JP4070001B2 - 署名認証システム、署名認証プログラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、署名認証システム、署名認証プログラム、特に複数の照合用署名データを用いて署名データの認証を行う認証処理手順の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、予め登録された照合用署名データと入力された署名データを認証して個人認証を行う署名認証システムが知られている。個人認証の手法としては、例えば、磁気カードや指紋による認証も挙げられるが、磁気カードはカードを持ち歩く必要があり、また指紋照合にはある種の抵抗感が伴なう。この点、署名、すなわち、自署する行為は、日常的に行われている行為であり、これを個人認証に適用することは何ら抵抗感なく受け入れられ、今後の社会がネットワーク化、電子化するに従って、署名認証は様々な場面での利用が期待されている。
【０００３】
このような署名認証の社会的需要の拡大に対応すべく署名認証システムは改良が重ねられている。その改良の１つとして、特開２００１−１５５１６１公報には、複数の照合用署名データを登録し、入力された署名データと比較認証し、複数の照合用署名データのうち少なくとも１つとの間で認証が確立すれば、認証成功と判定する署名認証装置が開示されている。この署名認証装置によれば、複数回署名を入力させてその署名同士の類似度を判断した上で、それら署名の平均値又は代表の署名１つを登録する方法に比べ、署名のばらつきが大きい人の署名をそのまま複数個登録することができるので、署名登録のユーザの負担を軽減する。また、照合用署名データが複数登録されているので、個々の照合用署名データと認証の適合範囲を厳しく設定することができ、認証の信頼性を向上させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記先行技術が問題点として挙げているように、個人署名のばらつきがある。一方で、署名のばらつきの問題とは別に、何回も署名を書くうちに、慣れ等により署名が変化していくことを経験的に観察することができる。このため、変化した署名では予め登録した照合用署名データと認証できない可能性がでてくるので、認証要求された新しい署名データを基に登録した照合用署名データの修正等を行う学習も行われている。
【０００５】
しかし、上記先行技術の署名認証装置のように、複数の照合用署名データが登録されている場合、どの署名データを学習させていくかにより、その後の各署名の認証率を変動させてしまうので、署名認証システムの信頼度に係わる重要な問題となる。
【０００６】
そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、複数の照合用署名データを用いて署名データの認証を行う場合の効率の良い学習を行うための認証処理手順を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の署名認証システムは、複数の照合用署名データを用いて、認証要求された署名データの認証を行う署名認証システムであって、認証要求された署名データを複数の照合用署名データの各々と照合させ、照合用署名データの１つと認証が成立したときに、照合を終了し、署名データの認証を行う認証手段と、認証手段で認証が成立した照合用署名データを、認証要求された署名データに置換又は近似させる学習手段と、複数回の認証が行われる場合において、認証要求された署名データと複数の照合用署名データとの照合頻度が平均化されるように、認証手段の照合対象となる照合用署名データを切り替えて、学習の分散を図る照合対象切替手段と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の署名認証システムの照合対象切替手段は、照合頻度が平均化されるように、複数の照合用署名データを循環させて照合対象を切り替えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の署名認証プログラムは、コンピュータに、複数の照合用署名データを用いて、認証要求された署名データの認証させるための署名認証プログラムであって、コンピュータを、認証要求された署名データを複数の照合用署名データの各々と照合させ、照合用署名データの１つと認証が成立したときに、照合を終了し、署名データの認証を行う認証手段と、認証手段で認証が成立した照合用署名データを、認証要求された署名データに置換又は近似させる学習手段と、
複数回の認証が行われる場合において、認証要求された署名データと複数の照合用署名データとの照合頻度が平均化されるように、認証手段の照合対象となる照合用署名データを切り替えて、学習の分散を図る照合対象切替手段として機能させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の署名認証プログラムの照合対象切替手段は、照合頻度が平均化されるように、複数の照合用署名データを循環させて照合対象を切り替えることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態（以下、実施形態という）について、図面を参照し説明する。
【００１２】
実施形態１
図１は、実施形態１の署名認証システムの構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、署名認証システムは、基本的に、署名が入力される署名入力装置１と、入力された署名の登録／認証処理を行う署名認証装置２と、複数の照合用署名データが登録される登録データベースサーバ３と、から構成されている。本実施形態の署名認証装置２は、パーソナルコンピュータ等のハードウェアで実現される。また、署名認証装置２と登録データベースサーバ３は、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）で接続されている。
【００１４】
本実施形態の署名認証システムは、署名認証時、複数の照合用署名データを順々に照合させ、照合用署名データの１つと認証が成立したときに、照合を終了し、署名データの認証を行い、認証が成立した照合用署名データを学習させる。本実施形態において特徴的なことは、繰り返し行われる認証処理において、複数の照合用署名データの照合頻度が平均化されるように、複数の照合用署名データを循環させて照合させ、照合用署名データの学習の分散を図っている点である。
【００１５】
署名入力装置１は、一般的なペンタブレットで構成され、署名の登録時、認証時に署名が入力される。ペンタブレット１は、その表面に備えられたセンサ上でユーザが動かすペンの動きに沿って、横方向の位置（Ｘ座標）と縦方向の位置（Ｙ座標）と、筆圧データを一定時間毎に検出し、署名データとして署名認証装置２に出力する。
【００１６】
署名認証装置２は、ペンタブレット１に入力された署名データの入力を受け付ける入力部１０と、入力された署名データの確認処理を行う署名確認部１２と、入力された署名データの座標変換を行う正規化部１４と、を有している。更に、署名登録のための機能として、正規化部１４から出力される署名データを登録データベースサーバ３に登録する署名書き込み部１６を有する。また、署名認証のための機能として、認証要求された署名データと複数の照合用署名データと照合し、認証要求された署名データの認証を行う認証部１８と、認証部１８で認証が成立した照合用署名データを学習させる学習部２０と、認証部１８に照合対象となる照合用署名データを切り替えて供給する照合対象切替部２２と、を備えている。
【００１７】
入力部１０は、ペンタブレット１から出力される署名データを一時的に蓄え、署名確認部１２と、正規化部１４に出力する。
【００１８】
署名確認部１２は、ペンタブレット１に入力された署名を表示装置（図示せず）に出力する。これにより、ユーザは、登録時又は認証時に自ら入力した署名をチェックすることができる。なお、署名の確認が必要でない場合には、特にこの機能を設ける必要はない。
【００１９】
正規化部１４は、入力部１０に入力された署名データの座標変換を行う。ペンタブレット１のセンサ面の署名位置については、特に特定されていないため、ユーザはある程度自由な位置に署名を入力することができる。このため、署名照合のため、入力された署名を絶対座標から相対座標に変換する必要があり、正規化部１４は、これら入力される署名を例えば所定の位置からの相対座標に変換する。
【００２０】
署名書き込み部１６は、正規化部１４で正規化された署名データを登録データベースサーバ３に登録する。本実施形態においては、１ユーザが複数の照合用署名データを登録することができるので、照合用署名データにそれぞれ登録番号ｓを付して登録データベースサーバ３に送信する。
【００２１】
登録データベースサーバ３は、署名書き込み部１６からユーザ名、署名データを受信し、ユーザ名、登録番号を対応付けて複数の照合用署名データを格納する。
【００２２】
図２は、登録データベースサーバ３の照合用署名データの登録例を示す図である。図２に示すように、登録データベースサーバ３には、ユーザ毎に登録番号ｓと複数の照合用署名データが関連づけられて格納されている。例えば、登録データベースサーバ３には、１ユーザ毎に９個の照合用署名データを登録すると好適である。９個程度の登録数であると、認証処理において９回照合を行ってもユーザに認証成立までの時間を遅いと感じさせることがないからである。また、登録データベースサーバ３は、前回の認証結果を記憶している。これにより、後述するように、前回の認証結果を参照し認証処理の照合開始位置を読み出し、登録番号ｓが付されたｎ個の照合用署名データを循環して、言い換えると、サイクリックに照合させることができる。図２は、前回の認証で、３番目に登録された照合用署名データで認証が成立したことを表している。また、認証が成立した回数を記憶しても好適である。
【００２３】
認証部１８は、認証要求された署名データと複数の照合用署名データと各々照合する。この照合は、ＤＰマッチング法等の方法が用いられ、認証要求された署名データと照合用署名データとが所定の適合度で一致するか否かが比較される。認証要求された署名データが所定の適合度で一致した場合は、認証成立と判断する。本実施形態においては、登録データベースサーバ３には複数の照合用署名データが登録されているが、認証部１８は、それらの１つと所定の適合度で一致すれば認証を成立させ、照合を終了し、署名データの認証を行う。認証が成立した場合は、認証が成立したことを表す認証結果のデータを外部の表示装置（図示せず）に出力する。
【００２４】
学習部２０は、認証部１８で認証が成立した照合用署名データを、認証要求された署名データに基づいて学習させる。例えば、この学習は、認証が成立した照合用署名データを認証要求された署名データと置換させる。または、認証が成立した照合用署名データと認証要求された署名データと平均値を取ったり、認証要求された署名データに所定の重み付けを行って認証が成立した照合用署名データに加算し近似させる。このように、認証が成立した照合用署名データを学習させるので、ユーザの署名の経年変化に対応させることができ、認証率の高い照合用署名データを常に保持することができる。
【００２５】
照合対象切替部２２は、登録データベースサーバ３から照合用署名データを取り出し、認証部１８に照合対象となる照合用署名データを供給する。本実施形態においては、複数回の認証が行われる場合において、言い換えると、繰り返し認証が行われる場合において、認証要求された署名データと複数の照合用署名データとの照合頻度が平均化するように、複数の照合用署名データの読み出し位置を選択して認証部１８に供給する。
【００２６】
好適には、照合対象切替部２２は、複数の照合用署名データを循環させて照合対象を切り替えている。例えば、図２に示すように、前回の認証処理において、３番目の照合用署名データで認証が成立している場合、照合対象切替部２２は、今回の認証処理においては、この認証結果を参照して、認証部１８に４番目の照合用署名データから供給する。そして、認証が成立するまで、４，５，６，７，８，９，１，２，３という順番で照合用署名データを認証部１８に供給する。
【００２７】
このように、４番目の照合用署名データから照合を開始すると、３番目の照合用署名データは１番最後に照合が行われることになり、３番目の照合用署名データで認証が成立する可能性は低くなる。すなわち、前回認証が成立した照合用署名データの次に登録されている照合用署名データから照合を開始し照合用署名データを循環させて照合を行い、照合頻度を平均化させることにより、認証頻度を分散化させることができる。本実施形態においては上述したように、照合用署名データの学習は、認証が成立した照合用署名データに対して行われるので、各照合用署名データの認証頻度を分散化させることによって、その学習を分散化することができる。従って、登録された総ての照合用署名データを署名の経年変化に対応させることができ、この結果、各照合用署名データの認証率の精度を向上させ、維持することができ、全体として認証率を向上させることができる。
【００２８】
また、図２に示したように、登録データベースサーバ３には、認証成立回数を記憶している。このように、照合頻度を平均化させて照合を行う場合において、認証成立回数が少ない照合用署名データは、もはやサンプルとしての機能を果たさないと判断することができる。例えば、ある程度照合を行った後で、認証成立回数を参照して、認証成立回数が少ない照合用署名データの登録を削除し、照合スピードを向上させたり、登録数を少なくすることでセキュリティを向上することができる。
【００２９】
次に、本実施形態の署名認証システムの署名の登録、署名の認証の作用について説明する。
【００３０】
最初に、本実施形態の署名の登録処理について説明する。図３は、本実施形態
の署名の登録処理を示すフローチャートである。
【００３１】
図３に示すように、登録番号ｓを１に初期設定する（Ｓ１０）。ユーザは、入力装置（図示せず）からユーザ名を入力すると供に、ペンタブレット１に署名を入力する（Ｓ１２）。ペンタブレット１に署名が入力されると、入力部１０は、その署名データを署名確認部１２に出力し、署名確認部１２は、表示装置（図示せず）に署名を表示する（Ｓ１４）。ユーザは、ペンタブレット１に入力された署名を確認し、その署名が失敗したと考える場合には署名の再入力を要求し（Ｓ１６でＮＧ）、ペンタブレット１に署名を再入力する。ユーザは、その入力した署名で良いと考える場合には署名の登録処理を指示する（Ｓ１６でＯＫ）。ユーザにより登録処理を指示されると、入力された署名は、正規化部１４で正規化された後、署名書き込み部１６に出力され、署名書き込み部１６は、ｓ番目の照合用署名データを登録データベースサーバ３に送信する。登録データベースサーバ３は、署名書き込み部１６から署名データ等が送信されると、ユーザ名、登録番号ｓと照合用署名データとを対応づけて格納する（Ｓ１８）。次に、ｓ番目の照合用署名データの登録が終了すると、署名書き込み部１６は、ｓに１を加算する（ｓ＝ｓ＋１）（Ｓ２０）。ｓが登録数ｎを超えていないかを判断する（ｓ＜ｎ？）（Ｓ２２）。登録数ｎを超えていない場合は（Ｓ２２でＹＥＳ）、Ｓ１２に戻り、続けて、ユーザはペンタブレット１に署名を入力し、複数の照合用署名データを登録する。登録数ｎを超えると署名入力を終了する（Ｓ２２でＮＯ）。
【００３２】
このようにして、ｎ個の照合用署名データが登録データベースサーバ３に格納される。
【００３３】
次に、本実施形態の署名の認証処理について説明する。図４は、本実施形態の署名の認証処理を示すフローチャートである。
【００３４】
図４に示すように、照合対象切替部２２は、照合回数ｉを１に初期設定する（ｉ＝１）（Ｓ３０）。ユーザは、ペンタブレット１に認証要求するための署名を入力する（Ｓ３２）。
【００３５】
本実施形態において特徴的なことは、前回の認証処理で認証が成立した照合用署名データの次の照合用署名データから照合を開始させている点である。すなわち、登録データベースサーバ３は、前回の認証結果を記憶しているので、照合対象切替部２２は、登録データベースサーバ３を参照して、前回の認証が成立した登録番号ｓに１を加算する（ｓ＝ｓ＋１）（Ｓ３４）。次に、登録番号ｓが登録数ｎを超えていないかを判断する（ｓ＜ｎ？）（Ｓ３６）。登録数ｎを超えている場合には、繰り返しループの先頭に戻るために、登録番号ｓを１にする（ｓ＝１）（Ｓ３８）。照合対象切替部２２は、ｓ番目の照合用署名データを認証部１８に供給する。認証部１８は、認証要求された署名データとｓ番目の照合用署名データと照合する（Ｓ４０）。これにより、複数の照合用署名データの照合頻度が平均化され、各照合用署名データの認証頻度を分散化させることができる。
【００３６】
認証部１８は、認証要求された署名データとｓ番目の照合用署名データとが所定の適合度を満たしているか照合判定を行う（Ｓ４２）。認証部１８が所定の適合度を満たしていないと判定した場合（Ｓ４２でＮＯ）、照合対象切替部２２は、照合回数ｉに１を加算する（ｉ＝ｉ＋１）（Ｓ４４）。次に、照合回数ｉが登録数ｎを超えていないか判断する（Ｓ４６）。照合回数ｉが登録数ｎを超えていない場合は、Ｓ３４に戻り、照合対象切替部２２は、登録番号ｓに１を加算し（Ｓ３４）、登録番号ｓ（次の登録番号）の照合用署名データを認証部１８に供給する。この照合は、照合回数ｉが登録数ｎを超えるまで繰り返され、照合回数ｉが登録数を超えた場合には（Ｓ４６でＮＯ）、認証不成立となる（Ｓ４８）。
【００３７】
Ｓ４２で、認証部１８が所定の適合度を満たすと判定した場合、認証要求された署名データの認証を成立させる（Ｓ５０）。認証部１８は、認証を成立させた場合、認証が成立したことを外部に出力すると供に、認証結果を学習部２０に出力する。学習部２０は、認証が成立したｓ番目の照合用署名データを学習させ、登録データベースサーバ３に登録させる（Ｓ５２）。また、このとき、認証が成立した照合用署名データの登録番号ｓを登録データベースサーバ３に保存する（Ｓ５４）。これにより、次の認証時に、照合対象切替部２２は、この登録データベースサーバ３の認証結果を参照して、前回認証が成立した次の照合用署名データから照合を開始させることができる。
【００３８】
以上説明したとおり、本実施形態においては、Ｓ３４、Ｓ５４から理解できるように、認証時には、前回認証が成立した照合用署名データの次に登録されている照合用署名データから照合が行われる。このように、複数の照合用署名データを循環させて照合を行うことにしたので、照合用署名データの照合が平均化され、照合用署名データの認証頻度が分散され、学習の分散を図ることができる。
【００３９】
なお、本実施形態においては、Ｓ３４で、前回の登録番号ｓに１を加算し、照合開始しているが、Ｓ５０で認証が成立した後に登録番号ｓに１を加算し、次の照合開始位置としてＳ＋１を記憶しておいても好適である。
【００４０】
実施形態２．
実施形態２は、本発明の署名認証システムを、ネットワーク上に配置され、他のアプリケーションサーバからの認証要求に対して認証処理を行う署名認証サーバとして実現する。
【００４１】
図５は、本実施形態の署名認証サーバの全体構成を示す図である。図５に示すように、ネットワーク上に設けられているアプリケーションサーバ４と、アプリケーションサーバ４のサービスを利用するユーザ端末５と、ユーザ端末５の認証に利用される署名認証サーバ６と、が示されている。
【００４２】
アプリケーションサーバ４は、インターネット上におけるＷＷＷサーバや各種のデータベース等、種々のサービスを提供するサーバである。アプリケーションサーバ４は、ネットワーク上に複数設けられてもよい。本実施形態の署名認証サーバは、ユーザ端末５がアプリケーションサーバ４にサービス提供を要求した場合に、アプリケーションサーバ４がユーザの認証を行うのではなく、署名認証サーバ６を用いて行われる。
【００４３】
すなわち、署名認証サーバ６は、図５に示すように、実施形態１で示した認証部１８、学習部２０、照合対象切替部２２を有している。また、複数の照合用署名データを記憶する登録データベース２４を有しており、図２に示すように、複数の照合用署名データが格納されている。
【００４４】
一方、ユーザ端末５は、署名を入力する入力装置１と、入力部１０と、署名確認部１２、正規化部１４と、を有している。更に、ユーザ端末５は、ユーザ端末５に入力された署名データをアプリケーションサーバ４に送信し、アプリケーションサーバ４からのデータを受信する送受信部２６を有している。
【００４５】
ユーザ端末５がアプリケーションサーバ４にサービス提供を要求すると、アプリケーションサーバ４は、ユーザ端末５にユーザを認証するために署名を要求する。ユーザは、入力装置１から署名を入力し、入力された署名はアプリケーションサーバ４、ネットワークを介して、署名認証サーバ６に送信される。
【００４６】
署名認証サーバ６は、実施形態１で説明したように、認証要求された署名データと登録データベース２４に登録されている複数の照合用署名データと照合を行い、認証要求された署名の認証や照合用署名データの学習を行う。認証処理が終了すれば、証明認証サーバ６は、その認証結果をアプリケーションサーバ４に返信し、アプリケーションサーバ４は、ユーザ端末５に認証結果を送信する。
【００４７】
実施形態２の署名認証サーバは、アプリケーションサーバ毎に登録される照合用署名データの登録を１つにまとめセキュリティを向上させると供に、アプリケーションサーバ毎に設けられる署名認証の機能を１つまとめることができ、ネットワーク上の効率的な資源の運用が可能になる。
【００４８】
また、本発明の署名認証システムをＰＤＡ等の携帯情報端末に対しても適用可能である。携帯情報端末のＣＰＵが署名登録や認証処理プログラムをＲＯＭから読み出し、ワークエリアとなるＲＡＭを用いてプログラムを実行する。照合のための複数の照合用署名データは、ＲＯＭに記憶させておく。
【００４９】
携帯情報端末等に適用することで、情報携帯端末が盗難に遭った場合、情報の盗難を防止することができる。
【００５０】
更に、本発明の署名認証システム又はその方法について、これら処理機能をアプリケーションプログラムで実現し、このプログラムをＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤーＲＡＭ等、電磁気的、光学的に情報を記憶するコンピュータにより読取り可能な記録媒体に記憶しても好適である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、複数の照合用署名データを用いて、認証要求された署名データの複数回の認証処理が行われる場合において、認証要求された署名データと複数の照合用署名データとの照合頻度が平均化されるようにしたので、学習の分散を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態１の署名認証システムの構成を示すブロック図である。
【図２】 登録データベースサーバの照合用署名データの登録例を示す図で
ある。
【図３】 実施形態の署名の登録処理を示すフローチャートである。
【図４】 実施形態の署名の認証処理を示すフローチャートである。
【図５】 実施形態２の署名認証サーバの全体構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 入力装置、２ 署名認証装置、３ 登録データベースサーバ、４ アプリケーションサーバ、５ ユーザ端末、６ 署名認証サーバ、１０ 入力部、１２ 署名確認部、１４ 正規化部、１６ 署名書き込み部、１８ 認証部、２０ 学習部、２２ 照合対象切替部、２４ 登録データベース、２６ 送受信部。

Claims (4)

1. 複数の照合用署名データを用いて、認証要求された署名データの認証を行う署名認証システムであって、
   認証要求された署名データを複数の照合用署名データの各々と照合させ、照合用署名データの１つと認証が成立したときに、照合を終了し、前記署名データの認証を行う認証手段と、
   前記認証手段で認証が成立した照合用署名データを、認証要求された署名データに置換又は近似させる学習手段と、
   複数回の認証が行われる場合において、認証要求された署名データと複数の照合用署名データとの照合頻度が平均化されるように、前記認証手段の照合対象となる照合用署名データを切り替えて、学習の分散を図る照合対象切替手段と、
   を含むことを特徴とする署名認証システム。
2. 請求項１に記載の署名認証システムであって、
   前記照合対象切替手段は、
   照合頻度が平均化されるように、複数の照合用署名データを循環させて照合対象を切り替えることを特徴とする署名認証システム。
3. コンピュータに、複数の照合用署名データを用いて、認証要求された署名データの認証させるための署名認証プログラムであって、前記コンピュータを、認証要求された署名データを複数の照合用署名データの各々と照合させ、照合用署名データの１つと認証が成立したときに、照合を終了し、前記署名データの認証を行う認証手段と、
   前記認証手段で認証が成立した照合用署名データを、認証要求された署名データに置換又は近似させる学習手段と、
   複数回の認証が行われる場合において、認証要求された署名データと複数の照合用署名データとの照合頻度が平均化されるように、前記認証手段の照合対象となる照合用署名データを切り替えて、学習の分散を図る照合対象切替手段として機能させるための署名認証プログラム。
4. 請求項３に記載の署名認証プログラムであって、
   前記照合対象切替手段は、照合頻度が平均化されるように、複数の照合用署名データを循環させて照合対象を切り替えることを特徴とする署名認証プログラム。

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