JP2022184668A - キー入力による携帯型生体認証装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高価で煩雑な機器を使わなくても機密性の高い、操作性に優れた携帯型生体認証装置を実現する事が可能なキー入力による携帯型生体認証装置を提供する。【解決手段】１個の押釦の入力のみで認証を行う装置であって、２つの認証機能を実装する。第１の実装は、装置利用者の記憶にあるメロディやリズムを、キーを押下する事により、時系列のデータとして取り込む。第２の実装は、キーを押すタイミングが人によって異なる事から、例え同じメロディのリズムを入力しても、抽出した複数個のキー押下時間幅を計測して比較し、本人と他人を弁別する。【選択図】図２

Description

本発明は携帯型キー入力生体認証装置に関する。

従来の携帯型生体認証装置には、例えばスマートフォンの本人確認用に、顔認証方式を導入し、代替利用や盗用を拒否するものがある（特許文献１）。

それによって安全且つ確実に、スマホのアプリによる家電製品の電源のオン・オフや車のドアのロック・アンロック及びエンジンのオン・オフ等の操作が可能になる。

スマートフォンには指紋照合方式によって本人確認を行うものもあり、アプリを使用する事で、上記同様、電子決済やドアの電子ロック解除等に適用する事が可能になる。（特許文献２）。

特開２０２１－０６８４７２（顔認証） 特開２０１１－１４１８８０（指紋認証）

然しながら顔認証の場合は、サングラスやマスク着用時には、認証時にこれらを外す必要があり、またカメラの角度によっては認証不可となる場合がある。

また、指紋認証の場合は、指先の汚れにより認証不可、機器のセンサー部分の損傷などにより照合不能といったケースもある。

更に言えば、上記方式による生体認証の複製が一度でも作られてしまった場合には、当該方式による認証は永久に不可能とならざるを得ない。

本発明の目的は、高価な、操作が煩雑なスマートフォン等を使用しなくても、生体認証が可能な装置を、普く提供する事にある。

本発明の目的は、図２の１のスイッチと図２の２の発音体及び筐体２３により構成される携帯型の操作／送信装置と図５に示される出力制御部を具えた受信装置によって具現化される。

図２の２３の筐体内には、図１で示されるキー入力情報を記憶する情報記憶部６及び入力されたキー情報が正しければ送信部８を駆動して、１対１に結合して成る図５の５１の受信装置に認証信号を送信する回路が存在する。

本発明によれば、高価で煩雑な機器を使わなくても機密性の高い、操作性に優れた携帯型生体認証装置を実現する事が可能となる。

以下、図１～図５を用いて本発明の実施形態による生体認証システムを説明する。

図１及び図２の１に示す入力キーを押下すると、図１の３に示される処理部は睡眠状態から覚醒し、図１及び図２の２によって示される発音体を短時間鳴動させ、キー操作によるデータ入力開始を促す。

同時に、図３の３０に描かれたタイマーのクロックをスタートさせる。

図３の３ａ～３ｈは図１の１のキー押下時刻を表し、３Ｐ～３ｖはキーを押下してから次のキーを押下するまでの時間差（インターバル）を表示したものである。

この時間差は図３の３０のクロックによって計測される。

キー押下のタイミングは、本装置を所有する本人が任意に決めるものであって、例えば自分の好きなメロディのイントロや、好みの曲の１小節などを抽出して構成される。

設定されたキーの押下回数に対し、入力数が当該設定回数を１～２回程度、超過するのであれば操作手順に、特に問題は無い。

刻もうとするリズムが、設定された押下回数より少ない場合（意識的に少なくしても良いが）、ブレス（息継ぎ）や合いの手を入れるなど、創意工夫して補完すればより模倣が困難なパターンを得ることが出来る。

上記条件の下で登録を開始する訳であるが先ず、図１の４のスライドスイッチは「登録」の位置に、４’のリセットスイッチは非リセットの位置（ＯＦＦ）にある事を確認する。

登録に際しては、キー入力が設定回数Ｎを超えると、第１回目の登録が完了したと見做され、発音体が２度、短音を発して次の入力を待つ。

第２回目の入力では入力終了時に、前回（第１回目）に入力された個々（Ｎ－１個）の対応するインターバル同志を比較し、誤差が設定値以内であれば前項同様、短音を２度発して第３回目の入力を待つ。

各々の誤差が１つでも設定範囲を超えた場合は、発音体は長音を発する事によってエラーを知らせ登録を受け付けない。

必要な場合には、図１の４’スイッチをオフ⇒オン⇒オフとすることで登録データの全てを抹消出来る。

このリセット操作は、登録モード時のみ利用可能であり、登録スイッチを１度でもオフにすると、当該機能は完全に消滅する。

上記の登録操作を４回行い、図１の６の計測値記憶部に、当該４回分の平均値である個々のインターバルデータと、第２回目、第３回目及び第４回目に入力されたインターバルデータとをそれぞれ保存して、第５回目の入力に備える。

第５回目の入力からは、図１の６の計測値記憶部に収納された平均値と入力データを比較し、各々のインターバルデータが設定誤差の範囲内にあれば、認証適合の短音を２度、鳴動させ、第２～５回までの４つのデータの平均値を、図１の６の計測記憶部に収納し、更に第３～５回までのインターバルデータを新たに６の計測記憶部に収納し、新データとして書き変える。

要約すれば、４つのデータを用いて平均値を計算した後、当該平均値及び１番古い第２回目のデータを除外した、新しい第３，４，５回の４つのデータをそれぞれ６の計測記憶部に置換、収納することで入力の度に習熟度の上がったデータが保存される。

また、習熟度が増せば、誤差の範囲を縮めるめることが可能になり、他人を排除す確率が上がる事になる。

以上の操作を１０回以上繰返して、認証適合の評価が連続して得られれば、登録スイッチをオフにする。

結果が得られなければ、図１の４’のリセットＳＷをオフ⇒オン⇒オフと操作して全データを消去し、上記手順をを最初からやり直す。

登録スイッチを１度オフにすると、登録モードは終了し、以降は登録／リセットの機能は完全に消滅し、図１の１のスイッチによる入力操作のみが可能となる。

登録終了後の操作は登録時と同様であり、図１の１のスイッチを押下し、データを入力する訳であるが、入力が押下設定回数に達すると、隣接する押下時刻との差を、図３の３ｐ～３ｖに示されるようなインターバルデータとして、時系列にして図１の３の処理部に取込み、同じようにして得られた前４回のデータの平均値を、図１の６の計測値記憶部より、インターフェイスライン５を経由して取得し、今回取り込んだデータと比較し、全てのインターバルデータが所定の誤差範囲内にあるとき、認証適合とするものである。

認証適合の場合は、図１及び２の２で示される発音体が短音で２度、不適合の場合は長音で操作者に報知する。

認証適合の場合は図１の３の処理部から、インターフェイスライン７を通して８の送信部に、当該認証装置の識別番号を図５の５１の受信装置に送信する為のコマンドが出力される。

図５の５２の処理部では、受信した識別番号が識別番号記憶部５４に登録されているか否かをチェックし、登録されていれば５７の出力制御部に正常処理信号を送るのである。

更に認証適合の場合は、直近３回分のインターバルデータが図１の６の計測値記憶部に蓄えてあるので、今回の入力データを加えて４回分のデータとし、次回の判定の基準となる平均値を算出して、インターフェイスライン５を経由し計測値記憶部６に新たな平均値として置換保存する。

同じく、認証が成立した場合は、前項の処理時に、図１の６の計測値記憶部より読み出された３回分のデータのうち、最も古いデータを抹消し、今回認証適合となった入力データを新たに加えて直近３回分のデータとして、５のインターフェイスライン経由で６の計測値記憶部に置換保存し、次回の入力に備えるものである。

以上、詳述した如く、本発明は２つの複合した生体認証技法により構成されるシステムである。

第１は、データ源を本人が記憶する楽曲やリズムの１部を抽出して作り出すので、非常に秘匿性の優れた認証技法となるのである。

第２は、キーを順次押してリズムを刻み、データを入力するタイミングは、本人固有のものであり、変動の少ない、精細クロックを用いた分解能によって計測する事で、他人との弁別を容易に図る事が出来る生体認証技法である。

更に、図２の１に示すようにストロークの短いキーによる入力になるので、遠方から操作を監視して解析を試みても、成功は全く覚束ないものとなる。

図１の８の送信部と図５の５１の受信部の交信は、たとばブルートゥースなどによる通信手段を採用するので、公開鍵方式による、又は時間要素をデータに混入させるなどする暗号化の必要性は軽減する。

本発明はスマートフォン等が使用出来ない条件下での、生体認証装置として広く利用可能である。

本発明実施形態による入力処理部及び送信部のブロック図である。 本発明実施形態による携帯装置の姿図である。 本発明実施形態によるタイミングチャート図である。 本発明実施形態による平均値からの入力データの誤差の範囲を示す図である。 本発明実施形態による受信及び出力制御部のブロック図である。

１…入力キースイッチ
２…発音体
３…データ処理部
４…登録スイッチ
４’…計測値記憶部クリアスイッチ
６…計測値記憶部
７…送信部
３０…クロック
３ａ～３ｈ…キー押下時刻
３ｐ～３ｖ…キー押下周期
５１…受信部
５４…識別番号記憶部
５６…出力制御部

Claims (1)

1. 本装置の利用者が自らの記憶にある、自分が好む楽曲のイントロやメロディの１小節を、或いは太鼓などのリズム音を、１個のキーを用いて、押下のタイミングとして当該リズムを入力した時に得られる時系列データの、データパターン及び各キー押下間の時間幅を計測する事により、本人か他人かを弁別する、異なる２種類の生体認証技法を備えたことを特徴とする生体認証装置。

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