JP4756945B2 - ユーザ認証装置及びユーザ認証方法 - Google Patents

Description

本発明は、ユーザ認証のための技術に関し、特に文章を用いたユーザ認証のための技術に関する。

従来、ユーザ識別情報であるユーザＩＤとパスワードとを用いたユーザ認証が、一般に広く普及している。パスワード認証は非常に簡便なものであるため、現在では最もポピュラーなユーザ認証手段として広く利用されている。しかしながら、パスワード認証の認証強度は、必ずしも十分ではない。そこで、認証強度をより高めたユーザ認証システムが多数提案されている。例えば、特許文献１には、対話形式で行うユーザ認証方法が記載されている。
特開２００２−３４２２８１号公報

特許文献１のユーザ認証方法では、ユーザに対する質問及び回答は、いずれもシステムが自動的に生成するものである。そうすると、正規ユーザである本人でも必ずしも正解できない質問となってしまったり、第３者でも容易に回答できてしまったりして、ユーザ認証システムとしては不安定であり、安心して使えるものではない。

そこで、本発明の目的は、上記のような不安定さを包含せず、文章を用いた対話型のユーザ認証技術を提供することである。

本発明の一実施態様に従うユーザ認証を行うユーザ認証装置は、ユーザ識別情報の入力を受け付ける識別情報受付手段と、ユーザ認証に使用するための質問文及び前記質問文に対する回答の入力を受け付ける質問回答登録手段と、前記ユーザ識別情報、前記質問文及び前記回答を互いに対応付けて記憶する記憶手段と、ユーザからの認証要求を受け付けると、前記記憶手段を参照してユーザ認証を行う認証手段と、を備える。

これにより、文章を用いた認証を行うときに、ユーザ自らが文章を登録できる。

好適な実施形態では、前記質問回答登録手段は、複数の文節候補文字列を表示し、ユーザにより選択された文節候補文字列を結合して前記質問文を生成するようにしてもよい。

これにより、質問文の入力を支援することができる。

好適な実施形態では、前記質問文がｎ（ｎは自然数）文節からなるとき、前記質問回答登録手段は、前記質問文のｉ（ｉはｎ以下の自然数）番目の文節の文節候補文字列として、セマンティックスにおいて互いに同一または類似の分類に属する複数の文節候補文字列を表示するようにしてもよい。

好適な実施形態では、前記質問回答登録手段は、前記入力された質問文が認証に用いられた場合の認証強度を算出し、算出された認証強度が所定の強度に満たない場合は、質問文の再入力を促してもよい。

以下、本発明の一実施形態に係るユーザ認証機能を備えたネットワークシステムについて、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るネットワークシステムの全体構成を示す。

本システムは、ユーザ認証装置１がネットワーク９を介してユーザ端末５と接続されている。本システムは、さらに所定のサービスを提供するＡＰサーバ３を有する。そして、ユーザ端末５からユーザ認証装置１へ認証要求を行い、ここで正規ユーザと認証されたユーザは、その後ＡＰサーバ３へアクセスして、ＡＰサーバ３が提供するサービスを受けることができる。

本システムのユーザ認証装置１における認証は、２段階で行われる。すなわち、ユーザ認証装置１は、ユーザＩＤ及びパスワードを用いた第１の認証と、各ユーザ固有の文章を用いた第２の認証とを行う。本実施形態における第２の認証では、ユーザが自ら設定した質問文及びそれに対する回答の組み合わせを予め登録しておき、ユーザが入力した質問文及び回答をこれらと対比して認証を行う。以下、この第２の認証に関連する構成ないし機能を中心に説明する。

ユーザ認証装置１、ＡＰサーバ３およびユーザ端末５は、いずれも例えば汎用的なコンピュータシステムにより構成され、以下に説明するユーザ認証装置１、ＡＰサーバ３およびユーザ端末５内の個々の構成要素または機能は、例えば、コンピュータプログラムを実行することにより実現される。

ユーザ端末５は、入出力装置を備えたユーザインタフェースのための端末装置であり、例えば、汎用的なパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、あるいは、携帯電話機などの携帯型の情報処理装置などでよい。

ユーザ認証装置１は、インタフェース処理部１０と、入出力のためのユーザインタフェース（ＵＩ）画面を生成するための画面生成部１１と、第１認証処理部１２と、質問回答登録処理部１３と、第２認証処理部１４と、ユーザ情報記憶部１５と、質問・回答記憶部１６と、セマンティックＤＢ１７とを備える。

インタフェース処理部１０は、ネットワーク９を介してユーザ端末５とのデータ送受信を制御する。例えば、ユーザ端末５にＵＩ画面を表示させるためのＵＩ画面情報を送信し、ユーザ端末５で画面に対して入力された情報を受け付ける。また、後述する第１及び第２の認証処理により、正規ユーザと認証されたユーザからのアクセス要求に対して、インタフェース処理部１０はＡＰサーバ３へのアクセスを許可する。

画面生成部１１は、ユーザ端末５に画面を表示させるための画面情報を生成する。例えば、所定の画面テンプレートデータを保持していて、第１認証処理部１２、質問回答登録処理部１３及び第２認証処理部１４の指示に基づいて画面データを生成する。画面生成部１１が生成する具体的なＵＩ画面の例は後述する。

図２は、ユーザ情報記憶部１５のデータ構造の一例を示す。

ユーザ情報記憶部１５は、ユーザを一意に識別するためのユーザＩＤ１５１と、ユーザＩＤ別のパスワード１５２と、ユーザ名１５３と、ユーザ属性１５４とを、データ項目として有する。ユーザ情報記憶部１５には、上記のユーザ情報が予め登録されている。

図１へ戻ると、第１認証処理部１２は、画面生成部１１により生成された、ユーザＩＤ及びパスワードの入力画面に対して入力された情報を取得し、これらがユーザ情報記憶部１５に記憶されているユーザＩＤ１５１及びパスワード１５２と一致するか否かを判定して、第１のユーザ認証（パスワード認証）を行う。

図３は、質問・回答記憶部１６のデータ構造の一例を示す。

質問・回答記憶部１６は、ユーザＩＤ１６１と、ユーザＩＤ別の質問文１６２と、質問文に対する回答１６３とが対応付けて記憶される。質問文１６２は、文節１６２１〜１６２７に区切って登録されている。質問文１６２として登録可能な文節数は任意である。質問文１６２及び回答１６３は、次に説明する質問回答登録処理部１３により登録され、第２認証処理部１４による第２の認証に用いられる。

質問回答登録処理部１３は、画面生成部１１により生成された、質問文及び回答の登録画面に対して入力された情報を取得し、これに基づいて質問・回答記憶部１６に質問文１６２及び回答１６３を登録する。この詳細な処理については後述する。

第２認証処理部１４は、画面生成部１１により生成された、質問文及び回答の入力画面に対して入力された情報を取得し、これらが質問・回答記憶部１６に記憶されている質問文１６２及び回答１６３と一致するか否かを判定し、ユーザ認証を行う。詳細な処理については後述する。

セマンティックＤＢ１７には、セマンティックスに着目して文言を分類し、記憶したデータベースである。例えば、質問文の文節として使用される文言が、セマンティックスに基づいて関連づけられた状態で登録されている。

図４には、セマンティックＤＢ１７に登録されている文言（文字列）の関連づけの一例を示す。

例えば、同図の例では、文節候補となる複数の文言が、それぞれのセマンティックスに基づいてツリー構造により関連づけがされている。ツリー構造のルート１７１には、このツリーの下位に位置づけられる文言を包含する意味が割り当てられている。そして、ルート１７１の一つ下の階層のノード１７２ａ〜ｃには、ルート１７１に示す意味の下位の意味が割り当てられている。そして、ツリー構造のリーフ１７３ａ〜ｆには、それぞれのノード１７２ａ〜ｃの下位概念を有する、文節候補の文言が関連づけられている。これにより、同じルート１７１を有する文節候補の文言は、セマンティックスによる分類では同一分類に属する。なお、図４のツリー構造は一例であり、ツリーの階層の深さなどは任意である。

次に、上記のような構成を備えるネットワークシステムに対するログイン要求があったときのユーザ認証処理について、ＵＩ画面遷移と併せて説明する。なお、以下の説明における各画面は、いずれも画面生成部１１が生成した画面情報がユーザ端末５へ送信されて、ユーザ端末５で表示されるものである。

まず、図５及び図６は、ユーザが本システムに初めてログインする時の画面遷移を示す。

初回ログイン時には、次回以降のログイン時に行う第２の認証で利用する質問文及び回答を登録する。同図に示す画面遷移と併せて、ユーザ認証装置１内の処理を説明する。

図５に示すように、ユーザ端末５に第１認証画面１００が表示されているときに、ユーザＩＤ及びパスワードが入力されると、第１認証処理部１２がこれを受け付ける（Ｓ１１）。そして、第１認証処理部１２は、第１認証画面１００で入力されたユーザＩＤ及びパスワードがユーザ情報記憶部１５に予め登録されているものと一致するかを判定する。

このパスワード認証の結果、入力されたユーザＩＤ及びパスワードが登録されているものと一致する場合、以下に説明する質問文及び回答の登録処理へ移行する。つまり、ユーザ端末５の表示画面は、文章登録画面２１０へ遷移する。

この文章登録画面２１０は、質問文の入力領域２１１及び文章入力支援機能ボタン２１２を備えている。そして、入力領域２１１はユーザが入力する質問文を受け付ける（Ｓ１２）。質問文の入力は、ユーザに自由に行わせてもよいし、以下に説明する文章入力支援機能に従って行わせてもよい。

文章登録画面２１０で文章入力支援機能ボタン２１２が押されると、質問回答登録処理部１３の指示に基づいて、ユーザ端末５の画面が文章登録画面２２０へ遷移する。

文章登録画面２２０には、質問文の入力領域２２１のほか、質問文を構成するための文節候補２２５、次ボタン２２６及び回答ボタン２２７が表示される。ユーザはこの文節候補２２５の中から選択すると、選択された文節が質問文の入力領域２２１に追加される（Ｓ１３）。ここで次ボタン２２６が押されると、次の文節候補が表示された文章登録画面２２０へ順次遷移する。

ここで、この文節候補２２５に含まれる文節候補の文言は、質問回答登録処理部１３がセマンティックＤＢ１７から、質問文の生成度合いに応じて、それぞれふさわしい候補を取得する。例えば、質問回答登録処理部１３が入力済み文節のセマンティックスを解析し、次の文節にふさわしい文節候補をセマンティックＤＢ１７または他のユーザが登録した文言を質問・回答記憶部１６から抽出する。

そして、ステップＳ１３，Ｓ１４の入力を繰り返すことにより、質問文の入力が完了する。この状態が図６のステップＳ１５に示す文章登録画面２２０である。

なお、入力領域２２１に選択された文節が追加されて、質問文が徐々に生成されているとき、質問回答登録処理部１３は、生成されている質問文が、認証に用いられた場合の強度である認証強度を算出する。認証強度は、例えば、入力された文章を文節ごとに自動解析し、既に登録されている質問・回答ＤＢ１６やセマンティックＤＢ１７の内容（類似文節数など）から算出するようにしてもよい。そして、算出された認証強度が、所定の強度に満たない場合は、ステップＳ１５の文章登録画面２２０のように、質問文の変更を促すメッセージ２２８を表示させるなど、所定の警報を出力するようにしてもよい。

ユーザが質問文の入力を完了したときは、回答ボタン２２７を押すことにより、回答を入力するための回答入力画面２３０へ遷移する。

そして、回答入力画面２３０の入力領域２３１に対して回答を入力する（Ｓ１６）。ここで、登録ボタン２３２が押されると、入力確認画面２４０（Ｓ１７）を経て、既に入力された質問文及びここで入力された回答が質問・回答記憶部１６に格納される。

なお、質問回答登録処理部１３は、ステップＳ１６で回答が入力されたとき、入力された回答についても認証強度を判定する。例えば、回答が日本語１文字、英数字１文字など、認証強度を低くする可能性がある場合は、変更を促すメッセージを表示させるなど、所定の警報を出力するようにしてもよい。

上記の処理により、各ユーザの初回ログイン時に、それぞれのユーザに固有の質問文及び回答が登録される。次に、２回目以降のログインを行うときの認証処理について説明する。

図７は、２回目以降のログイン時の認証に関する入力画面遷移の第１の態様を示す。

まず、ユーザ端末５に第１認証画面１００を表示させてユーザＩＤ及びパスワードの入力を受け付け、第１認証処理部１２が第１の認証としてパスワード認証を行う（Ｓ２１）。２回目以降のログイン時には、ユーザ認証装置１は、この第１認証に引き続き以下に説明する第２認証を行う。ここで、第２の認証は、第１の認証に成功したときだけ行うようにしてもよい。

第１の認証後、第２の認証処理部１４の指示に基づいて画面生成部１１が生成した画面情報により、ユーザ端末５に質問文入力画面３００が表示される。質問文入力画面３００は、複数の文節入力領域３０１を備え、各入力領域３０１に対する入力を受け付ける（Ｓ２２）。ユーザは、この入力画面３００に対して自らが設定した質問文を文節ごとに入力し、質問文を完成させる。

図７の例では、文節入力領域３０１が１０個用意されているのに対し、質問文は７文節である。ユーザが設定する質問文の文節数は任意であるが、質問文入力画面３００において文節数のガイダンス等は表示されない。従って、質問文を正確に知らない不正アクセス者が質問文を入力する場合、入力ミスをする可能性が高い。

ユーザが、質問文入力画面３００に対する質問文の入力が完了し、次ボタン３０２が押されると、回答入力画面４００へ遷移する（Ｓ２３）。回答入力画面４００は、回答入力領域４０１及び認証ボタン４０２を有する。

この画面４００において、回答入力領域４０１に回答が入力されて、認証ボタン４０２が押されると、第２認証処理部１４が入力された質問文及び回答に基づく第２の認証処理を行う。つまり、第２認証処理部１４が、質問文入力画面３００及び回答入力画面４００から入力された質問文及び回答を取得して、質問・回答記憶部１６に登録されている、第１の認証で認証されたユーザの質問文１６２及び回答１６３と一致するか否かを判定する。

本システムでは、上述した第１認証及び第２認証の双方において登録済みの情報と一致したときは、そのユーザは正規ユーザと認証され、ログインが許可される。

ここで、図７に示す質問文入力画面３００は、第２の認証のために質問文の入力を受け付ける画面の一例である。そこで、図８、図９に質問文入力画面の変形例を示す。

図８に示す質問文入力画面３８０は、一つの質問文入力領域３８１と、次ボタン３８２とを備える。この質問文入力領域３８１に対して、ユーザは文節区切りを意識することなく、質問文を入力する。質問文の入力が完了すると、ユーザは次ボタン３８２を押す。

ここで、図８の質問文入力画面３８０で質問文の入力を受け付けるためには、ユーザ認証装置１またはユーザ端末５に文節区切り検出機能が必要となる。つまり、次ボタン３８２が押されると、質問文入力領域３８１に入力された質問文が、文節区切り検出機能により文節ごとに区切られる。

また、図９に示す質問文入力画面３９０は、一つの質問文入力領域３９１と、複数の文節表示領域３９２とを備える。この質問文入力領域３９１に対して、ユーザは文節区切りを意識することなく、質問文を入力する。

ここで、図８の場合と同様に、図９の質問文入力画面３９０で質問文の入力を受け付けるためには、ユーザ認証装置１またはユーザ端末５に文節区切り検出機能が必要となる。図９の場合には、質問文入力領域３９１に対して入力される質問文は随時監視されている。そして、文節区切り検出機能により入力された質問文の文節区切りが検出されるごとに、各文節が文節表示領域３９２へ順次移動される。質問文がすべて入力されると、図７の場合と同様に、各文節が文節表示領域３９２にそれぞれ表示される。

次に、２回目以降のログイン時の質問文及び回答入力の第２の態様について説明する。

図１０に、第２の態様に係る質問文入力画面及び回答入力画面遷移の一例を示す。

同図に示す態様の質問文入力画面３１０（３１１〜３１４）は、各画面がそれぞれ１文節の選択入力を受け付ける。つまり、各質問文入力画面３１１〜３１４には、一つの文節に対する複数の候補が含まれた文節候補マトリックス３２１〜３２４が表示されている。

ここで、各文節候補マトリックス３１１〜３１４には、各文節における正解文節の他、複数のダミー文節が含まれている。ダミー文節は、第２認証処理部１４が、正解文節と同一または類似のセマンティックスを有する文言をセマンティックＤＢ１７から選択する。そして、画面生成部１１が質問文入力画面３１０の画像情報を生成する。

まず、第２認証処理部１４は、先頭の文節に対する質問文入力画面３１１をユーザ端末５に表示させて、文節候補マトリックス３２１の中から選択を受け付ける。ここで先頭文節の文言が選択されると、次に、２番目の文節に対する入力画面３１２へ遷移させ、２番目の文節に対する選択を受け付ける。以降、これを繰り返して、先頭の文節から順次選択を受け付けると、質問文が完成する。

第２認証処理部１４は、各質問文入力画面３１０で文節が選択されるごとに、選択された文節候補を取得する。そして、質問・回答記憶部１６を参照して、選択された文節候補が正解の文節であるか否かを判定する。

例えば、質問文入力画面３１１で選択された文節候補が正解である場合、次の文節の質問文入力画面３１０のために、正解文節を含む文節候補マトリックス３２２を生成して、これを含む質問文入力画面３１２へ遷移させる。一方、質問文入力画面３１１で選択された文節候補が正解でない場合、次文節の正解文節を含まない文節マトリックス３２３を生成し、これを含む質問文入力画面３１３へ遷移させもよいし、上述の正解の場合と同様に、正解候補を含む質問文入力画面３１２へ遷移させもよい。

また、一旦正解でない文節候補が選択されると、それ以降、すべての質問文入力画面３１０で正解を含まない文節候補のみを表示させるようにしてもよい。

なお、各質問文入力画面３１０で選択された文節の正誤判定の結果を、その都度出力する必要はない。この場合、質問文の入力後、回答入力画面４１０で回答が入力された後に、質問文及び回答のすべてが正しいと判定された（つまり正規ユーザと認証された）か否かだけを出力するようにしてもよい。こうすることにより、質問文及び回答の入力過程において、どこで間違えたかをユーザは知ることができない。

質問文入力画面３１４で質問文の入力が完了したときは、ユーザは回答ボタン３４０を押す。これにより、ここまでに入力された複数の文節を結合させた質問文が完成する。そして、回答入力画面４１０へ遷移し、回答入力を受け付ける。

なお、回答ボタン３４０は、すべての質問文入力画面３１０にも存在し、質問文の文節数に関するガイダンス等は表示されない。従って、回答ボタン３４０を押す前に入力すべき文節数は、ユーザ自らが判断しなければならない。これにより、上記のように文節候補の選択肢を用意した場合であっても、質問文を正確に知らない不正アクセス者が質問文を入力する場合、入力ミスをする可能性が高い。

本実施形態によれば、パスワード認証と、ユーザが指定した質問文及び回答を用いた認証とを組み合わせることにより、比較的簡易な構成で認証強度を高めることができる。

上述した本発明の実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

本発明の一実施形態に係るネットワークシステムの全体構成を示す図である。 ユーザ情報記憶部１５のデータ構造の一例を示す図である。 質問・回答記憶部１６のデータ構造の一例を示す図である。 セマンティックＤＢ１７に登録されている文言の関連づけの一例を示す図である。 本システムに初めてログインする時の画面遷移を示す図である。 本システムに初めてログインする時の画面遷移を示す図である。 ２回目以降のログイン時の認証に関する入力画面遷移の第１の態様を示す図である。 質問文入力画面の他の変形例を示す図である。 質問文入力画面の他の変形例を示す図である。 ２回目以降のログイン時の認証に関する入力画面遷移の第２の態様を示す図である。

符号の説明

１ ユーザ認証装置
３ ＡＰサーバ
５ ユーザ端末
１０ インタフェース処理部
１１ 画面生成部
１２ 認証処理部
１３ 質問回答登録処理部
１４ 認証処理部
１５ ユーザ情報記憶部
１６ 質問・回答記憶部

Claims (6)

1. ユーザ認証を行うユーザ認証装置であって、
   ユーザ識別情報の入力を受け付ける識別情報受付手段と、
   ユーザによって入力された、ユーザ認証に使用するための質問文及び前記質問文に対する回答の入力を受け付ける質問回答登録手段と、
   前記識別情報受付手段が受け付けた前記ユーザ識別情報、及び前記質問回答登録手段が受け付けた前記質問文及び前記回答が互いに対応付けられていて、かつ、前記質問文が文節に区切られて記憶されている記憶手段と、
   ユーザからの認証要求として、ユーザ識別情報、質問文及び回答を受け付ける認証受付手段であって、前記認証要求の質問文は、前記記憶手段に記憶されている前記質問文の各文節と、前記質問文の各文節とそれぞれセマンティックスにおいて同一または類似の複数のダミー文節とを含む複数の文節候補を表示した文節別の選択画面を提供し、前記文節別の選択画面に対して一文節ずつ選択を受け付ける前記認証受付手段と、
   前記認証受付手段が受け付けたユーザ識別情報、質問文及び回答と、前記記憶手段に記憶されているユーザ識別情報、質問文及び回答とが一致しているか否かを判定してユーザ認証を行う認証手段であって、質問文が一致するか否かの判定は文節ごとに行う、前記認証手段と、を備えたユーザ認証装置。
2. 前記質問回答登録手段は、
   複数の文節候補文字列を表示し、ユーザにより選択された文節候補文字列を結合して前記質問文を生成する請求項１記載のユーザ認証装置。
3. 前記質問文がｎ（ｎは自然数）文節からなるとき、前記質問回答登録手段は、前記質問文のｉ（ｉはｎ以下の自然数）番目の文節の文節候補文字列として、セマンティックスにおいて互いに同一または類似の分類に属する複数の文節候補文字列を表示する請求項２記載のユーザ認証装置。
4. 前記質問回答登録手段は、前記入力された質問文が認証に用いられた場合の認証強度を算出し、算出された認証強度が所定の強度に満たない場合は、質問文の再入力を促す、請求項１から３のいずれかに記載のユーザ認証装置。
5. ユーザ識別情報の入力を受け付けるステップと、
   ユーザ認証に使用するための質問文及び前記質問文に対する回答の入力を受け付けるステップと、
   前記入力されたユーザ識別情報、前記質問文及び前記回答を互いに対応付け、かつ、前記質問文を文節に区切って記憶手段に記憶するステップと、
   ユーザからの認証要求として、ユーザ識別情報、質問文及び回答の入力を受け付けるステップであって、前記認証要求の質問文は、前記記憶手段に記憶されている前記質問文の各文節と、前記質問文の各文節とそれぞれセマンティックスにおいて同一または類似の複数のダミー文節とを含む複数の文節候補を表示した文節別の選択画面を提供し、前記文節別の選択画面に対して一文節ずつ選択を受け付けるステップと、
   前記認証要求のユーザ識別情報、質問文及び回答と、前記記憶手段に記憶されているユーザ識別情報、質問文及び回答とが一致しているか否かを判定してユーザ認証を行うステップであって、質問文の判定は文節ごとに行うステップと、を行うユーザ認証方法。
6. コンピュータに実行されると、
   ユーザ識別情報の入力を受け付けるステップと、
   ユーザ認証に使用するための質問文及び前記質問文に対する回答の入力を受け付けるステップと、
   前記入力されたユーザ識別情報、前記質問文及び前記回答を互いに対応付け、かつ、前記質問文を文節に区切って記憶手段に記憶するステップと、
   ユーザからの認証要求として、ユーザ識別情報、質問文及び回答の入力を受け付けるステップであって、前記認証要求の質問文は、前記記憶手段に記憶されている前記質問文の各文節と、前記質問文の各文節とそれぞれセマンティックスにおいて同一または類似の複数のダミー文節とを含む複数の文節候補を表示した文節別の選択画面を提供し、前記文節別の選択画面に対して一文節ずつ選択を受け付けるステップと、
   前記認証要求のユーザ識別情報、質問文及び回答と、前記記憶手段に記憶されているユーザ識別情報、質問文及び回答とが一致しているか否かを判定してユーザ認証を行うステップであって、質問文の判定は文節ごとに行うステップと、を行うユーザ認証のためのコンピュータプログラム。
   

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