JP2023055099A - 情報処理方法、カード、セキュアデバイス及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】生体認証付きのデバイスにおける指紋センサによる認証を使用環境の変化に適応させることができる情報処理方法、カード、セキュアデバイス及びコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】情報処理方法は、非一時記憶媒体及び指紋センサを備えたカードに内蔵される処理部が、前記カードのリーダ／ライタから得られるデータに基づき、前記カードの使用環境を決定し、前記非一時記憶媒体に使用環境別に記憶されている閾値を、決定した使用環境に応じて読み出し、前記指紋センサにより取得した指紋データと、前記非一時記憶媒体に記憶されている照合用の指紋テンプレートとの合致率を算出し、算出した合致率と、読み出した閾値との比較により、前記カードの利用者を認証する。【選択図】図３

Description

本発明は、生体認証機能付きのデバイスにおける情報処理方法、カード、セキュアデバイス及びコンピュータプログラムに関する。

ドア又は情報に対するロック解除のためのセキュリティ用のＩＣカード、クレジットカード又はプリペイドカードの決済用のＩＣカード等におけるユーザの本人確認のために、生体情報を利用したスマートカードが利用されている。生体情報は、声紋、静脈を含むが、カードの場合には指紋センサが多く用いられている。

上述のようなＩＣカードにおける指紋認証は、そのＩＣカードを発行するよりも前に、発行事業者が、ユーザの指紋データを予め取得してテンプレートを組み込んでおき、ユーザが使用する際に得られる指紋データとテンプレートとの比較に基づいて行なわれる。このような指紋認証では、指紋センサで取得された指紋データと、テンプレートとの合致度（類似度）が閾値以上である場合、本人であると判断される（特許文献１等）。

国際公開第２０１８／００３６８９号

ＩＣカードにおける指紋認証は、上述したように、テンプレートとの比較に基づいて実施されている。しかしながら、人間の指紋は湿度、温度の影響を受け、更に、指紋センサも使用環境の影響を受けるため、指紋センサで読み取られる指紋データと指紋テンプレートとの合致率は、同一の指紋であっても使用環境によって変化する。セキュリティを高めるために合致率に対する閾値を高めると、本人の指紋であっても使用環境による変化でエラーを起こす可能性がある。

本発明は、生体認証付きのデバイスにおける指紋センサによる認証を使用環境の変化に適応させることができる情報処理方法、カード、セキュアデバイス及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。

本開示の情報処理方法は、非一時記憶媒体及び指紋センサを備えたカードに内蔵される処理部が、前記カードのリーダ／ライタから得られるデータに基づき、前記カードの使用環境を決定し、前記非一時記憶媒体に使用環境別に記憶されている閾値を、決定した使用環境に応じて読み出し、前記指紋センサにより取得した指紋データと、前記非一時記憶媒体に記憶されている照合用の指紋テンプレートとの合致率を算出し、算出した合致率と、読み出した閾値との比較により、前記カードの利用者を認証する。

ＩＣカードの内容例を示す図である。 ＩＣカードの構成を示すブロック図である。 処理部による認証処理手順の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態におけるＩＣカードの構成を示すブロック図である。 第２実施形態の処理部による認証処理手順の一例を示すフローチャートである。 第３実施形態の処理部による認証処理手順の一例を示すフローチャートである。

本発明をその実施形態を示す図面を参照して具体的に説明する。

（第１実施形態）
図１は、ＩＣカード１の内容例を示す図である。図１は、ＩＣカード１の表面を示す。ＩＣカード１は、接触プレート１１、及び、指紋センサ１２が露出している。ＩＣカード１の表面には他に、クレジット決済用にホログラム、登録名等が加工されていてもよい。接触プレート１１は、後述する処理部と、ＩＣカード１内部で接続されており、接触プレート１１に含まれる接続端子を介した外部との接触通信を実現する。指紋センサ１２は、親指大の大きさの接触センサである。指紋センサ１２は、置かれた指の指紋を読み取るため、ユーザがＩＣカード１を使用する時に自然に指を置く位置に設けられているとよい。

図２は、ＩＣカード１の構成を示すブロック図である。ＩＣカード１は、処理部１０と、指紋センサ１２と、非接触通信を実現するためのアンテナモジュールを含む非接触Ｉ／Ｆ１３とを含む。

処理部１０は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit ）であり、プロセッサ１００、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３、及びメモリ１０４を備える。

プロセッサ１００は、ＲＯＭ１０２に記憶されたコンピュータプログラム１Ｐに基づく処理を実行する。ＲＯＭ１０２には、プロセッサ１００が参照するコンピュータプログラム１Ｐが記憶されている。コンピュータプログラム１Ｐは、ＩＣカード１及び処理部１０の製造工程において予め記憶される。コンピュータプログラム１Ｐは、ＲＯＭ１０２がリードモード及び書き換えモードを有する場合、外部記憶媒体からプロセッサ１００によって読み出されて記憶されたものであってもよい。

ＲＡＭ１０３は、プロセッサ１００が生成するデータを一時的に記憶する揮発性メモリである。

メモリ１０４は、プロセッサ１００が参照するデータを記憶する不揮発性メモリ（非一時記憶媒体）である。メモリ１０４は例えばフラッシュメモリである。メモリ１０４には、予めユーザから登録される指紋テンプレートと、この指紋テンプレートに対する閾値とが、ＩＣカード１の製造時に記憶されている。

本実施形態では、メモリ１０４には、異なる使用環境別に閾値が記憶されている。後述するように、使用環境を「国」で識別する場合、メモリ１０４には、国を識別する識別コードと対応付けて各国用の閾値が記憶されている。メモリ１０４には、地域（アジア、アメリカ等の大州、又は細分化した地域等）ごとに閾値が記憶されていてもよい。例えば、ＩＣカード１の発行国（又は地域）よりも乾燥している国（地域）における閾値は、発行国（又は地域）における閾値と等しいか、あるいは閾値よりも若干高く設定されている。逆に、ＩＣカード１の発行国（又は地域）よりも湿潤である国の閾値は、発行国（又は地域）における閾値よりも低く、即ち基準が緩く設定され、記憶されている。使用環境は、国、地域に限らず、季節、温度を類推できるデータであれば、他のデータで分別されてもよい。

プロセッサ１００は、接触Ｉ／Ｆ１１０を介して接触プレート１１に接続されている。プロセッサ１００は、接触プレート１１が備える複数の接続端子を介し、同様に接触端子を有する有線のリーダ／ライタとの間で電力の授受及び通信が可能である。

プロセッサ１００は、内部Ｉ／Ｆ１２０を介して指紋センサ１２に接続されている。プロセッサ１００は、指紋センサ１２で読み取られた指紋データを取得できる。

プロセッサ１００は、アンテナモジュールを含む非接触Ｉ／Ｆ１３を介してリーダ／ライタと通信可能である。非接触Ｉ／Ｆ１３は、ＩＣカード１の縁に沿って内部に配設されたアンテナコイル（図示せず）をアンテナモジュールとして含む。プロセッサ１００は、リーダ／ライタから発信される電波をアンテナモジュールが受信することでプロセッサ１００が起動し、プロセッサ１００は非接触Ｉ／Ｆ１３を介してリーダ／ライタとの間で無線通信可能である。

指紋センサ１２は、静電容量型で指の凹凸を読み取り、二次元データとして出力するセンサである。指紋センサ１２はその他、光学式、超音波方式等であってもよい。

このように構成されるＩＣカード１は、接触プレート１１によって有線のリーダ／ライタと接触すると、接触プレート１１の端子に接続される電位によって、処理部１０及び指紋センサ１２が各々電力の供給を受けて処理を実行する。ＩＣカード１は同様に、無線のリーダ／ライタから発せられる電波をアンテナコイルが受信すると、アンテナコイルによって励起された電力が処理部１０及び指紋センサ１２に供給され、処理部１０及び指紋センサ１２は処理を実行できる。

本実施形態のＩＣカード１において処理部１０のプロセッサ１００は、メモリ１０４に記憶されている指紋テンプレートを用い、指紋センサ１２で読み取られた指紋データと指紋テンプレートとを照合し、合致率が閾値よりも高い場合に認証に成功したと判断する。本実施形態のＩＣカード１では、メモリ１０４に環境に応じた閾値を複数記憶しておき、リーダ／ライタから得られるデータから類推される使用環境に対応する閾値を用いて判断することによって、使用環境に適応した認証を可能とする。

図３は、処理部１０による認証処理手順の一例を示すフローチャートである。処理部１０は、リーダ／ライタとのやり取りにより電力の供給を受けると、以下の認証処理を実行する。

処理部１０のプロセッサ１００は、リーダ／ライタとの間でのデータのやり取りの中で、取引を起動するためにリーダ／ライタから受ける特定のコマンドを受信すると（ステップＳ１０１）、レスポンスとしてデータを返送する（ステップＳ１０２）。

プロセッサ１００は、ステップＳ１０１で受信した特定のコマンドに含まれる使用環境に関するデータを抽出する（ステップＳ１０３）。ＥＭＶ準拠であれば例えば、ＧＰＯ（GET PROCESSING OPTIONS）コマンドが、前記特定のコマンドとして使用されてよい。ＧＰＯコマンドには、リーダ／ライタの国を示すコード（Terminal Country Code ）が含まれる。これにより、プロセッサ１００は、決済が行なわれようとする国を決定できる。

プロセッサ１００は、ステップＳ１０３で抽出した使用環境に関するデータから、使用環境を決定する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４でプロセッサ１００は例えば、国を決定する。

プロセッサ１００は、決定した使用環境に対応する閾値を、メモリ１０４から読み出す（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５においてプロセッサ１００は例えば、決定した国、その国が含まれる地域に対応する閾値を読み出す。ステップＳ１０５においてプロセッサ１００は、決定した国に対応する閾値がメモリ１０４に存在しない場合、デフォルトとして設定されている閾値を読み出す。

プロセッサ１００は、リーダ／ライタから認証要求を受信し（ステップＳ１０６）、受信した認証要求に応じて指紋データの取得要求を指紋センサ１２へ出力する（ステップＳ１０７）。プロセッサ１００は、指紋センサ１２から応答された指紋データを取得する（ステップＳ１０８）。

プロセッサ１００は、メモリ１０４に記憶されている指紋テンプレートと、取得した指紋データとを照合し（ステップＳ１０９）、合致率を算出する（ステップＳ１１０）。

プロセッサ１００は、合致率がステップＳ１０５で読み出した閾値よりも高いか否かを判断し（ステップＳ１１１）、合致率が読み出した閾値よりも高いと判断した場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、認証成功と判断する（ステップＳ１１２）。プロセッサ１００は、処理をステップＳ１１４へ進める。

合致率が読み出した閾値以下であると判断された場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、プロセッサ１００は、認証失敗と判断し（ステップＳ１１３）、処理をステップＳ１１４へ進める。

ステップＳ１１４においてプロセッサ１００は、判断結果をリーダ／ライタに向けて出力し（ステップＳ１１４）、認証処理を終了する。

上述したように、使用環境が異なることによって湿気や温度で指紋が変化したり、指紋センサ１２が影響を受けたりしたとしても、その使用環境に応じた閾値が使用されて判断され、適切に認証処理を実施できる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、処理部１０は、異なる指（例えば親指と人差し指等）の指紋テンプレートを用いて照合を行なう。図４は、第２実施形態におけるＩＣカード１の構成を示すブロック図である。第２実施形態におけるＩＣカード１は、記憶されているデータ及び処理の詳細を除き、第１実施形態におけるＩＣカード１の構成と同様である。したがって、共通する構成については第１実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図４に示すように、第２実施形態においてＩＣカード１のメモリ１０４には、予めユーザから登録される異なる指にそれぞれ対応して、使用環境別に指紋テンプレートに対する閾値が複数、記憶されている。

そしてプロセッサ１００は、異なる指それぞれの指紋テンプレートに対して合致するか否かを、使用環境に応じた閾値で判断する。以下、プロセッサ１００による処理手順の一例を説明する。

図５は、第２実施形態の処理部１０による認証処理手順の一例を示すフローチャートである。図５のフローチャートに示す処理手順のうち、第１実施形態の図３のフローチャートに示した処理手順と共通する手順については同一のステップ番号を付して詳細な説明を省略する。

処理部１０のプロセッサ１００は、使用環境を決定すると（Ｓ１０４）、決定した使用環境に対応する閾値を、異なる指に対して読み出す（ステップＳ１２５）。

プロセッサ１００は、指紋データを取得すると（Ｓ１０８）、メモリ１０４に記憶されている複数の指紋テンプレートのうち、１の指に対する指紋テンプレートを選択する（ステップＳ１２９）。プロセッサ１００は、選択した指紋テンプレートと、ステップＳ１２９で取得した指紋データとを照合し（ステップＳ１３０）、合致率を算出する（ステップＳ１１０）。

プロセッサ１００は、算出した合致率が、ステップＳ１２９で選択した指紋テンプレートに対して読み出した閾値よりも高いか否かを判断する（ステップＳ１３１）。合致率が前記閾値よりも高いと判断された場合（Ｓ１３１：ＹＥＳ）、プロセッサ１００は、認証成功と判断する（Ｓ１１２）。

ステップＳ１３１にてプロセッサ１００は、算出した合致率が、選択した指紋テンプレートに対して読み出した閾値以下であると判断した場合（Ｓ１３１：ＮＯ）、他の指の指紋テンプレートが残っているか否かを判断する（ステップＳ１３２）。残っていると判断された場合（Ｓ１３２：ＹＥＳ）、プロセッサ１００は、処理をステップＳ１２９へ戻す。

他の指紋テンプレートが残っていないと判断された場合（Ｓ１３２：ＮＯ）、プロセッサ１００は、認証失敗と判断し（Ｓ１１３）、処理をステップＳ１１４へ進める。

第２実施形態では、異なる指に対応し、且つ、使用環境に応じた指紋認証が可能となる。使用環境に応じた適切な指紋認証を実施することが可能になる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、使用環境に加えて、他の条件を考慮して閾値を適切に調整する。第３実施形態におけるＩＣカード１は、処理の詳細を除いて第１実施形態におけるＩＣカード１の構成と同様である。したがって、共通する構成については第１実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

第３実施形態においてメモリ１０４には、指紋テンプレートに対し、異なる使用環境別、及び、必要なセキュリティの高さ別の閾値が記憶されている。ＩＣカード１がクレジットカードの場合には、使用環境別、及び金額帯別の閾値がメモリ１０４に記憶される。ＩＣカード１が、情報へのアクセスキーに関するセキュアデバイスである場合、使用環境別、及び、アクセス対象のデータのセキュリティレベル別の閾値がメモリ１０４に記憶されるとよい。

セキュリティの高さについてプロセッサ１００は、ＩＣカード１の発行国と、ステップＳ１０４で決定した使用環境即ち国とが異なる場合にはセキュリティの高さを、高いと判断して使用してもよい。逆にプロセッサ１００は、ＩＣカード１の発行国と、ステップＳ１０４で決定した使用環境即ち国とが同一である場合、セキュリティの高さを、低いと判断して使用してもよい。

図６は、第３実施形態の処理部１０による認証処理手順の一例を示すフローチャートである。図６のフローチャートに示す処理手順のうち、第１実施形態の図３のフローチャートに示した処理手順と共通する手順については同一のステップ番号を付して詳細な説明を省略する。

第３実施形態においてプロセッサ１００は、使用環境を決定すると（Ｓ１０４）、認証におけるセキュリティの高さを示すデータをリーダ／ライタから取得する（ステップＳ３０１）。ステップＳ３０１の処理は、図６に示すように、ステップＳ１０４の使用環境を決定した後でもよいし、ステップＳ１０１の特定のコマンドを受信する処理よりも前であってもよい。

プロセッサ１００は、ステップＳ３０１でリーダ／ライタから取得したセキュリティの高さを示すデータと、ステップＳ１０４で決定した使用環境とに対応する閾値を読み出す（ステップＳ３０２）。

プロセッサ１００は、その後に指紋センサ１２から取得できる指紋データと、記憶してある指紋テンプレートとの照合して算出された合致率に対し、ステップＳ３０２で読み出した閾値との比較処理を実施し（Ｓ１１１）、認証処理を実行する。

これにより、使用環境且つ求められるセキュリティの高さに応じた指紋認証が可能となる。使用環境に応じた適切な指紋認証を実施することが可能になる。

第１から第３実施形態ではＩＣカードにおける指紋認証を例に説明した。しかしながら、指紋テンプレートの更新の対象はＩＣカードに限られない。例えば、情報や通信に対するロック機能を発揮する例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）デバイス（セキュアデバイス）における指紋センサを用いたロック解除に、上述の閾値の調整を適用してもよい。

上述のように開示された実施の形態は全ての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。

１ ＩＣカード
１０ 処理部
１００ プロセッサ
１０１ ＲＯＭ
１０４ メモリ
１Ｐ コンピュータプログラム
１２ 指紋センサ

Claims (9)

1. 非一時記憶媒体及び指紋センサを備えたカードに内蔵される処理部が、
   前記カードのリーダ／ライタから得られるデータに基づき、前記カードの使用環境を決定し、
   前記非一時記憶媒体に使用環境別に記憶されている閾値を、決定した使用環境に応じて読み出し、
   前記指紋センサにより取得した指紋データと、前記非一時記憶媒体に記憶されている照合用の指紋テンプレートとの合致率を算出し、
   算出した合致率と、読み出した閾値との比較により、前記カードの利用者を認証する
   情報処理方法。
2. 前記閾値は、前記カードが使用される国又は地域を識別するデータに対応付けられて記憶されている
   請求項１に記載の情報処理方法。
3. 前記閾値は、前記リーダ／ライタから得られる国識別コードに対応付けられて記憶されている
   請求項１に記載の情報処理方法。
4. 前記処理部は、前記リーダ／ライタから得られるデータに基づき決定した使用環境に対応する閾値が、前記非一時記憶媒体に記憶されていない場合、特定の閾値を読み出す
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の情報処理方法。
5. 前記非一時記憶媒体には、異なる指に対応する照合用の指紋テンプレートそれぞれに対して使用環境別の閾値が記憶されており、
   前記処理部は、決定した使用環境に対応する異なる指の指紋テンプレートの閾値を読み出す
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の情報処理方法。
6. 前記非一時記憶媒体には、セキュリティの高さ別、及び、使用環境別に閾値が記憶されており、
   前記処理部は、
   前記リーダ／ライタから得られるデータに基づき、必要なセキュリティの高さを決定し、
   決定したセキュリティの高さ、及び決定した使用環境に応じた閾値を読み出す
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の情報処理方法。
7. 指紋データを取得する指紋センサと、
   前記指紋データに対する照合用の指紋テンプレート、及び該指紋テンプレートに対する使用環境別の閾値を記憶する非一時記憶媒体と、
   前記指紋データ及び前記指紋テンプレートに対する処理を実行する処理部と
   を備え、
   前記処理部は、
   カードのリーダ／ライタから得られるデータに基づき、前記カードの使用環境を決定し、
   前記非一時記憶媒体から、決定した使用環境に対応する閾値を読み出し、
   前記指紋センサにより取得した指紋データと、前記非一時記憶媒体に記憶されている照合用の指紋テンプレートとの合致率を算出し、
   算出した合致率と、読み出した閾値との比較により、前記カードの利用者を認証する
   カード。
8. 指紋データを取得する指紋センサと、
   前記指紋データに対する照合用の指紋テンプレート、及び該指紋テンプレートに対する使用環境別の閾値を記憶する非一時記憶媒体と、
   前記指紋データ及び前記指紋テンプレートに対する処理を実行する処理部と
   を備え、
   前記処理部は、
   接続される外部装置から得られるデータに基づき、自デバイスの使用環境を決定し、
   前記非一時記憶媒体から、決定した使用環境に対応する閾値を読み出し、
   前記指紋センサにより取得した指紋データと、前記非一時記憶媒体に記憶されている照合用の指紋テンプレートとの合致率を算出し、
   算出した合致率と、読み出した閾値との比較により、自デバイスの利用者を認証する
   セキュアデバイス。
9. 非一時記憶媒体及び指紋センサを備えたコンピュータに、
   接続される外部装置から得られるデータに基づき、前記コンピュータの使用環境を決定し、
   前記非一時記憶媒体に使用環境別に記憶されている閾値を、決定した使用環境に応じて読み出し、
   前記指紋センサにより取得した指紋データと、前記非一時記憶媒体に記憶されている照合用の指紋テンプレートとの合致率を算出し、
   算出した合致率と、読み出した閾値との比較により、前記コンピュータの利用者を認証する
   処理を実行させるコンピュータプログラム。

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