JP4411916B2 - ユーザ認証システム - Google Patents

Description

本発明は、ユーザ認証システムに関する。特に、人の身体的特徴を利用してユーザを認証するユーザ認証システムに関する。

近年、暗証番号やパスワード等に比して、より確実な認証が出来る事から、人の身体的特徴を利用して本人確認をするバイオメトリクス認証に関心が高まっている。

バイオメトリクス認証として、指紋パターン、声紋パターン、網膜パターン、静脈パターン等を利用する認証が知られている。

バイオメトリクス認証では、ユーザが予め登録した身体的特徴パターンと、ユーザから採取した身体的特徴パターンとを照合する事で認証を行っている。このように、個人毎に異なる身体的特徴を利用して認証をする事で、より確実な本人確認を行う事が出来る。

しかしながら、例えば、指紋認証では、ユーザの指紋を偽造された場合、第三者による認証、所謂「なりすまし」が可能となってしまう問題がある。

このように、如何に人の身体的特徴を利用して認証をしても、その身体的特徴の偽造がなされるなど、第三者による不正な認証がされてしまう事がある。

このことから、より確実な認証、即ち、第三者による不正な認証を防止するセキュリティの向上が望まれている。

特許文献１には、ユーザに入力させる指をランダムに選択して、例えば、「右手の親指を検査部に押し当てて下さい。」等のガイダンスをユーザに出力し、ユーザからガイダンスに対応する指紋パターンを採取する事でユーザの認証をする事が開示されている。
特開平１１−５３５４０号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術思想では、ユーザの入力する指種を無作為に選択してユーザに提示して、対応する指紋の入力をユーザに促す事で、指紋認証時におけるセキュリティをある程度向上させる事は可能であるが、「右手の親指を検査部に押し当てて下さい。」等のガイダンス、即ち誰にでも理解出来る情報で入力の指示をする為、全ての指紋を偽造された場合、第三者による不正な認証を防止する事は出来ない。

上記のように、バイオメトリクス認証のセキュリティの向上を目指したユーザ認証システムが提案されてきたが、第三者による不正な認証を完全に防止する事は出来ないものである。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、第三者には知り得ない情報、即ちユーザしか知り得ない秘匿性の高い情報を用いて身体的特徴パターンの入力を促す事で、身体的特徴パターンの偽造がされたとしても第三者による不正な認証、所謂「なりすまし」を防止する事の出来るユーザ認証システムを提供する事を目的とする。

上記の課題を解決する為に、本発明のユーザ認証システムは、ユーザのみが理解出来る暗号を生体情報と対応付けて定めておき、ユーザに暗号を提示し、ユーザからその暗号に対応する生体情報を採取して、暗号に対応する生体情報とユーザから採取した生体情報とを照合する事で第三者による不正な認証を防止する事が出来る。

即ち、生体情報を照合する事でユーザの認証をするユーザ認証システムにおいて、ユーザ、当該ユーザに対応付けられた複数の生体情報、及び当該複数の生体情報に夫々対応付けられ、対応する生体情報を当該ユーザのみ一意に識別出来るように定められた暗号を格納する生体情報記憶手段と、前記生体情報記憶手段を参照して、生体情報に対応付けられた暗号を無作為に選択して、ユーザに提示する暗号出力手段と、前記ユーザの生体情報を採取する生体情報入力手段と、前記ユーザに提示した暗号に対応する生体情報と前記生体情報入力手段で採取した前記ユーザの生体情報とを照合する生体情報照合手段とを備えた事を特徴とする。

本発明は、上記のように、生体情報に対して少なくとも１つの暗号を定めており、生体情報と暗号との対応付けは、ユーザしか理解出来ないものであり、その暗号を無作為にユーザに提示している。そして、ユーザからこの暗号に対応する生体情報の入力を受け付け、ユーザ認証をする。このように、ユーザに提示する暗号は、ユーザにのみ理解出来るものであり、第三者は、暗号に対応する生体情報を知り得る事は無く、対応する生体情報の入力をする事が出来ない。従って、如何に全ての生体情報を偽造されたとしても、第三者による不正な認証を防止する事が出来る。

また、本発明のユーザ認証システムは、暗号を音声情報としてユーザに提示する構成としても良い。このような構成にした場合、ユーザの生体情報入力作業中に第三者に暗号と生体情報との対応関係を見られる等、認証条件が第三者に漏洩する事が無くなる。更に、音声情報を用いる為、視力の弱い高齢者や視覚障害者等にも使い易いものとなり、有用なユーザ認証システムとなる。

本発明のユーザ認証システムによれば、ユーザ識別子及びユーザの生体情報にユーザのみが理解出来る少なくとも１つの暗号を対応付けて記憶し、ユーザ認証時に、無作為に選択した所定数の暗号をユーザに提示して、ユーザの入力した生体情報と暗号に対応する生体情報とを照合する事でユーザ認証をしている。このような構成により、ユーザ認証時の生体情報入力指示が暗号でされる為、第三者は、何を入力すれば良いか判断出来ず、不正な認証、所謂「なりすまし」をする事が出来ない。従って、本発明のユーザ認証システムでは、第三者による不正な認証、所謂「なりすまし」を防ぐ事が出来る。特に、暗号群を数多く登録すれば、より大きな効果を奏する事が出来る。更に、イヤホンを介してユーザに暗号を音声情報として提示するならば、暗号と生体情報との対応関係が第三者に漏洩する事が完全に無くなり、第三者による不正な認証を防ぐ事が出来る。また、音声情報を用いてユーザに暗号を提示する為、視力の弱い高齢者や視覚障害者にとっても使い易いものとなる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

本発明の実施例に係るユーザ認証システムの処理態様を、図１乃至図９を用いて説明する。

本実施例では、身体的特徴パターン、即ち生体情報に指紋情報を利用した指紋認証を例に説明をする。

尚、本発明のユーザ認証システムは、指紋認証に限られるものでなく、声紋認証、静脈認証、網膜認証等、バイオメトリクス認証で利用されるもの全てを利用する事が出来る。

図１は、本発明の実施例に係るユーザ認証システムの概要を示す全体構成図である。

図１に示すように、本発明の実施例に係るユーザ認証システムは、生体情報照合部１、暗号選択部２、生体情報入力部３、暗号出力部４及び生体情報記憶部５で構成されている。

生体情報記憶部５は、ユーザ及びユーザの指毎に定められた暗号及び指紋情報を記憶するものである。

暗号選択部２は、ユーザに対応付けられた暗号を生体情報記憶部５から無作為に取得するものである。

暗号出力部４は、ディスプレイ装置やスピーカ等の出力装置を介して、暗号選択部２で取得した暗号をユーザに提示するものである。

生体情報入力部３は、ユーザの指紋を採取するものであり、一般的な指紋センサが用いられる。

生体情報照合部１は、暗号出力部４で出力した暗号に対応する指紋情報を生体情報記憶部５から取得して、生体情報入力部３で採取したユーザの指紋と照合するものである。

尚、本実施例では、生体情報として指紋情報を用いて説明しているが、声紋であると、生体入力部３には、マイクが用いられる事になり、生体情報記憶部５では、ユーザの声紋パターンが記憶される事になる。

ここで、図１に示すユーザ認証システムは、図５乃至図７に示す構成とする事も出来る。

図１に示す生体情報照合部１、暗号選択部２、生体情報入力部３、暗号出力部４及び生体情報記憶部５は、図５乃至図７に示すユーザ認証システムの構成においても同様の機能を有するものである為、同一の符号を使用する。

図５は、パーソナルコンピュータ６をスタンドアロンで構成する事で、ユーザ認証システムを構成した例である。

図５に例示するユーザ認証システムでは、生体情報照合部１、暗号選択部２及び生体情報記憶部５をパーソナルコンピュータ６に備え、パーソナルコンピュータ６に接続した一般的な指紋センサを生体情報入力部３として、パーソナルコンピュータ６の備えるディスプレイ装置を暗号出力部４として構成されている。

図５に例示するユーザ認証システムは、主にスタンドアロンで動作するパーソナルコンピュータ６にユーザがログインする際の認証に有効である。

図６は、ネットワーク網７を介して通信する事の出来るパーソナルコンピュータ６及びサーバ８でユーザ認証システムを構成した例である。

図６に例示するユーザ認証システムでは、生体情報記憶部５をサーバ８に備えた事が図５に例示したユーザ認証システムと異なる。図６に示すユーザ認証システムの生体情報照合部１及び暗号選択部２は、生体情報記憶部５を参照する場合、ネットワーク網７を介してサーバ８に接続する事になる。このように、図６に示すユーザ認証システムでは、ユーザ情報や指紋情報をサーバ８だけで一元管理する事が出来る。従って、多数の従業員を一括管理するオフィス等でのユーザ認証等に有効である。

図７は、ユーザ認証システムを専用のハードウェアで構成した例である。

図７に例示するユーザ認証システムは、生体情報入力部３及び暗号出力部４をユーザに使い易くかつ分り易く構成したものであり、図５に示すユーザ認証システムと同様の構成となっている。図７に例示するユーザ認証システムは、各家庭のドアの施錠、開錠をする際のユーザ認証に用いると有効である。また、図６に例示するユーザ認証システムのように、生体情報記憶部５を別に備えるようにしても良い。

次に、ユーザＡがユーザ認証システムを用いて指紋認証をする際の手順について説明をする。

図２は、ユーザＡがユーザ認証をする際の処理をフローチャートに示したものである。

ユーザ認証システムは、ユーザＡから認証要求をされると、生体情報記憶部５を参照して、ユーザＡの特定を行う（Ｓ２−１）。

ここで、生体情報記憶部５のレコード構成例を図３に示す。

図３に例示した生体情報記憶部５は、ユーザ識別子フィールド、指種フィールド、手種フィールド、暗号１フィールド、暗号２フィールド、暗号３フィールド及び生体情報フィールドで構成されている。

尚、図３に示した構成例は、本実施例を説明するのに好適な例を示したものに過ぎず、ユーザ識別子フィールド、生体情報フィールド及び暗号１フィールドが本発明における必要最低限の構成となっている。

ユーザ識別子フィールドは、ユーザを特定出来る情報、即ちユーザ識別子が記憶されるフィールドである。

指種フィールドは、「親指」や「人差指」等、指の種類が記憶されるフィールドである。

手種フィールドは、指種フィールドに記憶した指種が左右どちらの手のものか記憶されるフィールドである。

尚、この指種フィールド及び手種フィールドは、本実施例を説明するのに好適な為、便宜上付加したフィールドであり、声紋認証等用いる時には、必要のないフィールドである。

暗号１フィールド乃至暗号３フィールドは、夫々、ユーザ識別子、指種及び手種に対応する暗号が記憶されるフィールドである。ここで、暗号は、予めユーザによって定められるものであり、文字、数字、記号、音声情報、画像情報等何を用いても構わない。また、本実施例においては、暗号１フィールド乃至暗号３フィールドという３つのフィールドで説明しているが、フィールド数は何個でも良く、フィールド数をこれに限定するものではない。

生体情報フィールドは、ユーザの身体的特徴を特定する上で必要な情報が記憶されるフィールドであり、本実施例では、公知の指紋特徴情報を記憶している。これは、指紋の特徴を示すものであって、指紋そのものの画像を含む場合もある。尚、声紋情報等用いる時には、それらを特定する公知の特徴情報を記憶するものとなる。この場合、声紋認証であれば、ユーザが発話した音声試料を記憶し、静脈認証であれば、手の甲や手の平や指先の静脈パターンを記憶し、網膜認証であれば、ユーザの両目の網膜パターンを記憶する。また、指紋特徴情報、音声試料、静脈パターン及び網膜パターンは組み合わせて同一ユーザに登録する事も出来る。

Ｓ２−１では、ユーザＡが生体情報入力部３に指を乗せた事を契機として、生体情報入力部３で指紋を採取し、生体情報記憶部５に記憶された指紋特徴情報と合致するものを検索し、その指紋特徴情報に対応するユーザ識別子を取得する事でユーザの特定をしている。ここで、ユーザを特定するＳ２−１の処理は、例えば、ユーザにユーザ識別子の入力を求め、当該ユーザ識別子が生体情報記憶部５に登録されているか検索するようにしても良く、上記に限定するものではない。

ユーザが特定出来なかった場合（Ｓ２−２）、即ち、生体情報記憶部５にユーザ識別子が登録されていない場合には、第三者による不正な認証を試みる行為と見なされ、ユーザ認証をする事が出来ない（Ｓ２−１０）。

ユーザが特定できた場合（Ｓ２−２）、即ち生体情報記憶部５にユーザ識別子が登録されている場合には、暗号選択部２において、ユーザ識別子に対応する暗号を無作為に所定数選択する（Ｓ２−３）。

本実施例における「ユーザＡ」に対応する暗号とは、暗号１フィールド乃至暗号３フィールドに記憶された暗号群の事であって、図３では、総数「３０」種類登録されているものである。Ｓ２−３では、この暗号群の中から無作為に所定数選択する事になる。本実施例では、この所定数を「５」であるものとして説明をする。尚、所定数に関しては、後述する暗号出力部４で説明する。また、Ｓ２−３の処理で、暗号群から暗号「★」、「Ｅ」、「ほ」、「◎」及び「Ｇ」を無作為に選択したものとして以下の説明を行う。

暗号選択部２で暗号群から無作為に暗号を所定数選択すると、次に、暗号出力部４の処理で、暗号出力画面を表示して、選択した暗号をユーザＡに提示する（Ｓ２−４）。

暗号出力画面の表示例を図４に示す。

図４に示す暗号出力画面は、上段の暗号出力領域、下段の認証状況確認領域で構成されている。

暗号出力領域は、暗号選択部２で無作為に所定数選択した暗号を出力する領域である。ここで、図４に例示した暗号出力領域には、暗号を５つ出力する領域を設けているが、この暗号出力領域の数が暗号選択部２で無作為に選択する暗号の所定数である。図４に示す例では、暗号選択部２で無作為に選択した暗号「★」、「Ｅ」、「ほ」、「◎」及び「Ｇ」が、暗号出力領域に出力されている。

認証状況確認領域は、暗号出力領域に出力された暗号に対応して、どの暗号まで指紋認証されているか示すものである。図４に示す例では、暗号「ほ」まで指紋認証が成功している事を示しており、次に入力対象となる指は、暗号「◎」に対応するものである事を示している。

また、この暗号出力画面は、図５及び図６に例示したユーザ認証システムでは、パーソナルコンピュータ６の表示装置に表示され、図７に例示したユーザ認証システムでは、暗号出力領域のみ暗号出力部４に表示される。

暗号出力部４で、暗号出力画面をユーザＡに提示すると、ユーザＡは、暗号に対応する指紋を生体情報入力部３に入力する（Ｓ２−５）。

具体的には、図４に示す例では、暗号「◎」に対応する指の指紋を指紋センサで読み込ませる事になる。

生体情報入力部３でユーザＡの入力した指紋を採取すると、生体情報照合部１は、ユーザ識別子「ユーザＡ」及び暗号「◎」に対応する指紋情報を生体情報記憶部５から取得して、ユーザＡの入力した指紋と照合する（Ｓ２−６）。

ユーザ識別子「ユーザＡ」及び暗号「◎」に対応するのは、「左手の人差指」である。ここで、ユーザＡが左手の人差指を入力していなければ、予め登録された左手の人差指の指紋特徴情報との照合は失敗する事になり（Ｓ２−７）、第三者による不正な認証を試みる行為と見なされ、ユーザ認証をする事が出来ない（Ｓ２−１０）。ユーザＡが左手の人差指を入力していれば、左手の人差指の指紋と予め登録された指紋特徴情報との照合は成功する事になる（Ｓ２−７）。

生体情報照合部１で、照合が成功すると、図４に例示する暗号出力画面の暗号出力領域に表示された「◎」に対応する認証状況確認領域に「＊」が表示される。そして、全ての認証状況確認領域に「＊」が表示されていれば（Ｓ２−８）、ユーザは認証されるべき正しいユーザであると判断される（Ｓ２−９）。全ての認証状況確認領域に「＊」が表示されていなければ、Ｓ２−５の処理に戻り、暗号に対応する指紋採取から照合までのステップを繰り返し実行する事になる（Ｓ２−８）。

ここで、Ｓ２−８では、全ての認証状況確認領域に「＊」が表示されているか否かで判断をしたが、所定数の照合がなされたかどうか判定出来れば如何なる処理でも良く、これに限定するものではない。

また、暗号出力部４を音声出力装置として構成する事で、暗号を音声情報で出力するならば、視覚障害者にとって、より使い易いものとなる。

更に、図８に例示するように、生体情報照合部１及び暗号選択部２を他アプリケーション９と連携する事が出来るようにしても良い。このような構成とする事で、ユーザ認証の必要なアプリケーション、例えば、スケジュール管理等をするグループウェア等と連携する事が出来、他アプリケーション９におけるユーザ認証を確実なものとすると共に、他アプリケーション９でユーザ認証処理を省く事が出来る。

また、図３に例示した生体情報記憶部５の暗号１フィールド乃至暗号３フィールドをユーザ認証の重要度、即ちセキュリティレベルに応じて使い分ける事も出来る。例えば、銀行のＡＴＭでは、主に残高照会、入金、出金の処理がなされるが、各処理毎に求められるセキュリティレベルは異なっている。残高照会では、特別高い堅牢性を備える必要性は無い。そこで、残高照会時には、ユーザに提示する暗号は、暗号１フィールドに記憶された暗号群からのみ選択するようにし、これをセキュリティレベル１とする。また、入金時には、暗号１フィールド及び暗号２フィールドに記憶された暗号群からのみ選択するようにし、これをセキュリティレベル２とする。更に、出金時には、暗号１フィールド乃至暗号３フィールドに記憶された暗号群から選択するようにし、これをセキュリティレベル３とする。このように各処理毎にセキュリティレベル１乃至セキュリティレベル３を設定する事で、処理毎に異なるセキュリティレベルを多段階に使い分ける事が出来る。以上のように、実際に求められるセキュリティの堅牢性に応じたユーザ認証を可能とする。

また、更にセキュリティレベル１乃至セキュリティレベル３を夫々独立なものとして生体情報記憶部５を構成した場合には、より堅牢なものとなる。例えば、暗号１フィールドには、図３では１０種の暗号を登録しているが、暗号２フィールドには、暗号１フィールドの暗号と重複を許して暗号を２０個登録する事が出来るように出来る。この場合、残高照会時に提示された暗号に対応するものが親指の指紋であった場合、出金時に同一の暗号を提示されたとしても、異なる指の指紋の入力が必要となる事があり、より堅牢なセキュリティを確保する事が出来る。

更に、図３に例示した生体情報記憶部５の暗号１フィールド乃至暗号３フィールドに記憶した暗号を音声情報で記憶する事も出来る。

この場合、本実施例で説明した暗号出力部４は、イヤホンを介して音声情報として暗号をユーザに出力する事になる。例えば、図３における「ユーザＡ」の暗号「♪」を「おんぷ」と音声情報で登録した場合、暗号出力部４は、「おんぷ」という音声情報をユーザに提示する事になる。「おんぷ」という音声情報を聞いたユーザは、「おんぷ」に対応する指紋を入力する事で、指紋認証をする事が出来る。図３の例では、右手の親指である。

尚、図５及び図６に例示したユーザ認証システムの構成では、パーソナルコンピュータ６にイヤホンが接続される事になり、パーソナルコンピュータ６が備える表示装置には図４に例示した暗号出力画面は表示されない。また、図７に例示したユーザ認証システムの構成は、図９に示す構成のようになる。

何れも暗号出力部４をイヤホンで構成したものとなり、暗号を提示されるのは、イヤホンを装着したユーザのみとなり、第三者は、ユーザの入力操作を見る事は出来るが、暗号と指との対応付けを知る事は出来ない。その為、認証条件の漏洩を防ぐ事が出来る。

また、本実施例で説明した指紋認証に、他のバイオメトリクス認証を組み合わせる事も出来る。例えば、図３に示した生体情報記憶部５の「ユーザＡ」に対応する生体情報フィールドに更にユーザＡの声紋パターンや網膜パターンや静脈パターンを登録し、それに暗号を対応付けて登録する事が出来る。このように構成した場合、更に堅牢なユーザ認証システムとなる。

上記のように構成されるユーザ認証システムによれば、ユーザ識別子及びユーザの生体情報にユーザのみが理解出来る少なくとも１つの暗号を対応付けて記憶し、ユーザ認証時に、無作為に選択した所定数の暗号をユーザに提示して、ユーザの入力した生体情報と暗号に対応する生体情報とを照合する事でユーザ認証をしている。このような構成により、第三者は、全ての生体情報を偽造したとしても、ユーザ認証時の生体情報入力指示が暗号でされる為、何を入力すれば良いか判断出来ず、不正な認証、所謂「なりすまし」をする事が出来ない。従って、本発明のユーザ認証システムでは、第三者による不正な認証、所謂「なりすまし」を防ぐ事が出来る。特に、暗号群を数多く登録すれば、より大きな効果を奏する事が出来る。更に、イヤホンを介してユーザに暗号を音声情報として提示するならば、暗号と生体情報との対応関係が第三者に漏洩する事が完全に無くなり、第三者による不正な認証を防ぐ事が出来る。また、音声情報を用いてユーザに暗号を提示する為、視力の弱い高齢者や視覚障害者にとっても使い易いものとなる。

本発明の実施例に係るユーザ認証システムの概要を示す全体構成図である。 ユーザ認証をする処理のフローチャートである。 生体情報記憶部のレコード構成例を示す図である。 暗号出力画面の表示例を示す図である。 パーソナルコンピュータでユーザ認証システムを構成した例を示す図である。 ネットワーク網、サーバ及びパーソナルコンピュータでユーザ認証システムを構成した例を示す図である 専用ハードウェアでユーザ認証システムを構成した例を示す図である。 他アプリケーションとユーザ認証システムとの連携時の構成例を示す図である。 暗号出力部にイヤホンを用いて、専用ハードウェアでユーザ認証システムを構成した例を示す図である。

符号の説明

１ 生体情報照合部
２ 暗号選択部
３ 生体情報入力部
４ 暗号出力部
５ 生体情報記憶部
６ パーソナルコンピュータ
７ ネットワーク網
８ サーバ
９ 他アプリケーション

Claims (4)

1. 生体情報を照合する事でユーザの認証をするユーザ認証システムにおいて、
   ユーザ、当該ユーザに対応付けられた複数の生体情報、及び当該複数の生体情報に夫々対応付けられ、対応する生体情報を当該ユーザのみ一意に識別出来るように定められた暗号を格納する生体情報記憶手段と、
   前記生体情報記憶手段を参照して、生体情報に対応付けられた暗号を無作為に選択して、ユーザに提示する暗号出力手段と、
   前記ユーザの生体情報を採取する生体情報入力手段と、
   前記ユーザに提示した暗号に対応する生体情報と前記生体情報入力手段で採取した前記ユーザの生体情報とを照合する生体情報照合手段と
   を備えた事を特徴とするユーザ認証システム。
2. 前記複数の生体情報は、当該生体情報の夫々に対して異なる複数の暗号が対応付けられており、
   前記暗号出力手段は、無作為に選択された生体情報に対応する複数の暗号から無作為に１つの暗号を選択して、ユーザに提示する事を特徴とする請求項１記載のユーザ認証システム。
3. 前記暗号出力手段は、前記暗号を音声情報として音声出力装置に出力する事を特徴とする請求項１又は請求項２記載のユーザ認証システム。
4. 生体情報を照合する事でユーザの認証をするユーザ認証方法において、
   ユーザ、当該ユーザに対応付けられた複数の生体情報、及び当該複数の生体情報に夫々対応付けられ、対応する生体情報を当該ユーザのみ一意に識別出来るように定められた暗号を生体情報記憶部に記憶し、
   前記生体情報記憶部を参照して、生体情報に対応付けられた暗号を無作為に選択して、ユーザに提示し、
   前記ユーザの生体情報を採取し、
   前記ユーザに提示した暗号に対応する生体情報と前記ユーザから採取した生体情報とを照合する事を特徴とするユーザ認証方法。
   

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