2有効状態は、電子キー3の全機能が使用できる状態、すなわちキー機能オン状態であることが好ましい。
ステップ110において、キー認証部13は、生体情報D2を電子キー3に送信した後、電子キー3の存在確認を実行する。電子キー3の存在確認では、車両1及び電子キー3の間でキー認証を行うために、車両1(通信部14)の周囲に電子キー3が存在するか否かを確認する。本例の場合、例えば電子キー3にキー認証開始の呼び掛けを行う認証開始要求を、通信部14から定期的にLF送信する。
ステップ111において、電子キー3は、車両1から送信された認証開始要求を通信部11で受信すると、自身が第2有効状態(キー機能オン状態)であれば、キー認証を開始する。このように、本例の場合、電子キー3に入力された生体情報D1の生体認証と、車両1に入力された生体情報D2の生体認証との両方が成立していることを条件に、キー認証が実行される。
図3に示すように、本例の場合、電子キー3は、キー認証のとき、電子キー3に登録された電子キーIDと、暗号を通じた認証に用いる認証データKと、生体情報Dから特定されたユーザの個人識別データRとを送信する。認証データKは、例えば暗号を通じた認証がチャレンジレスポンス認証の場合、チャレンジコードであり、暗号を通じた認証がローリングコード認証の場合、ローリングコードである。また、個人識別データRは、個々のユーザを識別可能なインデックス情報であることが好ましい。
図2に戻り、ステップ112において、キー認証部13は、電子キー3との間でキー認証が成立するか否かを判定する。本例のキー認証部13は、電子キー3に登録された電子キーIDを確認する照合と、認証データKを用いて電子キー3の正否を確認する認証とが、各々成立するか否かを判定する。キー認証部13は、これら照合及び認証が成立することを確認すると、キー認証を成立として処理する。ここで、キー認証が成立すれば、ステップ113に移行し、キー認証が不成立であれば、処理を強制終了する。
また、キー認証部13は、キー認証時に電子キー3から送信された個人識別データRを基に、ユーザの個人特定を実行する。例えば、個人識別データRがユーザAのインデックス情報であれば、いま車両1を操作しようとしているユーザが「ユーザA」であると判断され、個人識別データRがユーザBのインデックス情報であれば、いま車両1を使用しようとしているユーザが「ユーザB」であると判断される。
ステップ113において、キー認証部13は、キー認証が成立することを確認すると、車載装置4の作動を許可又は実行する。これにより、例えば車両ドアの施解錠が許可又は実行されたり、運転席に設けられたエンジンスイッチ(図示略)の操作による電源遷移操作(エンジン始動操作)が許可されたりする。また、車両1の使用態様(例えばシートやステアリングホイールの位置)が、個人識別データRにより特定されたユーザ仕様に設定される。
さて、本例の場合、電子キー3で車両1を操作するにあたっては、電子キー3に生体情報D1を入力して行う生体認証のみならず、車両1に生体情報D2を入力して行う生体認証の成立が必要となる。このため、電子キー3を落として紛失してしまった際、電子キー3が第三者に拾われても、この第三者では車両1での生体認証を成立させることができないので、第三者により車両1が不正に使用されてしまうことがない。よって、電子キー3の紛失に対するセキュリティ性を確保することができる。
本例においては、電子キー3で車両1を操作するとき、電子キー3を有効状態の期間が長い第1有効状態に切り替える生体認証と、電子キー3を有効状態の期間が短い第2有効状態に切り替える生体認証との2回の認証を、ユーザに課すことになる。この点からも、電子キー3を紛失したときのセキュリティ性の確保に有利であるといえる。また、生体情報Dは電子キー3のみ(生体情報データベース20)に保存されているので、生体情報Dを1箇所に集約しておくこともできる。
第2生体認証部19は、車両1に入力された生体情報D2を、車両1から電子キー3に取得させ、生体情報D2を電子キー3において認証する。よって、生体情報D2の認証を電子キー3側で行うようにしたので、車両1の構成を簡素化するのに有利となる。
第1生体認証部17は、生体情報D1の認証が成立したとき、一定期間の間、電子キー3の作動状態を有効状態(本例は第1有効状態)にする。よって、生体情報D1の認証が成立しても、有効状態は一定期間のみに限定されるので、電子キー3の紛失に対するセキュリティ性確保に一層有利となる。
生体情報D(D1,D2)の認証では、生体情報D(D1,D2)を基に個人特定を実行する。このため、生体情報D(D1,D2)を入力したユーザを特定することが可能となるので、例えば車両1において各ユーザ固有の作動を実行させることが可能となる。よって、電子キー3で車両1を操作するにあたって、ユーザの利便性をよくすることができる。
有効判定部10は、機能オフ条件が満足されている場合、電子キー3の作動状態を無効状態に切り替える。よって、機能オフ条件を電子キー3に入力すれば、有効状態に切り替えた電子キー3を任意に無効状態に戻すことができる。
キー認証部13は、電子キー3に登録された各キー固有の電子キーIDと、暗号による認証に必要な認証データKと、生体情報Dを入力したユーザを識別できる個人識別データRとを、電子キー3から車両1に送信して、キー認証を実行する。このように、本例の場合、電子キーID及び認証データKを確認する認証によって、電子キー3の正否をより正しく判定することができる。また、電子キー3で割り出された個人識別データRによって、ユーザを個人特定することもできる。
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・図4に示すように、ユーザ認証システム2に複数の電子キーID(例えばID1,ID2)が登録されている場合、生体情報Dによってユーザを特定した際に、そのユーザの電子キーIDを割り出し、この電子キーID及び認証データKの組み合わせ(ID1+K1、又はID2+K2)を、電子キー3から車両1に送信してもよい。この場合、ユーザの個人特定を行うにあたって、電子キー3から個人識別データRを車両1に通知する必要がないので、その分、送信データ量を少なく抑えることができる。
・電子キー3において、生体情報Dと機能オフ条件とは、それぞれ別の箇所で入力するようにしてもよい。
・車両1に入力された生体情報Dを車両1側で認証し、その認証結果のみ電子キー3に通知するようにしてもよい。
・機能オフ条件は、第2有効状態を無効にする条件であってもよい。これにより、例えば電子キー3が第2有効状態のとき、第2有効状態を無効にする機能オフ条件が満足されたとき、電子キー3を元の無効状態に戻すことができる。
・第1有効状態は、準備状態に限定されず、通信相手18である車両1と通信ができる状態であればよい。
・第2有効状態を一定期間のみ許可するように、使用に制限をかけてもよい。
・第2有効状態は、キー機能オン状態に限定されず、通信相手18である車両1と通信ができる状態(認証の通信ができる状態)であればよい。
・第1有効状態をキー機能オン状態とし、ステップ109の処理(電子キー3が第2有効状態に切り替わる処理)を省略してもよい。
・ユーザを個人特定する機能は、省略されてもよい。
・キー認証は、どのタイミングで実行されてもよいし、認証開始のトリガを種々の態様に変更してもよい。
・キー認証は、電子キーID及び認証データKを確認する処理に限定されず、種々の態様に変更可能である。
・キー操作フリーシステムは、使用する周波数、通信方式、アンテナ構成、アンテナ数などを適宜変更してもよい。
・キー操作フリーシステムは、ブルートゥース(Bluetooth:登録商標)を用いた構成としてもよい。
・電子キー3は、例えば高機能携帯電話等の他の端末に変更してもよい。
・通信相手18は、車両1以外のものに変更してもよい。
・車載装置4は、ドアロック装置やエンジン以外のものに変更してもよい。
・ユーザ認証システム2は、車両1に適用されることに限定されず、他の装置や機器に使用されてもよい。
1…車両、2…ユーザ認証システム、3…電子キー、10…有効判定部、13…キー認証部、17…第1生体認証部、18…通信相手、19…第2生体認証部、D(D1,D2,Da,Db)…生体情報、K…認証データ、R…個人識別データ。

Claims (8)

  1. 電子キーに入力された生体情報を認証する第1生体認証部と、
    前記電子キーと通信可能な通信相手に入力された生体情報を認証する第2生体認証部と、
    前記第1生体認証部の認証と前記第2生体認証部の認証とが成立するとき、前記電子キーの正否を確認する認証を行い、当該認証が成立すれば、前記通信相手の作動を許可するキー認証部と
    を備えたユーザ認証システム。
  2. 前記第2生体認証部は、前記通信相手に入力された生体情報を、当該通信相手から前記電子キーに取得させ、当該生体情報を前記電子キーにおいて認証する
    請求項1に記載のユーザ認証システム。
  3. 前記第1生体認証部は、前記生体情報の認証が成立したとき、一定期間の間、前記電子キーの作動状態を有効状態にする
    請求項1又は2に記載のユーザ認証システム。
  4. 前記生体情報の認証では、当該生体情報を基に個人特定を実行する
    請求項1〜3のうちいずれか一項に記載のユーザ認証システム。
  5. 前記電子キーを機能オフさせる際の条件として入力された機能オフ条件を基に、前記電子キーの有効無効を判定し、前記機能オフ条件が満足されている場合、前記電子キーの作動状態を無効状態にする有効判定部を備える
    請求項1〜4のうちいずれか一項に記載のユーザ認証システム。
  6. 前記キー認証部は、前記電子キーに登録された各キー固有の電子キーIDと、暗号による認証に必要な認証データと、前記生体情報を入力したユーザを識別できる個人識別データとを、前記電子キーから前記通信相手に送信して、キー認証を実行する
    請求項1〜5のうちいずれか一項に記載のユーザ認証システム。
  7. 前記キー認証部は、前記電子キーに登録された複数の電子キーIDのうち生体認証により特定された電子キーIDと、暗号による認証に用いるべく当該電子キーIDに紐付けされた認証データとを、前記電子キーから前記通信相手に送信して、キー認証を実行する
    請求項1〜5のうちいずれか一項に記載のユーザ認証システム。
  8. 電子キーに入力された生体情報を第1生体認証部により認証するステップと、
    前記電子キーと通信可能な通信相手に入力された生体情報を第2生体認証部により認証するステップと、
    前記第1生体認証部の認証と前記第2生体認証部の認証とが成立するとき、前記電子キーの正否を確認する認証をキー認証部により行い、当該認証が成立すれば、前記キー認証部が前記通信相手の作動を許可するステップと
    を備えたユーザ認証方法。
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